Существует теория, согласно которой существует множество вселенных, где мы живем абсолютно другой жизнью: каждое наше действие связано с определенным выбором и, делая этот выбор на нашей Вселенной, в параллельной – «другой я» принимает противоположное решение. Насколько оправдана такая теория с научной точки зрения? Почему ученые прибегли к ней? Попробуем разобраться в нашей статье.
Многомировая концепция Вселенной
Впервые теорию о вероятном множестве миров упомянул американский физик Хью Эверетт. Он предложил свою разгадку одной из главных квантовых загадок физики. Перед тем как перейти непосредственно к теории Хью Эверетта, необходимо разобраться, что это за тайна квантовых частиц, которая не дает покоя физикам всего мира уже не один десяток лет.
Представим себе обычный электрон. Оказывается, в качестве квантового объекта он может находиться в двух местах одновременно. Это его свойство называют суперпозицией двух состояний. Но магия на этом не заканчивается. Как только мы захотим как-то конкретизировать местоположение электрона, например, попытаемся его сбить другим электроном, то из квантового он станет обычным. Как такое возможно: электрон был и в пункте А, и в пункте Б и вдруг в определенный момент перепрыгнул в Б?
Хью Эверетт предложил свою интерпретацию этой квантовой загадки. Согласно его многомировой теории, электрон так и продолжает существовать в двух состояниях одновременно. Все дело в самом наблюдателе: теперь он превращается в квантовый объект и разделяется на два состояния. В одном из них он видит электрон в пункте А, в другом – в Б. Существуют две параллельные реальности, и в какой из них окажется наблюдатель – неизвестно. Деление на реальности не ограничено числом два: их ветвление зависит лишь от вариации событий. Однако все эти реальности существуют независимо друг от друга. Мы, как наблюдатели, попадаем в одну, выйти из которой, как и переместиться в параллельную, невозможно.
С точки зрения этой концепции легко объясняется и эксперимент с самым научным котом в истории физики – котом Шредингера. Согласно многомировой интерпретации квантовой механики, несчастный кот в стальной камере одновременно и жив, и мертв. Когда мы раскрываем эту камеру, то как бы сливаемся с котом и образуем два состояния – живое и мертвое, которые не пересекаются. Образуются две разные вселенные: в одной наблюдатель с мертвым котом, в другой – с живым.
Стоит сразу отметить, что многомировая концепция не предполагает наличия множества вселенных: она одна, просто многослойная, и каждый объект в ней может находиться в разных состояниях. Такую концепцию нельзя считать экспериментально подтвержденной теорией. Пока что это всего лишь математическое описание квантовой загадки.
Теорию Хью Эверетта поддерживают физик, профессор австралийского университета Гриффита Говард Уайзман, доктор Майкл Холл из Центра квантовой динамики университета Гриффита и доктор Дирк-Андре Деккерт из Университета Калифорнии. По их мнению, параллельные миры действительно есть и наделены разными характеристиками. Любые квантовые загадки и закономерности – это последствие «отталкивания» друг от друга миров-соседей. Возникают эти квантовые явления для того, чтобы каждый мир был не похож на другой.
Как и в случае с многомировой концепцией, теорию струн достаточно трудно доказать экспериментально. Кроме того, математический аппарат теории настолько труден, что для каждой новой идеи математическое объяснение нужно искать буквально с нуля.
Гипотеза математической вселенной
Космолог, профессор Массачусетского технологического института Макс Тегмарк в 1998 году выдвинул свою «теорию всего» и назвал ее гипотезой математической вселенной. Он по-своему решил проблему существования большого количества физических законов. По его мнению, каждому набору этих законов, которые непротиворечивы с точки зрения математики, соответствует независимая вселенная. Универсальность теории в том, что с ее помощью можно объяснить все разнообразие физических законов и значения физических постоянных.
Тегмарк предложил все миры по его концепции разделить на четыре группы. К первой относятся миры, находящиеся за пределами нашего космического горизонта, так называемые внеметагалактические объекты. Во вторую группу входят миры с другими физическими константами, отличными от постоянных нашей Вселенной. В третью – миры, которые появляются в результате интерпретации законов квантовой механики. Четвертая группа – это некая совокупность всех вселенных, в которых проявляются те или иные математические структуры.
Как отмечает исследователь, наша Вселенная не единственная, так как пространство безгранично. Наш мир, где мы живем, ограничен пространством, свет из которого дошел до нас за 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Узнать о других вселенных достоверно мы сможем еще минимум через миллиард лет, пока свет от них достигнет нас.
Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную
Стивен Хокинг также является сторонником теории множества вселенных. Один из самых известных ученых современности в 1988 году впервые представил свое эссе «Черные дыры и молодые вселенные». Исследователь предполагает, что черные дыры – это дорога к альтернативным мирам.
Благодаря Стивену Хокингу мы знаем, что черным дырам свойственно утрачивать энергию и испаряться, выпуская при этом излучение Хокинга, получившее имя самого исследователя. До того, как великий ученый сделал это открытие, научное сообщество полагало, что все, что каким-либо образом попадает в черную дыру, исчезает. Теория Хокинга опровергает это предположение. По мнению физика, гипотетически любая вещь, предмет, объект, попавший в черную дыру, вылетает из нее и попадает в иную вселенную. Однако такое путешествие является движением в один конец: обратно вернуться никак нельзя.
Из всего этого следует, что прохождение через черную дыру вряд ли окажется популярным и надежным способом космических путешествий. Во-первых, вам придется попасть туда, перемещаясь во мнимом времени и не заботясь о том, что ваша история в реальном времени печально закончилась. Во-вторых, на самом деле вы не смогли бы выбрать место назначения. Это все равно, что лететь по какой-то авиалинии, что взбрела вам в голову,
– пишет исследователь.
