Научные теории о параллельных мирах. Параллельные миры существуют! Параллельные вселенные по теории струн

Вы уникальны? В вашем восприятии мира, ответ прост: вы отличаетесь от любого другого человека на этой планете. А наша Вселенная уникальна? Концепция множественных реальностей или параллельных вселенных усложняет этот ответ и бросает вызов: что мы знаем о вселенной и о нас самих?

Одна модель потенциальных множественных вселенных называется теорией множественности миров. Теория может показаться странной и нереальной настолько, что её место в научно-фантастических фильмах, а не в реальной жизни. Тем не менее, нет эксперимента, который может неопровержимо дискредитировать ее обоснованность.

Происхождение гипотезы параллельных вселенных тесно связано с внедрением идеи квантовой механики в начале 1900-х годов. Квантовая механика, раздел физики, который изучает микромир, предсказывает поведение наноскопических объектов. У физиков возникли трудности с подгонкой под математическую модель поведение квантовой материи. Например, фотон, крошечные пучок света, может перемещаться вертикально вверх и вниз при перемещении по горизонтали вперед или назад.

Такое поведение резко контрастирует с объектами, видимыми невооруженным глазом - все, что мы видим, движется либо как волна, либо частица. Эта теория двойственности материи была названа принципом неопределенности Гейзенберга (ПНГ), в котором говорится, что акт наблюдения влияет на величины, такие как скорость и положение.

По отношению к квантовой механике, этот эффект наблюдения может повлиять на форму - частица или волна - квантовых объектов во время измерений. Будущие квантовые теории, например, копенгагенская интерпретация Нильса Бора, использовали ПНГ для утверждения, что наблюдаемый объект не сохраняет свою двойственную природу и может быть только в одном состоянии.

В 1954 году молодой студент Принстонского университета по имени Хью Эверетт предложил радикальное предположение, которое отличалось от популярных моделей квантовой механики. Эверетт не верил, что наблюдение вызывает квантовый вопрос. Вместо этого, он утверждал, что наблюдение квантовой материи создает раскол во вселенной. Другими словами, вселенная создает свои копии с учетом всех вероятностей, и эти дубликаты будут существовать независимо друг от друга. Каждый раз, когда фотон измеряет ученый, например, в одной вселенной и анализирует его в виде волны, тот же ученый в другой вселенной будет анализировать его в форме частицы. Каждая из этих вселенных предлагает уникальную и независимую реальность, которые сосуществуют с другими параллельными вселенными.

Если теория множественности миров Эверетта (ТММ) верна, она содержит множество последствий, которые полностью преобразуют наше восприятие жизни. Любое действие, которое имеет более одного возможного результата, приводит к расколу Вселенной. Таким образом, существует бесконечное число параллельных вселенных и бесконечных копий каждого человека. Эти копии имеют одинаковые лица и тела, но различные личности (один может быть агрессивным, а другой пассивным), поскольку каждый из них получает индивидуальный опыт. Бесконечное число альтернативных реальностей также предполагает, что никто не может достигнуть уникальных достижений. Каждый человек - или другая версия этого человека в параллельной вселенной - сделал или сделает все.

Кроме того, из ТММ следует, что все бессмертны. Старость не перестанет быть верным убийцей, но некоторые альтернативные реальности могут быть настолько научно и технологически продвинутыми, что разработали антивозрастную медицину. Если вы умрете в одном мире, другая версия вас в другом мире выживет.

Самым тревожным последствием параллельных вселенных является то, что ваше восприятие мира нереально. Наша "реальность" на этот момент в одной параллельной вселенной будет полностью отличаться от другого мира; это только крошечная фикция бесконечной и абсолютной истины. Вы можете поверить, что читаете эту статью в данный момент, но есть множество ваших копий, которые не читают. На самом деле, вы даже автор этой статьи в отдаленной реальности. Таким образом, выигрыш приза и принятия решений имеет значения, если мы можем потерять эти награды и выбрать нечто иное? Или жить, стараясь достичь большего, если можем быть в действительности мертвыми в другом месте?

