Космолог Лаура Мерсини-Хаутон из Университета Северной Каролины считает, что наша Вселенная — лишь одна из многих. И ключ к этому — не в фантазиях, а в наблюдениях: она находит признаки других вселенных в картине реликтового излучения. Ее теория вызывает жаркие споры, но за ней — строгие расчеты, научные эксперименты и важные открытия.
Вопрос «rак все началось?» терзает человечество веками. Теория Большого Взрыва долгое время была главным ответом на него. Но она оставляет без объяснения фундаментальную загадку: почему наша Вселенная именно такая? Почему ее законы, константы и начальные условия идеально подходят для существования галактик, звезд, планет и жизни? Математик Роджер Пенроуз подсчитал вероятность спонтанного возникновения Вселенной с такими же параметрами, как наша. Получилось астрономически малое число: 1 шанс из 10 в степени 10^123. Проще говоря, это практически невозможно. Этот парадокс требовал решения.
Именно поиски решения этого парадокса привели Лору Мерсини-Хаутон, профессора космологии из Университета Северной Каролины, к ее смелой гипотезе. Если вероятность получить именно нашу Вселенную в единственном экземпляре крайне мала, значит, нужно предположить существование множества вселенных. Но не просто где-то «рядом» в пространстве, а как результат фундаментального квантового процесса в момент самого рождения.
Мерсини-Хаутон предлагает смотреть на раннюю Вселенную как на квантовую волновую функцию, из которой «выпали» множество вселенных, каждая со своими характеристиками. Основные шаги ее концепции:
- Квантовый пул. На заре существования Вселенной все происходило в квантовом состоянии: реальность описывается не определенностью, а вероятностями.
- Ландшафт струнной теории. Согласно теории струн, существует огромное число возможных начальных состояний Вселенной — «ландшафт» энергетических уровней. Волновая функция пронизывает этот пейзаж и «ветвится» в разные вселенные .
- Квантовая декогеренция. В процессе инфляции (экспоненциального расширения) разным ветвям постепенно разрывается квантовое переплетение. Это подобно отделению металлов в руде: струны ландшафта играют роль реагента, расщепляя ветви .
В результате наша Вселенная становится классическим объектом с отпечатками прошлого, когда происходило отделение от квантовых «соседей».
Но как эти вселенные становятся независимыми? Здесь Мерсини-Хаутон вводит ключевую аналогию с бором (бура). Бор используется для отделения золота от руды, так как по-разному взаимодействует с разными минералами. Ландшафт теории струн, по ее мнению, сыграл роль такого "бора" для новорожденных вселенных. Он нарушил квантовую запутанность (тонкую связь) между различными ветвями волновой функции. Этот процесс "декогеренции" – перехода от квантовой неопределенности к классической реальности – был жизненно важен. Без него наша Вселенная не обрела бы стабильности.
Самое удивительное в теории Мерсини-Хаутон – то, что ее можно проверить. Она предсказала, что если такой процесс разделения вселенных действительно произошел во время инфляции (периода сверхбыстрого расширения сразу после Большого Взрыва), то его "шрамы" должны быть видны в космическом микроволновом фоне (CMB). CMB – это древнейшее излучение, остывший свет от самого Большого Взрыва, равномерно заполняющий все небо, словно фото новорожденной Вселенной.
Вместе с коллегами Ричардом Холманом и Томо Такахаши в 2005-2006 годах Мерсини-Хаутон сделала серию конкретных предсказаний о необычных аномалиях, которые должны наблюдаться в CMB. Эти аномалии – следы гравитационного "притяжения" соседних вселенных в момент их разделения. Одно из ключевых предсказаний – существование гигантской "холодной точки" или "войда" (огромной области с пониженной температурой излучения) на карте CMB.
И наблюдения подтвердили это! Космический аппарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), а позже и более точный спутник Planck, обнаружили именно такую аномалию – гигантскую холодную область размером около 900 миллионов световых лет. Для Мерсини-Хаутон и ее коллег это стало сильным аргументом в пользу их теории. Они показали, что искать доказательства мультивселенной не обязательно за пределами наблюдаемого горизонта нашей Вселенной. Ее следы, ее "космические шрамы", могут быть прямо здесь, на карте древнейшего света.
Современные критики и научное сообщество
Предложение вызвало оживленные дискуссии. Галактические обзоры в 2017–2022 показали, что подобных пустот недостаточно, чтобы объяснить холодную область CMB; результаты Lens/ISW анализа указывают, что эффект слабее, чем прогнозировалось.
Лаура провела повторный анализ с Элеонорой Ди Валенитино и пришла к выводу, что аномалии в CMB по-прежнему соответствуют ее модели.
Ученый отмечает, что мультивселенная стала частью серьёезной научной дискуссии — ее исследовали такие авторитеты, как Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг.
Лаура подчеркивает: «Мы можем проверять мультивселенную здесь и сейчас, просто анализируя нашу Вселенную, не нарушая законов физики». Она не считает, что в других ветвях существует точная копия себя: после декогеренции каждая ветвь существует независимо в классическом режиме.
Post Scriptum
Идеи Лоры Мерсини-Хаутон остаются предметом горячих споров в научном сообществе. Не все физики согласны с интерпретацией данных CMB, были и критические исследования. Однако ее работа совершила важный прорыв. Она превратила философскую концепцию мультивселенной из древних мифов и умозрительных построений в конкретную, проверяемую физическую гипотезу. Она предложила механизм – квантовую волновую функцию на ландшафте теории струн, нарушающую запутанность под действием "бора" ландшафта. И главное – она указала, где и как искать следы других миров: в загадочных аномалиях реликтового излучения, небесной летописи нашего собственного рождения.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости