|
Существуют ли параллельные Вселенные
|
|
|
|
Существование параллельных вселенных может казаться каким-то фантастическим вопросом, которым впору задаваться лишь писателям-фантастам и который не имеет отношения к современной теоретической физике. Но идея того, что мы живем во множественной вселенной, состоящей из параллельных вселенных, долгое время считалась научно обоснованной — хотя и очень спорной. И все же поиск способов проверки этой теории, включая просмотр неба в поисках мест столкновений с другими вселенными, идет полным ходом.
|
 |
|
Важно иметь в виду, что теория множественных вселенных не совсем теория, а скорее следствие нашего текущего понимания теоретической физики. Это важная разница. Мы не можем махнуть рукой и сказать: «Ладно, пусть будет мультивселенная». То, что наша Вселенная может быть одной из множества других, вытекает из текущих теорий вроде квантовой механики и теории струн.
|
|
Многомировая интерпретация
|
|
|
|
Вы, возможно, слышали о мысленном эксперименте с котом Шрёдингера, жутким животным, которое живет в закрытой коробке. Акт открытия коробки позволяет нам узнать одну из возможных историй будущего нашего кота, включая и то, в котором он одновременно и жив, и мертв. Причина того, что это кажется невозможным, заключается в том, что наша человеческая интуиция попросту не знакома с таким исходом.
|
|
|
|
Однако согласно странным правилам квантовой механики, такое будущее вполне возможно. Причина того, что это может случиться, заключается в огромном пространстве возможностей в квантовой механике. Математически квантово-механическое состояние является суммой (суперпозицией) всех возможных состояний. В случае с котом Шрёдингера, кот находится в суперпозиции состояний «жив» и «мертв».
|
|
|
|
Но как нам привести все это в соответствие с нашим здравым смыслом? Можно предполагать, что из всех этих состояний «объективно истинно» лишь одно: которое мы наблюдаем. Но можно предположить, что истинны все возможности и что они существуют в разных вселенных множественной вселенной.
|
|
Струнный пейзаж
|
|
|
|
Теория струн — одно из наших самых (если не самая) многообещающих направлений, которые могут объединить квантовую механику и гравитацию. Это чрезвычайно трудно, поскольку гравитационную силу сложно описать на малых дистанциях, где функционируют атомы и субатомные частицы — в царстве квантовой механики.
|
|
|
|
Но теория струн, которая утверждает, что все фундаментальные частицы состоят из одномерных струн, может описать все известные силы природы одновременно: гравитацию, электромагнетизм и ядерные взаимодействия.
|
|
|
|
Тем не менее, чтобы теория струн работала математически, она требует минимум десять физических измерений. Поскольку мы можем наблюдать только четыре измерения: высоту, ширину, глубину (пространственные) и время (временное), дополнительные измерения теории струн должны быть каким-то образом скрытыми.
|
|
|
|
Чтобы использовать эту теорию для объяснения физических явлений, которые мы знаем, эти дополнительные измерения должны быть «компактифицированы», свернувшись так, чтобы их и разглядеть нельзя было. Возможно, в каждой точке наших четырех крупных измерений существует шесть дополнительных неразличимых измерений.
|
|
|
|
Проблема, или, как сказали бы некоторые, особенность, теории струн в том, что есть много способов сделать такую компактификацию — 10^500 возможностей. Каждая из таких компактификаций приводит к вселенной с другими физическими законами — с другими массами электронов и гравитационными постоянными. Однако есть и энергичные возражения к методологии компактификации, поэтому вопрос считать решенным нельзя.
|
|
|
|
Из всего этого вытекает вопрос: в каком из возможных струнных пейзажей мы живем? Сама теория струн не предоставляет механизм для такого прогноза, что делает ее бесполезной по причине непроверяемости. К счастью, идея нашего исследования космологии ранней Вселенной превратила этот баг в фичу.
|
|
Ранняя Вселенная
|
|
|
|
Во времена самой ранней Вселенной, еще до Большого Взрыва, Вселенная претерпела период ускоренного расширения — инфляцию. Инфляция изначально должна была объяснить, почему температура нынешней наблюдаемой Вселенной почти равномерна.
|
|
|
|
Тем не менее эта теория также предсказала спектр колебания температур вокруг этого равновесия, что позднее подтвердили космические аппараты Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe и PLANCK.
|
|
|
|
|
|
Хотя точные детали этой теории до сих пор горячо обсуждаются, инфляция хорошо принята физиками. Тем не менее следствием этой теории является то, что должны быть и другие части Вселенной, которые до сих пор ускоряются.
|
|
|
|
Тем не менее из-за квантовых флуктуаций пространства-времени некоторые части Вселенной никогда не достигнут конечного состояния инфляции. Это означает, что Вселенная, по крайней мере в соответствии с нашим текущим пониманием, будет в состоянии вечной инфляции. Некоторые ее части в конечном счете могут стать другими вселенными, те, в свою очередь, другими. Такой механизм производит бесконечное число вселенных.
|
|
|
|
Если совместить такой сценарий с теорией струн, есть возможность, что каждая из этих вселенных обладает разной компактификацией дополнительных измерений, а значит и разными физическими законами.
|
|
Проверка теории
|
|
|
|
Такие вселенные, предсказанные теорией струн и инфляции, которые живут в одном физическом пространстве (в отличие от многих квантово-механических вселенных, которые живут в математическом пространстве), могут накладываться или сталкиваться. Они неизбежно будут сталкиваться, оставляя возможные сигнатуры в космическом небе, которые мы можем попытаться поискать.
|
|
|
|
Точные детали этих сигнатур зависят уже от конкретных моделей — от холодных до горячих пятен в космическом микроволновом фоне до аномальных пустот в распределении галактик. Тем не менее, поскольку столкновения с другими вселенными должны происходить в определенном направлении, ожидается, что любые сигнатуры будут разрывать однородность нашей наблюдаемой вселенной.
|
|
|
|
Эти сигнатуры активно ищут ученые. Некоторые вглядываются в отпечатки космического микроволнового фона, послесвечения Большого Взрыва. Тем не менее подобных сигнатур пока не нашли. Другие ищут косвенное подтверждение в виде гравитационных волн, ряби в ткани пространства-времени, которая появляется при прохождении сквозь нее массивных объектов. Такие волны могут напрямую подтвердить существование инфляции, что еще больше укрепит теорию множественных вселенных.
|
|
|
|
Сможем мы доказать их существование или нет, пока неизвестно. Но учитывая грандиозные последствия такого доказательства, поиск, безусловно, стоит продолжать.
|
|
|
|
http://hi-news.ru/science/pochemu-tak-vazhno-vyyasnit-sushhestvuyut-li-parallelnye-vselennye.html
|