Некоторые ученые, такие как австрийский математик Ганс Моравек, пытались развенчать возможность параллельных вселенных. Моравец разработал в 1987 году знаменитый эксперимент под названием квантовое самоубийство, в котором на человека направлено ружьё, соединенное с механизмом, измеряющим кварк. Каждый раз, когда дергают спусковой механизм, измеряется спин кварка. В зависимости от результата измерения оружие либо выстреливает, либо нет. На основании этого эксперимента ружье выстрелит или не выстрелит в человека с 50-процентной вероятностью для каждого сценария. Если ТММ не верна, то вероятность выживания человека уменьшается после каждого измерения кварка, пока не достигнет нуля.

С другой стороны, ТММ утверждает, что экспериментатор всегда имеет 100% шанс выжить в какой-то параллельной вселенной, и человек сталкивается с квантовым бессмертием.

Когда измеряется кварк, есть две возможности: оружие может либо выстрелить, либо нет. В этот момент, ТММ утверждает, что Вселенная расщепляется на две разные вселенные для учета двух вероятных концовок. Оружие будет выстреливать в одной реальности, но не срабатывать в другой.

По моральным соображениям, ученые не могут использовать эксперимент Моравека, чтобы опровергнуть или подтвердить существование параллельных миров, так как испытуемые могут быть только мертвыми в этой конкретной реальности и все еще живыми в другом параллельном мире. В любом случае, теория множественности миров и ее поразительные последствия бросает вызов всему, что мы знаем о вселенной.

Пока не очень понятно? Ничего страшного...

"...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

Может оказаться, что наша Вселенная не единственная.

Возможно, такая концепция и кажется удивительной, но за ней стоит физика. И есть не один способ, позволяющий убедиться в этом, — множество независимых физических теорий делают подобный вывод. В действительности, по мнению некоторых экспертов, скрытые вселенные скорее существуют, нежели нет. Есть пять самых правдоподобных научных теорий, которые предполагают, что мы существуем в Мега-Вселенной.

Теория о математических Вселенных

Ученые ведут споры: является ли математика просто полезным инструментом, описывающим Вселенную, или она сама — фундаментальная реальность, а наши наблюдения – это всего лишь несовершенные представления о математическом характере Вселенной. Если данное утверждение истинно, то, вполне возможно, могут существовать математические инварианты для нашей Вселенной.

В данных структурных инвариантах работают законы математической логики, которые порой сильно отличаются от логики привычной для нас модели Мира.

Данная идея была предложена Максом Тегмарком из Массачусетского технологического института, который считает, что математическую структуру можно описать неким образом, находящимся в полной зависимости от человеческого багажа знаний. Причем, эта вселенная существует независимо, и будет существовать, даже если людей вообще не будет.

Другими словами, данные инварианты никоим образом не зависят от существования человечества, пытающегося их осознать.

Теория о дочерних Вселенных

Еще одну возможность существования множественных Вселенных описывает теория квантовой механики, царящая в мире субатомных частиц. В этой сфере мир описывается терминами вероятностей, а определенных результатов. Математика данной теории выдвигает предположение, что все возможные результаты имеют место в своих собственных отдельных Вселенных.

К примеру, на перекрестке, где можно пойти направо или налево, в реальной Вселенной рождается две дочерних Вселенных. Одна из них та, в которой вы повернули налево, а другая, в которой сделали поворот направо, причем, их невозможно отличить.

Теория о параллельных Вселенных

Еще одна идея берет свое начало в теории струн – это параллельные Вселенные, парящие вне досягаемости от нашей собственной Вселенной. Данная идея берет свое начало в теории существования большего количества измерений, нежели есть в нашем мире. Дополнением к нашей трехмерной реальности пространства становятся другие трехмерные реальности, которые могут находиться в многомерном пространстве.

По словам физика Брайана Грина из Колумбийского университета, наша Вселенная является одним «блоком» из большого количества «блоков», которые находятся в многомерном пространстве.

Есть предположение, что эти параллельные вселенные в действительности не всегда параллельны и не всегда находятся вне досягаемости. Иногда они сталкиваются друг с другом, создавая Большие Взрывы, порождающие все новые и новые Вселенные.