Параллельные вселенные и бритва Оккама
Как мы видим, с полной уверенностью доказать теорию множественных вселенных пока остается невозможным. Противники теории считают, что мы не имеем права говорить о бесконечном множестве вселенных хотя бы потому, что не можем объяснить постулаты квантовой механики. Такой подход идет вразрез с философским принципом Уильяма Оккама: «Не следует множить сущее без необходимости». Сторонники же теории заявляют: гораздо проще предположить существование множества вселенных, чем наличие одной идеальной.
Чья аргументация (сторонников или противников теории мультивселенной) убедительнее – решать вам. Кто знает, может, именно вам удастся отгадать квантовую загадку физики и предложить новую универсальную «теорию всего».
А если вас волнует устройство нашей Вселенной и привлекают тайны физики, советуем почитать нашу статью про гипотезу компьютерной симуляции.
"...Команда ученых в Оксфорде сделали открытие в области математики.
Параллельные миры действительно существуют.
Сама теория таких миров появилась еще в 1950 в США (автор - Хью Эверетт) и объяснила тайны квантовой механики, вызывавшие споры ученых. В Эвереттовской «многомирной» Вселенной каждое новое событие возможно, вызывая разделение Вселенной. Число возможных альтернативных исходов равно числу миров.
К примеру, водитель машины видит выскочившего на дорогу пешехода. В одной реальности он, избегая наезда, гибнет сам, в другой попадает в больницу и остается живым, в третьей гибнет пешеход. Число альтернативных сценариев бесконечно.
Теория была признана фантастической и забыта. Но неожиданно в Оксфорде в ходе математического исследования обнаружили, что Эверетт был на верном пути.
Главный вывод из открытия состоит в следующем.
Кустоподобные ветвящиеся структуры, возникающие при расщеплении Вселенной на параллельные версии ее самой, объясняют вероятностный характер результатов в квантовой механике. То есть неизбежно мы живем лишь в одном из множества параллельных миров, а не в единственном".
После прочтения этой статьи мне захотелось найти официальные научные положения относительно данной темы.
Вот, что получилось.
***
В 1954 году молодой кандидат наук из Университета Пристон, Хью Эверетт
, выдвинул совершенно изумительное предположение о том, что в Галактике существуют параллельные миры, идентичные нашей Вселенной
. Согласно его точке зрения, все эти вселенные связаны с нашей вселенной, но в то же время, все они отклоняются от нашей вселенной, а наша вселенная в свою очередь отклоняется от всех других. Вероятно, в других вселенных тоже происходили свои войны, которые, возможно, носили несколько иной характер, чем те, которые происходили на нашей планете. Некоторые виды живых организмов, погибших в нашей вселенной, могли эволюционировать и приспособиться к другим условиям в другой вселенной. Возможно, что в других галактиках совсем нет людей, ведь в тех условиях люди могли просто не выжить.
Выдвинув теорию о существование нескольких миров, Эверетт пытался дать ответ на давно волнующий всех вопрос, относящийся к квантовой физике: "Почему количество вещества ведет себя непостоянно и беспорядочно?"
квантовой физики началось в 1900 году, когда физик Макс Планк предложил выделить еще один раздел в области физики и назвать его квантовой физикой
. Во время одного из своих опытов Планк обнаружил странное поведение излучения, что полностью противоречило классическим законам физики. Во-первых, частицы на микроуровне могут произвольно менять различные формы. Например, ученые наблюдали за фотонами (светом). Даже один-единственный фотон проявляет свою способность принимать разные формы. Это можно представить в виде того, как если бы Вы были обычным цельным человеком и вдруг могли принять газообразную форму.
Такое явление стали называть принципом неопределённости Гейзенберга . Физик Вернер Гейзенберг утверждал, что просто наблюдая за квантовым веществом, мы уже можем повлиять на поведение этого вещества. Поэтому мы никогда не будем знать наверняка истинную природу квантового объекта или его свойства, такие как и скорость и местоположение. Эту точку зрения поддержали ученые из Копенгагенского института квантовой механики. Согласно определению датского физика Нильса Бора , "все квантовые частицы не могут существовать в одном или другом состоянии, они существуют во всех возможных состояниях сразу. Общее количество возможных состояний квантового объекта называется его волновой функцией. Состояние объекта одновременно во всех его возможных состояниях называется суперпозицией (наложением)".
Согласно Бору, когда мы наблюдаем за квантовым объектом, мы как бы влияем на его поведение. Наблюдение нарушает суперпозицию объекта и обычно вынуждает объект принять одно из своих состояний в волновой функции. Эта теория объясняет, почему у физиков получились разные данные одного и того же квантового объекта: каждый раз объект "выбирал" различные состояния.
Теория о множестве миров
Хью Эверетт согласился с большинством утверждений, сделанных Нильсом Бором о квантовом мире. Он полностью поддерживает теорию о суперпозиции и согласен с понятием волновой функции. Но Эверетт не согласен с Бором только в одном, но весьма важном вопросе: Эверетт считает, что принимать то или иное состояние квантового объекта заставляют не измерения. Наоборот, измерение взятого квантового объекта вызывает некий раскол во Вселенной. Вселенная буквально дублирована, в результате измерения она раскалывается на вселенные для каждого возможного результата. Например, предположим, что волновая функция объекта является и частицей и волной. Когда физик измеряет частицу, существует два возможных исхода: данная частица может быть измерена как частица или как волна.
Когда физик исследует объект, он может заметить, как вселенная делится на две отличные вселенные, в результате чего и существует два разных исхода опыта. Поэтому получается, что ученый в одной вселенной исследовал объект в форме волны. Тогда как этот же самый ученый но в другой вселенной измерил объект в качестве частицы.
