Может ли Вселенная обладать памятью, как человек или другие высокоорганизованные живые существа? На первый взгляд, этот вопрос сам по себе кажется фантастическим. Между тем, если разбираться по существу, то он выглядит не столь уж парадоксальным.
Действительно, что есть гравитация, пространство и память? С точки зрения общей теории относительности Эйнштейна, пространство является жёсткой и упругой средой. По своим свойствам она в сотни тысяч раз прочнее стали и более упругая, чем резина. Гравитация же это деформация пространства. Тяготеющие массы искривляют вокруг себя пространство, в результате тела совершают движение по кривизне к центру масс. Нужны огромные по массе объекты, такие как планеты и звёзды, чтобы деформировать пространство. Чёрные дыры, являющиеся продуктом эволюции массивных звёзд, представляет собой, замкнутое пространство. Столкновение таких объектов во Вселенной приводит к возникновению ряби пространства, распространяющейся в виде гравитационных волн, которые в настоящее время обнаружены экспериментально. Этот процесс в чём-то напоминает расхождение волн после падения камня в воду. В отличие от водной деформации, поверхность жидкой среды которой после возмущения возвращается в первоначальное состояние, гравитационные волны всё же оставляют минимальный след после прохождения через пространство, который, по мнению Дэвида Гарфинкла, космолога из Оклендского университета в Мичигане, изменяет структуру пространства-времени.
«Существует тесная связь между эффектом памяти и симметрией пространства-времени, – утверждает Кип Торн, профессор Калифорнийского технологического института, лауреат Нобелевской премии по физике 2017 года за открытие гравитационных волн. – Память – это не что иное, как изменение гравитационного потенциала». Энергия проходящей гравитационной волны создаёт изменение гравитационного потенциала. Это искажает пространство-время даже после того, как волна прошла.
Другими словами Вселенная обладает памятью. Конечно, этот эффект крайне слаб. Тем не менее, по мнению Эндрю Строминджера, физика-теоретика из Гарвардского университета, внёсшего вклад в объяснение микроскопического происхождения энтропии чёрной дыры на основе теории струн, такие изменения вполне возможны.
Пространство-время можно уподобить жёсткому кристаллу с его тремя симметриями, выраженными в размерности. Однако пространство-время обладает практически бесконечными симметриями, связанными с гравитацией, и в этом случае остаточный эффект гравитации сохранялся бы в самой структуре пространства-времени.
В свете современных представлений пространство и время квантованы, подразумевается наличие кванта пространства и времени. Их минимальный размер составляет для пространства 10 в минус 35 метра и, соответственно, для времени 10 в минус 44 степени секунды. Это значит, что известные науке свойства пространства сохраняются до этих размерностей. При уменьшении дискретизации свойства пространства становятся иными. Следовательно, оно обладает пиксельной природой, в чём-то напоминающей дисплей компьютера.
С точки зрения лауреата Нобелевской премии, голландского физика Герарда Хоофта, реальный квант пространства нашей Вселенной может иметь гораздо больший размер, порядка 10 в минус 16 степени метра. В этом случае туннельный эффект, возникающий при взаимодействии квантов пространства, можно уже обнаружить современными приборами. Ткань пространства как бы дрожит, демонстрируя вероятностную хаотическую природу туннелирования. Но возможна ли память в хаотических состояниях на микромасштабах, где пространство проявляет свою случайную природу? Тем более, что на уровне планковских размеров из-за соотношения неопределённостей энергии пространство напоминает пену. Как же сохраняется информации в такой среде?
В качестве гипотезы можно предположить, что, по аналогии, жёсткая и упругая среда пространства-времени напоминает хаотическое состояние на уровне микромира. Именно хаос имеет огромное многообразие симметрий и выглядит, как фрактал, обладая инвариантностью при масштабировании, где воплощается принцип «всё во всём».
Каким же образом сохраняется память в хаотических состояниях? Здесь можно вспомнить английского математика Фрэнка Рамсея, который ещё в первой половине XX века доказал теорему, согласно которой полный беспорядок невозможен, иначе говоря, в хаосе то же есть порядок. В настоящее время хаотические состояния рассматриваются, как суперсложные, т. е. хаос – это сверхпорядок. Модели хаотического поведения опять же показывают, что здесь действует принцип «всё связано со всем».
В компьютерной модели авторами было установлено, что искусственные случайные нейронные сети, смоделированные на основе цитоархитектоники естественных биологических нейронных сетей, в своей многослойной структуре обладают памятью. Сама ткань пространства-времени возможно имеет подобное строение, и вследствие этого она может сохранять информацию.
Дискуссии по поводу гравитационной памяти оживили идею голографической Вселенной, согласно которой Вселенная – это голограмма. Причём современные интерпретации предполагают наличие параллельной двухмерной Вселенной, представляющей собой первичную реальность, имеющую голографическую природу. Такая Вселенная имеет два измерения, где нет гравитации, а её проекция в наш мир порождает нашу реальность. В первичной же реальности не существует случайностей, поскольку в двухмерном пространстве хаос невозможен. Там действует только периодика и квазипериодические процессы. Это создаёт условия для объединения теории относительности и квантовой механики, где основным препятствием для их интеграции выступала вероятностная природа микромира.
В данном случае Альберт Эйнштейн, возможно, оказывается правым, поскольку в первичной реальности другой Вселенной никаких случайностей нет и «бог не играет в кости» (вспоминая его научный спор с основателем квантовой механики Нильсом Бором). Случайные процессы появляются при проекции голографической основы в наш мир, имеющий, по крайней мере, согласно теории суперструн, как минимум девять измерений, шесть из которых обнаруживают себя только на микромасштабах.
Что касается памяти Вселенной, то вопрос предполагает понимания так же природы времени. В настоящее время имеются две концепции времени: статическая и динамическая. Согласно динамической концепции, статусом реальности обладает только настоящее, поскольку прошлого уже нет, а будущее ещё не наступило. У этой концепции есть серьёзный недостаток, так как она не может определить, что есть настоящее. Статическая концепция времени утверждает, что прошлое, настоящее и будущее обладают одинаковым статусом реальности, т. е. они действительно существуют, а время – это иллюзия, возникающая при проекции из первичной реальности.
Своего рода наш мир – это голографическое кино, где как на киноплёнке записано и прошлое, и будущее, и настоящее. Согласно некоторым гипотезам, пространство и время нашей Вселенной не являются фундаментальными, они своего рода эмерджентны, т. е. производны, порождены проекцией другого мира, обладающего голографической природой. Таким образом, можно объяснить запутанность пространства-времени.
По нашему мнению, разработка концепций гравитационной памяти, обнаружение её эффектов, развитие идеи голографической Вселенной позволит объединить теорию относительности и квантовую механику на новой основе и приблизиться к целостному описанию природы, базирующемуся на единой сущностной основе.
Также материалы по теме:
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов, и теперь статьи канала Intellectus увидят только его подпиcчики. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.