Теория о пузырьковых Вселенных

В научном мире существуют и другие теории существования Вселенных, в числе которых теория хаотической инфляции.

Предполагается, что после Большого Взрыва наша Вселенная начала расширяться, словно надуваемый воздушный шарик. Некоторая ее часть оформилась в виде «пузыря» нашей Вселенной, создав возможность формирования звезд.

Но в других районах пространства-времени происходили другие процессы, в результате которых началось формирование изолированных Вселенных, которые представляют собой отдельные «пузырьки», аналогичные выдуваемым мыльным пузырям. Они могут находиться на разных ступенях развития, обладая собственными физическими законами и константами.

Данную концепцию предложил космолог Александр Виленкин, который в настоящее время работает в университете Тафтса.

Теория о бесконечных Вселенных

По мнению ученых, наиболее вероятной является плоская форма пространства-времени, в отличие от тороидальной или сферической.

Но если пространство-время является бесконечным и течет вечно, то в какой-то из моментов оно начнет повторяться, так как возможно конечное число способов расположения частиц в пространстве и времени.

Поэтому, если продвинуться достаточно далеко, то можно наткнуться на другую нашу версию, а на самом деле, их может быть бесконечное множества. Некоторые близнецы будут повторять ваши действия, а другие – наденут разную одежду с утра, и у них могут быть совершенно другие карьеры и образы жизни.

Так как расширение наблюдаемой Вселенной происходит только в 13.7 миллиардов лет после Большого Взрыва, а это эквивалентно размеру в 13.7 миллиардов световых лет, можно считать, что пространство-время за той границей является самостоятельной отдельной Вселенной. Получается, что множество разных Вселенных находятся рядом, образуя огромное лоскутное одеяло из Вселенных.

No related links found

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.

Мультивселенная – научная концепция предполагающая наличие множества параллельных вселенных. Существует ряд гипотез, описывающих многообразие этих миров, их свойства и взаимодействия.

Успех квантовой теории неоспорим. Ведь она вместе с представляет все фундаментальные законы физики, известные современному миру. Несмотря на это квантовая теория все же ставит ряд вопросов, на которые до сих пор нет определенных ответов. Одним из них является известная «проблема кота Шредингера», которая наглядно демонстрирует зыбкий фундамент квантовой теории, что формируется на предсказаниях и вероятности того или иного события. Речь идет о том, что особенностью частицы, согласно квантовой теории, является существование ее в состоянии равном сумме всех ее возможных состояний. В таком случае если применить данный закон к квантовому миру, то окажется что кот – это сумма состояния живого и мертвого кота!

И хотя законы квантовой теории успешно используются при применении таких технологий как радары, радио, мобильные телефоны и интернет, приходится мириться с указанным выше парадоксом.

В попытке разрешить квантовую проблему была сформирована так называемая «копенгагенская теория», согласно которой состояние кота становится определенным, когда мы открываем коробку и наблюдаем его состояние, а до того оно неопределенное. Однако, применение копенгагенской теории, допустим, к , означает, что Плутон существует лишь с того момента как его открыл американский астроном Клайд Томбо 18 февраля 1930-го года. Только в этот день зафиксировалась волновая функция (состояние) Плутона, а остальные все схлопнулись. Но известно, что возраст Плутона значительно превышает отметку в 3,5 млрд лет, что указывает на проблемы копенгагенской интерпретации.

Множественность миров

Другой вариант решения квантовой проблемы предложил американский физик Хью Эверетт в 1957-м году. Он сформулировал так называемую «многомировую интерпретацию квантовых миров». Согласно ей каждый раз, когда объект переходит из неопределенного состояния в определенное – происходит расщепление этого объекта на количество вероятных состояний. Приводя в пример кота Шредингера, когда мы открываем коробку, появляется вселенная со сценарием, где кот мертв и появляется вселенная, где он остается жив. Таким образом, он находится в двух состояниях, но уже в параллельных мирах, то есть все волновые функции кота остаются действительными и никакая из них не схлопывается.