Если действие имеет больше чем один возможный результат, и если теория Эверетта действительна, то получается, что Вселенная раскалывается, когда предпринимается какое-то действие для ее раскола. Это означает, что, если Вы когда-либо оказывались в смертельно опасной для вас ситуации, когда ваша жизнь была буквальна «на волоске», то по законам параллельной для нас вселенной, Вы мертвы. Это одна из причин, почему многие считают эту теорию неправдоподобной.
Еще одним тревожащим аспектом интерпретации теории о многих мирах является то, что она полностью меняет наше представление о времени как о линейном понятии.
Но человек не может знать о другом себе, или даже о смерти самого себя, существующего в параллельном мире. Тогда как нам проверить подлинность теории о существовании параллельных миров? Теоретическое подтверждение возможности данной теории появилось в конце 1990-х годов, когда ученые провели воображаемый эксперимент, названный «квантовым самоубийством». Этот эксперимент вновь привлек внимание к теории Эверетта, которую много лет считали нелепостью. После того, как теория о нескольких мирах была признана возможной, физики и математики стремились как можно глубже проникнуть в ее смысл и развить ее. Поэтому теория о существовании нескольких миров - не единственная теория, пытающаяся объяснить вселенную. Другие ученые тоже заявляли о вероятности существования параллельных вселенных.
Параллельные миры.
После создания теории относительности, Альберт Эйнштейн
всю свою оставшуюся часть жизни пытался найти один универсальный ответ на все вопросы. Физики называют эту теорию «Теорией Всего»
. Квантовые физики полагают, что они находятся как раз на пути такой конечной теории. Другие же физики считают это бессмысленной тратой времени, поскольку еще малоизвестная отрасль науки вряд ли может решить такую сложную задачу. Тогда они обратились к подквантовому уровню
и назвали свою теорию "Теорией струн".
Но самое интересное, что все научные исследования подтверждали факт существования параллельных миров.
Теория струн была предложена японско-американским физиком Мичайо Каку . Его теория говорит о том, что все фундаментальные компоненты любого вещества, равно как и все силы, действующие во вселенной, например гравитация, существуют на подквантовом уровне. Эти компоненты напоминают крошечные резиновые ленты или струны, из которых состоят кварки (квантовые частицы), и в свою очередь электроны, атомы, клетки и т.д. То, какое вещество получается из этих струн и как ведет себя вещество, зависит от вибрации этих струн. Именно из таких вот небольших струн и вот таки образом создана вся наша вселенная.
Подобно теории "Многих миров", Теория струн также пытается доказать существование параллельных вселенных. Согласно этой теории, наша собственная вселенная представляет собой нечто вроде пузыря, который существует рядом с подобными параллельными вселенными. В отличие от теории "многих миров",Теория струн предполагает, что эти вселенные могут входить в контакт друг с другом. Но согласно теории струн, между этими параллельными вселенными может существовать гравитационное поле. И поэтому, если вселенные вступят в контакт, то может произойти "Большой взрыв", подобно тому, который вероятно и создал нашу вселенную.
***
Несколько десятилетий назад в советской научной литературе принято было утверждать, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени. Студенты философских факультетов принимали это утверждение на веру точно так же, как студенты-богословы на веру принимали противоположное утверждение о том, что мир ограничен и был создан Богом в не таком уж от нас отдаленном прошлом. Бесконечность Вселенной представлялась многим (в том числе и космологам) неисчислимым скоплением галактик, звезд, планет, туманностей, электромагнитного и других видов излучений, а также разного другого космического мусора.
После того, как российский математик Фридман, а затем бельгийский богослов и физик Леметр создали концепцию расширяющейся Вселенной, и концепция эта стала частью научного мировоззрения, проблема бесконечности мироздания перешла на иной - не философский, а физический - уровень изучения. Определяющим критерием стала плотность материи (вещества и всех видов полей) в возникшей миллиарды лет назад Вселенной - если плотность эта достаточно велика (конкретное число не имеет значения, важна постановка вопроса в принципе), то силы гравитации во Вселенной таковы, что способны не только замедлить продолжающееся расширение, не только затем остановить его, но и впоследствии сжать Вселенную, собрать материю вновь в ту самую точку-сингулярность, где она пребывала в странном неизученном состоянии миллиарды лет назад. А потом...
Потом, вероятно, вновь произошел бы такой же Большой взрыв - и Вселенная повторила бы с какими-то вариациями многомиллиарднолетний путь своего развития. Каждый цикл во времени конечен, но число таких циклов должно быть бесконечным в материальной картине мира, причем все бесконечно рождающиеся и умирающие Вселенные отличаются друг от друга лишь в том случае, если в момент Большого взрыва формируются различные по характеру законы природы и мировые постоянные. В одной Вселенной скорость света может оказаться равной миллиону километров в секунду, в следующей - пяти километрам в час и так далее; понятно, что условия существования и развития материи в таких Вселенных будут принципиально отличаться друг от друга, что никак, однако, не скажется на нашем главном допущении - все последовательные Вселенные, конечные в пространстве-времени, являются звеньями единой бесконечной во времени цепи мирозданий.
Бесконечное число циклов развития материи уже миновало и бесконечное число циклов еще предстоит в так называемой «закрытой» модели Вселенной. Антропный принцип утверждает, что законы природы в момент Большого взрыва сформировались таким образом, чтобы в нашей Вселенной было возможно зарождение человеческого разума. Ведь достаточно малейшего отклонения физических постоянных (постоянной Планка, например, или постоянной тонкой структуры) от известных ныне значений, и в такой Вселенной невозможным становится появление не только человека, но вообще чего бы то ни было, состоящего из органических веществ.
