Наша Вселенная - это весь мир или может существовать что-то большее? Является ли наша Вселенная лишь одной из бесчисленного множества других, объединенных во всеобъемлющую мультивселенную?
Это может показаться спекуляцией, нагроможденной на спекуляции, но эта теория не так безумна, как вы можете подумать. Профессор астрофизики Сиднейского университета Герайнт Льюис со своими коллегами изучал, на что могут быть похожи другие части мультивселенной, и что эти гипотетические соседние вселенные могут рассказать нам об условиях, которые делают жизнь возможной, и как они возникают.
Исследование мультивселенных
В нашей Вселенной физика управляется правилами, которые говорят нам, как вещи должны взаимодействовать друг с другом, и константами природы, такими как скорость света, которые определяют силу этих взаимодействий. Итак, мы можем представить гипотетические вселенные, где мы меняем эти свойства и исследуем последствия в рамках математических уравнений.
Это может показаться простым, но правила, с которыми мы работаем, являются фундаментальной структурой Вселенной. Если мы представим себе вселенную, где, скажем, электрон в сто раз тяжелее, чем в нашей Вселенной, то каковы будут последствия таких изменений для звезд, планет и даже жизни?
Недавно ученые рассматривали этот вопрос в серии статей, в которых анализировалась возможность существования жизни во всей мультивселенной. Конечно, обитаемость - это сложная концепция, но физики считают, что для жизни требуется несколько самых важных ингредиентов. Сложность - одна из этих составляющих. Для жизни на Земле эта сложность исходит от элементов периодической таблицы, которые могут быть смешаны и организованы в мириады различных молекул.
Но стабильная окружающая среда и постоянный поток энергии также необходимы для появления жизни. Неудивительно, что земная жизнь зародилась на поверхности скалистой планеты с обилием химических элементов, купающейся в свете долгоживущей стабильной звезды. Существуют ли похожие среды по всей мультивселенной? Авторы работы начали теоретическое исследование с рассмотрения изобилия химических элементов.
Для этого они разделили различные части физики на управляемые куски: звезды и атмосферы, планеты и тектоника плит, происхождение жизни и многое другое. А затем мы собрали фрагменты вместе, чтобы рассказать общую историю о обитаемости во всей мультивселенной.
Вырисовывается сложная картина. Некоторые факторы могут сильно влиять на обитаемость вселенной. Например, соотношение углерода и кислорода, которое устанавливается определенной цепочкой ядерных реакций в сердце звезды, представляется особенно важным.
Слишком большое отклонение от условий нашей Вселенной, где примерно равное количество двух элементов, приводит к созданию условий, в которых жизни было бы чрезвычайно трудно возникнуть и развиться. Но обилие других элементов, по-видимому, менее важно. Пока они стабильны, что зависит от баланса фундаментальных сил, они могут играть ключевую роль в создании строительных блоков жизни.
Авторы смогли использовать комплексный подход, чтобы раскрыть обитаемость всей мультивселенной, исследуя пространство возможностей очень дискретными шагами. Кроме того, чтобы сделать проблему управляемой, физикам пришлось использовать несколько теоретических сокращений и приближений. Таким образом, ученые находятся только на первом этапе понимания условий жизни во всей мультивселенной.
На следующих этапах необходимо будет учитывать всю сложность альтернативной физики других вселенных. Нужно будет понять влияние фундаментальных сил в малом масштабе и экстраполировать его на большие масштабы, на формирование звезд и, в конечном итоге, планет.