В закрытой модели Вселенной антропный принцип, вообще говоря, парадоксом не является - да, наше мироздание именно таково, но это не значит, что нам просто дико повезло, и Вселенная оказалась такой, какая нам нужна: ведь в бесконечной череде предшествовавших миров человечество не появлялось и развитие происходило без наблюдателей/
Получается, что мироздание может быть бесконечным либо в пространстве, либо во времени - но не во всех четырех координатах сразу. Действительно, если плотность материи (включая, естественно, невидимую, «темную») недостаточна и Вселенной предстоит бесконечно расширяться в пространстве, то во времени она имела начало - момент Большого взрыва, единственный и неповторимый. Ось времени в таком случае ограничена с одного конца и, значит, не бесконечна.
Если Вселенная ограничена в пространстве, то она испытывает бесконечное число циклов расширений-сжатий, и следовательно, не имеет ни начала, ни конца на оси времени. На первый взгляд в рассуждеиях о Вселенной нет формальных изъянов, но, тем не менее, имеются ошибочные предположения.
***
Почему?
А почему, рассуждая о Вселенной, мы предполагаем, что это явление природы присутствует в единственном числе? Почему, рассуждая о Большом взрыве, мы предполагаем, что результатом этого физического процесса стало рождение одной-единственной Вселенной, а не бесконечно большого их количества? Почему, рассуждая об эволюции Вселенной, мы молчаливо предполагаем, что развитие происходит в одном-единственном направлении, а не в бесконечно большом количестве независимых друг от друга направлений, порождающих, соответственно, бесконечно большое число мирозданий?
В настоящее время в космологии популярна инфляционная теория Большого взрыва
. Идею предложил Алан Гут 20 лет назад, и, согласно этой идее, в первые микросекунды после Большого взрыва мироздание было похоже на стремительно раздувающийся мыльный пузырь, но не один, а, как это часто бывает с мыльными пузырями, состоящий из множества (в принципе - бесконечного числа) мелких пузырей, причем каждый пузырек расширялся по-своему, поскольку в каждом были чуть (или не чуть) иные плотности, температуры, давления. И физические законы тоже чуть (или не чуть) отличались. В результате возникла и та Вселенная, в которой мы живем - одна из множества (в принципе - бесконечного числа) вселенных, образовавшихся тогда.
Все эти вселенные отделены друг от друга «линиями горизонта», а потому и не наблюдаемы, но, в принципе, возможно перекрытие пузырей, и проникновение материальных носителей из одной вселенной в другую, и соответственно, возможны природные катастрофы, связанные с тем, что в одной вселенной начинают действовать физические законы, возникшие в другой вселенной.
* * *
Мироздание, состоящее из бесконечного числа вселенных, долгое время оставалось вне рассмотрения физической науки.
В результате развития инфляционной космологической модели Вселенная, в которой мы живем, начала представляться ничем не выделенной единицей в бесконечном числе вселенных, возникших в результате Большого взрыва. По-английски Вселенная - "Universe", и потому логично было назвать мироздание, состоящее из бесконечного числа вселенных, словом "Multiverse". В научный обиход этот термин ввел 20 лет назад физик Дэвид Дойч, специалист по квантовой физике, один из создателей идеи квантовых компьютеров.
* * *
Идея Мультиверсума
пришла в физику относительно недавно. Для того, чтобы теоретики отнеслись к ней вполне серьезно, понадобилось 40 лет. Основу для будущих работ в области Мультиверсума заложил в 1956 году американский физик
Хью Эверетт
, защитивший докторскую диссертацию на весьма, вроде бы, специфическую тему о ветвлении волновых функций. Хью Эверетт произвел в физике революцию, заявив о том, что "свободы воли и права выбора у элементарной частицы действительно нет, а это означает, что в каждый момент времени совершаются не одно, а два или больше действий, допускаемых решениями волновых уравнений, и мироздание расщепляется на две или больше новых составляющих".
Иными словами: если в каком-то физическом процессе возможны не один, а два или несколько вариантов развития, то осуществляются в реальности все варианты без исключения. Но мы-то наблюдаем какой-то один вариант! Это действительно так, просто другие варианты осуществляются в другой
вселенной. Каждый момент времени наша Вселенная расщепляется, а поскольку событий каждое мгновение происходит великое (в принципе - бесконечное) множество, то и расщепляется наш мир на великое (бесконечное) множество почти неотличимых копий, каждая из которых развивается своим собственным путем. И потому на самом деле существует не одна Вселенная - та, что представлена нашему взору и сознанию, - а великое множество вселенных.
В статье "Разветвленное древо времени" речь шла лишь об одном, хотя и очень важном, следствииэвереттизма
- возможности существования многочисленных "параллельных" вселенных, возникших в результате ветвления нашей Вселенной, и о том, что в этих эвереттовских вселенных оказываются выполнены все предсказания всех наших пророков, а также осуществлены все события, которые в нашем мире не произошли.
Работы Эверетта с трудом пробивали дорогу в «ортодоксальной» физике даже несмотря на то, что признаны были такими корифеями физической науки, как Джон Уилер, сам создавший в физике немало парадоксальных гипотез. Идея Мультиверсума, развиваемая сейчас в работах Дэвида Дойча
и его последователей, является следствием идей Эверетта - следствием идеи бесконечного ветвления физического мироздания.
* * *
Действительно, поскольку ветвление началось не сто лет назад и даже не миллиард, а существовало столько же времени, сколько существует Вселенная, то на самой ранней стадии ее развития или даже в момент Большого взрыва, когда лишь формировались законы нашего мира, происходили ветвления, при которых возникали другие
физические законы и развивались, соответственно, принципиально другие
вселенные. В них-то наверняка сейчас осуществляется то, что противоречит нашим
законам природы.
Идея Мультиверса, идея существования бесконечного числа вселенных, где реализуется бесконечное число выборов и совершенно для нас непредставимых физических законов, заставляет по-новому взглянуть не только на наш обыденный мир, заполненный звездами, галактиками, газом, пылью и людьми, рассуждающими о природе. По-новому, в принципе, должна быть представлена и идея высшей созидающей силы - идея всемогущего и всеведущего Бога-Творца
.
* * *
Пользуясь эвереттовским принципом ветвления, можно объяснить любое
явление, произошедшее в нашей исторической реальности. В нашей Вселенной гитлеровцы уничтожили 6 миллионов евреев Европы. Но существует бесконечное множество вселенных, ответвившихся от нашей, где остались жить 3 миллиона невинных, и где погибло не больше миллиона, и где не погиб никто, потому что задолго до роковых тридцатых годов кто-то осуществил для себя иной выбор, и Гитлер не родился, или Гитлер родился в другой Австрии, с иным историческим прошлым...
Каждое ветвление не является чем-то ограниченным (скажем, выбрал я чай вместо кофе, и возник некий замкнутый участок Вселенной, в котором сижу я и пью чай, в то время, как в другом участке Вселенной я подношу ко рту чашечку кофе) - нет, всякое ветвление, самое незначительное, порождает весь бесконечный мир.
Однако в каждый момент ветвления возникает другая вселенная, полностью идентичная нашей, кроме одного-единственного события, породившего разделение мироздания...И если справедливы предположения Эверетта и умозаключения его последователей, то эта другая
вселенная возникает сразу и именно в таком виде, в каком существовала наша Вселенная в момент ветвления.
* * *
И еще. Если мы действительно живем в мире ветвлений, в мире Мультиверса, то не существует - в принципе! - фантастической литературы. Вся литература, как и все искусство (включая абстрактное) есть сугубый и беспощадный реализм, поскольку в одной (или бесконечном числе) эвереттовских ветвлений все описанное, придуманное, нарисованное, показанное и т.д., конечно, существовало, существует или будет существовать. Включая и те идеи и сюжеты фантастики, которые явно нарушают известные нам законы природы (волшебство, магия и пр.), ибо во всех этих бесконечностях существуют и миры (для нас - "вещи в себе"), в которых действуют любые другие законы природы, в том числе миры, созданные иудейским Богом, и миры Будды, и миры Валгаллы, и миры, не созданные никем...
Одна из проблем описательного эвереттизма в том, что разум человеческий не очень-то приспособлен для оперирования бесконечностями. Скажи кому-нибудь (включая, по большей части, известных физиков и философов) что-нибудь о бесконечном, и человек представляет себе единственную
бесконечность, причем часто в однозначном (по Энгельсу) ее проявлении - как бесконечное повторение чего-то. Бесконечное разнообразие бесконечностей не рассматривается, потому что не представимо. Или потому, что выходит за рамки нынешних представлений.
В конце концов эвереттизм приведет к возникновению новой науки - чего-нибудь вроде инфинитологии
, науки о бесконечностях, но не математических, а физических
Действительно ли наша вселенная уникальна и единственна? На бескрайних просторах научной фантастики, а в последнее время и у огромного количества ученых существует немало теорий, предполагающих существование вселенных, параллельных нашей.
Что такое параллельная реальность?
От параллельных реальностей, которые могут пересекаться, а могут никак не взаимодействовать между собой, до вселенных, образующихся параллельно нашей, идея о том, что миров больше, чем один, все чаще и чаще звучит не только на страницах романов и с экранов телевизоров, но и на научных конференциях и в коллегиальных экспертных научных публикациях.
Понятие, известное в мире научной фантастики как «параллельная вселенная» является одним из аспектов астрономической теории мультивселенной. На самом деле сегодня существует ряд довольно весомых теорий и доказательств существования мультивселенной.
Возникновение вселенной
Приблизительно тринадцать с половиной миллиардов лет назад в бескрайнем космосе образовалась очень плотная, бесконечно малая сингулярность. Затем, согласно теории Большого взрыва, некое изменение, так называемый спусковой механизм, заставил эту сингулярность расширяться во все стороны от центра.
Огромная энергия, выпущенная в результате этого начального расширения, повысила температуру пространства-времени, но со временем оно охладилось и стало пропускать фотоны света.
В конечном счете мелкие частицы начали сбиваться и формировать крупные космические тела, такие как галактики, звезды и планеты.
Система доказательств
Один из вопросов, которые возникают при рассмотрении этой теории: если Большой взрыв случился с нашей вселенной, насколько высока вероятность существования еще одной (или бесконечного количества) параллельной вселенной?
Современная технология, подвластная нам сегодня, ограничивает нашу способность наблюдать за пространством-временем. Даже если бы нам удалось каким-либо способом наблюдать за всем пространством Вселенной, ее форма и плотность не позволили бы нам заглянуть за пределы нашей Вселенной.
Хотя идея о параллельных вселенных и может показаться многим диковинной, законы физики вполне поддерживают ее существование.
Кроме того, теорий о возникновении и существовании мультивселенной несколько, и все они поддерживаются сложной и проверенной системой доказательств. На самом деле некоторые эксперты думают, что существование параллельных вселенных вероятнее, чем их отсутствие.
Вот самые популярные научные теории, объясняющие наличие мультивселенной.
Параллельные вселенные по теории струн
В центре теории струн лежит понятие «брана» - некая физическая многомерная ткань. По теории струн, параллельные вселенные существуют на отдельных бранах, которые расположены вне влияния друг друга.
Впервые эта идея была предложена Паулем Штайнхардтом из Принстонского университета и Нилом Туроком из канадского Института Теоретической Физики в Онтарио.
Теория струн предполагает многомерность пространства. Вполне возможно, что помимо нашей трехмерной браны в многомерном пространстве существуют другие браны, такие же трехмерные или состоящие из четырех или пяти измерений.
Наша вселенная может существовать в одной сфере, которая расположена еще в одной или более сферах.
Физик Брайан Грин говорит о мультивселенной по теории струн как о нескольких отдельных трехмерных «плитах», самостоятельно существующих в многомерном космосе. Согласно теории струн, существует десять измерений реальности.
Дочерние Вселенные
Теория мультивселенной, согласно квантовой физике, разделу, который изучает мельчайшие субатомные частицы, предполагает регулярное возникновение многократных параллельных вселенных, кроме того, порой подразумевается даже их сцепленность.
Квантовая физика смотрит на мир с точки зрения вероятностей, а не полученных результатов. Многомировая интерпретация квантовой механики полагается на такое понятие, как коллапс волновой функции.
Описание частицы содержится в ее волновой функции, как только ученым захочется измерить ее отдельные характеристики, такие как масса или скорость, происходит коллапс волновой функции, и о частице становится известна только одна-единственная измеряемая характеристика.
Отсюда возникает возможность «раскола миров»: в зависимости от наблюдателей частица демонстрирует разные характеристики. Например, как только ученые решили измерить показатели частицы (скажем, скорость) и привели к коллапсу волновой функции, от нашей вселенной откалываются дочерние реальности, в которых наблюдатели получат данные о положении частицы, ее массе, ее форме и другие подходящие ей физические характеристики.
Это словно интерпретация стихотворения Роберта Фроста. Представьте себе, что вы пришли к перекрестку, откуда можно пойти право или влево. Как только вы принимаете решение, существующая вселенная дает начало дочерней вселенной, где вы приняли другое решение. И в каждой вселенной, есть ваша копия, которая думает, что она единственная.
Математические вселенные
Научное сообщество по сей день вступает в активные дебаты о характере математики. Что такое математика? Ответов два:
- чрезвычайно полезный инструмент, с помощью которого описаны законы вселенной;
- отдельная фундаментальная действительность, составляющая вселенную.
Если согласиться с математическим характером вселенной, то получается, что наши наблюдения за вселенной просто несовершенны и не способны осознать ее точного характера. Из этого следует вывод, предположим, что наша вселенная - это уравнение. Является ли эта математическая структура единственно возможной или уравнение можно записать по-разному? Если его можно записать по-разному, то будут ли все его возможные вариации представлять собой параллельные вселенные?
Бесконечная вселенная
Ученые не могут сказать с точностью, какова действительная форма пространства-времени, но, скорее всего, оно плоское, а не сферическое. Если пространство-время плоско и вселенная расширяется, то она может расширяться бесконечно.
Но если пространство-время безгранично, то в определенный момент оно должно начать повторяться, потому есть ограниченное количество формирований частиц материи.
Таким образом, если понаблюдать за вселенной на достаточном расстоянии, мы, вполне вероятно, сможем столкнуться с идентичными копиями себя, проживающими другие жизни. Эта теория делает вселенную похожей на бесконечный лоскутный ковер с повторяющимся узором.
Таким образом, множество повторяющихся частей существуют рядом друг с другом в гигантской пестрой мозаике вселенной.
Пространство-время может расширяться бесконечно. Если так, тогда все в нашей вселенной должно в какой-то момент повториться, создавая повторяющиеся элементы бесконечного узора.
Вселенные внутри вселенной
Параллельные вселенные, согласно теории хаотической инфляции, могут возникнуть в качестве изолированных пузырей внутри быстро расширяющейся вселенной.
Теория хаотической инфляции предполагает, что сразу после Большого взрыва вселенная расширялась очень быстро, а затем, остывая, стала замедляться.
Вечная инфляция, предложенная космологом Университета Тафтса Александром Виленкином, предполагает, что в процессе быстрого раздувания в пространстве-времени образовались карманы, которые остывали быстрее.
Таким образом, наша собственная вселенная, где быстрая инфляция уже закончилась, позволив звездам и галактикам сформироваться, является всего лишь маленьким пузырем в обширном море пространства-времени, часть которого все еще быстро расширяется.
Кроме того, ученый предполагает, что в некоторых из таких пузырей, законы физики и фундаментальные константы могли бы отличаться от наших.
Как часто вы задумываетесь о том, как бы был устроен наш мир сегодня, если бы результат каких-то ключевых исторических событий был другим? Какой была бы наша планета, если бы динозавры, например, не вымерли? Каждое наше действие, решение автоматически становится частью прошлого. По сути дела, настоящего нет: все, что мы делаем в данную минуту, уже не изменить, оно записано в памяти Вселенной. Однако существует теория, согласно которой существует множество вселенных, где мы живем абсолютно другой жизнью: каждое наше действие связано с определенным выбором и, делая этот выбор на нашей Вселенной, в параллельной – «другой я» принимает противоположное решение. Насколько оправдана такая теория с научной точки зрения? Почему ученые прибегли к ней? Попробуем разобраться в нашей статье.
Многомировая концепция Вселенной
Впервые теорию о вероятном множестве миров упомянул американский физик Хью Эверетт. Он предложил свою разгадку одной из главных квантовых загадок физики. Перед тем как перейти непосредственно к теории Хью Эверетта, необходимо разобраться, что это за тайна квантовых частиц, которая не дает покоя физикам всего мира уже не один десяток лет.
Представим себе обычный электрон. Оказывается, в качестве квантового объекта он может находиться в двух местах одновременно. Это его свойство называют суперпозицией двух состояний. Но магия на этом не заканчивается. Как только мы захотим как-то конкретизировать местоположение электрона, например, попытаемся его сбить другим электроном, то из квантового он станет обычным. Как такое возможно: электрон был и в пункте А, и в пункте Б и вдруг в определенный момент перепрыгнул в Б?
Хью Эверетт предложил свою интерпретацию этой квантовой загадки. Согласно его многомировой теории, электрон так и продолжает существовать в двух состояниях одновременно. Все дело в самом наблюдателе: теперь он превращается в квантовый объект и разделяется на два состояния. В одном из них он видит электрон в пункте А, в другом – в Б. Существуют две параллельные реальности, и в какой из них окажется наблюдатель – неизвестно. Деление на реальности не ограничено числом два: их ветвление зависит лишь от вариации событий. Однако все эти реальности существуют независимо друг от друга. Мы, как наблюдатели, попадаем в одну, выйти из которой, как и переместиться в параллельную, невозможно.
Octavio Fossatti / Unsplash.com
С точки зрения этой концепции легко объясняется и эксперимент с самым научным котом в истории физики – котом Шредингера. Согласно многомировой интерпретации квантовой механики, несчастный кот в стальной камере одновременно и жив, и мертв. Когда мы раскрываем эту камеру, то как бы сливаемся с котом и образуем два состояния – живое и мертвое, которые не пересекаются. Образуются две разные вселенные: в одной наблюдатель с мертвым котом, в другой – с живым.
Стоит сразу отметить, что многомировая концепция не предполагает наличия множества вселенных: она одна, просто многослойная, и каждый объект в ней может находиться в разных состояниях. Такую концепцию нельзя считать экспериментально подтвержденной теорией. Пока что это всего лишь математическое описание квантовой загадки.
Теорию Хью Эверетта поддерживают физик, профессор австралийского университета Гриффита Говард Уайзман, доктор Майкл Холл из Центра квантовой динамики университета Гриффита и доктор Дирк-Андре Деккерт из Университета Калифорнии. По их мнению, параллельные миры действительно есть и наделены разными характеристиками. Любые квантовые загадки и закономерности – это последствие «отталкивания» друг от друга миров-соседей. Возникают эти квантовые явления для того, чтобы каждый мир был не похож на другой.
Концепция параллельных вселенных и теория струн
Из школьных уроков мы хорошо помним, что в физике есть две главные теории: общая теория относительности и квантовая теория поля. Первая объясняет физические процессы в макромире, вторая – в микро. Если обе эти теории использовать на одном масштабе, они будут противоречить друг другу. Кажется логичным, что должна существовать некая общая теория, применимая к любым расстояниям и масштабам. В качестве таковой физики выдвинули теорию струн.
Дело в том, что на очень мелких масштабах возникают некие колебания, которые похожи на колебания от обычной струны. Эти струны заряжены энергией. «Струны» – это не струны в прямом смысле. Это абстракция, которая объясняет взаимодействие частиц, физические постоянные величины, их характеристики. В 1970-х годах, когда теория зародилась, ученые считали, что она станет универсальной для описания всего нашего мира. Однако оказалось, что эта теория работает только в 10-мерном пространстве (а мы живем в четырехмерном). Остальные шесть измерений пространства просто сворачиваются. Но, как оказалось, сворачиваются не простым способом.
В 2003 году ученые выяснили, что сворачиваться они могут огромным количеством методов, и в каждом новом способе получается своя вселенная с разными физическими константами.
Jason Blackeye / Unsplash.com
Как и в случае с многомировой концепцией, теорию струн достаточно трудно доказать экспериментально. Кроме того, математический аппарат теории настолько труден, что для каждой новой идеи математическое объяснение нужно искать буквально с нуля.
Гипотеза математической вселенной
Космолог, профессор Массачусетского технологического института Макс Тегмарк в 1998 году выдвинул свою «теорию всего» и назвал ее гипотезой математической вселенной. Он по-своему решил проблему существования большого количества физических законов. По его мнению, каждому набору этих законов, которые непротиворечивы с точки зрения математики, соответствует независимая вселенная. Универсальность теории в том, что с ее помощью можно объяснить все разнообразие физических законов и значения физических постоянных.
Тегмарк предложил все миры по его концепции разделить на четыре группы. К первой относятся миры, находящиеся за пределами нашего космического горизонта, так называемые внеметагалактические объекты. Во вторую группу входят миры с другими физическими константами, отличными от постоянных нашей Вселенной. В третью – миры, которые появляются в результате интерпретации законов квантовой механики. Четвертая группа – это некая совокупность всех вселенных, в которых проявляются те или иные математические структуры.
Как отмечает исследователь, наша Вселенная не единственная, так как пространство безгранично. Наш мир, где мы живем, ограничен пространством, свет из которого дошел до нас за 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Узнать о других вселенных достоверно мы сможем еще минимум через миллиард лет, пока свет от них достигнет нас.
Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную
Стивен Хокинг также является сторонником теории множества вселенных. Один из самых известных ученых современности в 1988 году впервые представил свое эссе «Черные дыры и молодые вселенные». Исследователь предполагает, что черные дыры – это дорога к альтернативным мирам.
Благодаря Стивену Хокингу мы знаем, что черным дырам свойственно утрачивать энергию и испаряться, выпуская при этом излучение Хокинга, получившее имя самого исследователя. До того, как великий ученый сделал это открытие, научное сообщество полагало, что все, что каким-либо образом попадает в черную дыру, исчезает. Теория Хокинга опровергает это предположение. По мнению физика, гипотетически любая вещь, предмет, объект, попавший в черную дыру, вылетает из нее и попадает в иную вселенную. Однако такое путешествие является движением в один конец: обратно вернуться никак нельзя.
Предположение о существовании параллельных миров , схожих с нашей вселенной, впервые выдвинул Хью Эверетт, кандидат наук Пристанского Университета, эта экзотическая и смелая теория была выдвинута им еще в 1954 году. Согласно его теории, все параллельные вселенные связаны с нашей вселенной, однако все их варианты отличаются от нашего мира. Вероятно, в иных мирах происходили тоже войны, которые окончились по иному, нежели в нашем мире. Живые организмы, погибшие в нашей вселенной, могли выжить и эволюционировать в параллельном мире. Вероятно, в параллельных вселенных совсем нет людей, потому что они просто не смогли выжить в тех условиях.
Эта теория волнует наше воображение, тем, что является вполне вероятной. Идея о существовании параллельных миров или измерений, схожих с нашим миром, изначально появились в научно-фантастических книгах. Но для чего молодому и талантливому физику подвергать риску свою будущую карьеру, распуская всякие небылицы, излагая теорию о параллельных мирах?
Выдвигая свою теорию о существовании множества миров, Эверетт надеялся дать ответ на извечный вопрос квантовой физики: по какой причине количество вещества может вести себя беспорядочно и не постоянно? Дело все в том, что квантовая физика только развивается и на нынешней момент существует больше вопросов, чем ответов.
Но в последнее время, благодаря новым открытиям, теория Эверетта, о существовании параллельных миров, начала приобретать все большее значение для квантовой физик. Ниже мы попытаемся проанализировать несколько фактов, которые могут подтвердить либо же опровергнуть данную теорию, а также рассмотрим несколько точек зрения на данный вопрос.
Теория о параллельных мирах
Юнг Хью Эверетт был согласен практически со всеми утверждениями о квантовом мире, которые выдвинул один из наиболее уважаемых физиков Нильс Бор. Эверетт полностью согласен с теорией о суперпозиции и волновой функции. Но у Эверетта и Бора есть расхождения лишь в одном, но весьма весомом вопросе. Эверетт полагает, что объект принимает различные квантовые состояния, не из-за влияния измерений, а наоборот, измерение отдельно взятого квантового объекта приводит к расслоению вселенных. Наша вселенная, как полагает Эверетт, дублирована на параллельные миры, при измерении она начинает расслаиваться на эти параллельные миры для всех возможных результатов. К примеру, представим, что волновая функция одного объекта может принимать вид, как частицы, так и волны. При измерении частицы, возможны два варианта: эта частица может измеряться как волна или как частица.
Когда ученый измеряет квантовый объект, он замечает, как вселенная дублируется на два отличных параллельных мира, из-за чего и наблюдается два отличных друг от друга исхода измерений. Поэтому выходит, что физик в одной вселенной измерил объект в виде частицы, тогда как в то же самое время и тот же самый физик, но в иной вселенной исследовал объект в виде волны. Этот феномен может объяснить, как та же самая частица может находиться сразу в различных состояниях.
Как ни странно, но теория Эверета о параллельных мирах уходит за пределы квантового уровня. Если действие приводит к более чем одному возможному результату, и в том случае если предположение Эверетта верно, то выходит, что наш мир раскалывается, в тот момент, когда происходит какое-либо действие для его раскола.
Это значит, что, если вам приходилось оказываться в смертельной опасности, буквальн6о на волоске от смерти, то согласно законам параллельного для нас мира – вы умерли.
Это является одной из причин, почему для многих эта теория считается неправдоподобной.
Теория о параллельных мирах, также меняет понятие о времени. Представьте шкалу времени, отражающую события Второй Мировой Войны. Вместо прямолинейного течения времени отражающего наиболее значимые события войны, шкала времени, которая основана на теории параллельных миров, отразила бы все возможные результаты отдельно взятого действия.
Но человеку не под силу увидеть или узнать о другом себе, существующем в параллельном мире. Тогда каким же образом нам удостовериться в подлинности теории о параллельных мирах? Однако в конце 90-х годов, возможность этой теории, была подтверждена теоретически, с помощью воображаемого эксперимента, под названием «квантовое самоубийство».
Этот опыт вновь оживил интерес к теории Эверетта, много лет воспринимавшуюся как нелепость. Когда возможность существования параллельных миров, была признана, математики и физики попытались изучить эту теорию как можно глубже и развить ее дальше. В результате чего на основе теории о множестве миров, возникла целая сеть гипотез и теорий, объясняющих вселенную.
Теория Бора и теория параллельных миров – не одиноки в попытке объяснить законы вселенной. Даже квантовая механика – не единственная наука, которая занимается этим вопросом. Понять и объяснить вселенную, пытаются ученые многих отраслей науки. После того как Альберт Эйнштейн создал свою знаменитую теорию относительности, всю последующую жизнь он пытался объяснить всемирные законы одной единственной теорией, так называемой «теорией всего». Физики занимающиеся проблемами квантовой механики, полагают, что они вплотную приблизились к созданию подобной теории. Иные же ученые полагают, что решить проблему столь сложного уровня с помощью малоизученной и малоизвестной отрасли науки, просто невозможно. Однако все исследования квантовой физики все больше и больше подтверждали существование параллельных миров.
Физик Мичайо Каку, выдвинул еще одну очень интересную теорию под названием «теория струн». По этой теории все фундаментальные частицы и силы составляющие вселенную состоят из неких энергетических струн.
Как и теория параллельных миров , теория струн , также доказывает существование параллельных вселенных. По этой теории, наша вселенная подобна пузырю, который плавает вместе с подобными ему. Но в отличии от теории Эверетта о параллельных мирах, по теории струн, параллельные миры могут контактировать друг с другом. Так же по этой теории между параллельными мирами существует гравитационное поле, которое заставляет сталкиваться разные вселенные между собой, что в свою очередь приводит к «Большому взрыву».
Так могут ли существовать параллельные миры? На данный момент, проверить их существование на практике нам не под силу, поэтому и утверждать наверняка мы не можем.
Как не прискорбно, но Эйнштейн уже не сможет наблюдать, как складывается его «теория всего» усилиями ученых современности. Но если параллельные миры существуют, то Эйнштейн жив в другой вселенной и возможно уже давным-давно создал свою «теорию всего».