Именно эту гипотезу множество писателей фантастов использовали в своих научно-фантастических произведениях. Множественность параллельных миров предполагает наличие ряда альтернативных событий, из-за которых история приняла иной ход. К примеру, в каком-то мире непобедимая испанская армада не была разгромлена или Третий рейх победил во Второй мировой войне.

Более современная интерпретация этой модели объясняет невозможность взаимодействия с другими мирами отсутствием когерентности волновых функций. Грубо говоря, в какой-то момент волновая функция нашей перестала колебаться в такт с функциями параллельных миров. Тогда вполне возможно, что мы можем сосуществовать в квартире с «сожителями» из иных вселенных, не взаимодействуя с ними никоим образом, и, равно как и они, быть убежденными в том, что именно наша Вселенная настоящая.

На самом деле термин «многомировая» — не совсем подходящей для данной теории, так как она предполагает один мир с множеством вариантов событий, происходящих одновременно.

Большинство физиков-теоретиков согласны с тем, что данная гипотеза невероятно фантастическая, однако она объясняет проблемы квантовой теории. Впрочем, ряд ученых не считают многомировую интерпретацию научной, так как она не может быть подтверждена или опровержима при помощи научного метода.

В квантовой космологии

Сегодня гипотеза о множественности миров вновь возвращается на научную сцену, так как ученые намерены использовать квантовую теорию не для каких-либо объектов, а применить по отношению ко всей Вселенной. Речь идет о так называемой «квантовой космологии», которая, как может показаться с первого взгляда, несет абсурд даже в своей формулировке. Вопросы данной научной области связаны с Вселенной. Мизерные же размеры Вселенной на первых этапах ее формирования вполне согласуются с масштабами квантовой теории.

В таком случае, если размеры Вселенной были порядка , то применив к ней квантовую теорию, мы также можем получить неопределенное состояние Вселенной. Последнее подразумевает наличие других вселенных, находящихся в различных состояниях с разной вероятностью. Тогда состояния всех параллельных миров в сумме дают одну единственную «волновую функцию Вселенной». В отличие от многомировой интерпретации квантовые вселенные существуют раздельно.

Как известно, существует проблема тонкой настройки Вселенной, которая обращает внимание на то, что физические фундаментальные константы, задающие основные законы природы в мире, подобраны идеально для существования жизни. Будь масса протона немного меньше, формирование элементов тяжелее водорода было бы невозможным. Это проблема может быть решена при помощи модели мультивселенной, в которой реализуется множество параллельных вселенных с различными фундаментальными . Тогда вероятность существования некоторых из этих миров мала и они «умирают» вскоре после зарождения, например, сжимаются или разлетаются. Другие же, константы которых формируют не противоречивые законы физики, с большой вероятностью остаются стабильными. Согласно этой гипотезе, мультивселенная включает большое количество параллельных миров, большинство из которых являются «мертвыми», и лишь небольшое число параллельных вселенных позволяет им существовать длительное время, и даже дает право на наличие разумной жизни.

В теории струн

Одной из наиболее перспективных областей теоретической физики является . Она занимается описанием квантовых струн – протяженных одномерных объектов, колебание которых представляется нам в виде частиц. Первоначальное призвание данной теории состоит в том, чтобы объединить две фундаментальные теории: общую теорию относительности и квантовую теорию. Как оказалось позже, сделать это можно несколькими способами, в результате чего образовалось несколько теорий струн. В середине 1990-х годов ряд физиков-теоретиков обнаружили, что эти теории являются различными случаями одной конструкции, позже названой как «М-теория».

Ее особенность заключается в существовании некой 11-мерной мембраны, струны которой пронизывают нашу Вселенную. Однако мы живем в мире с четырьмя измерениями (три координаты пространства и одна временная), куда же деваются другие измерения? Ученые предполагают, что они замыкаются сами на себе в самых маленьких масштабах, которые пока не удается пронаблюдать, в силу недостаточного развития технологий. Из этого утверждения вытекает иная сугубо математическая проблема – возникает большое число «ложных вакуумов».

Простейшее объяснение этой свертки ненаблюдаемых нами пространств, а также наличие ложных вакуумов – мультивселенная. Физики, занимающиеся теорий струн, опираются на утверждение о том, что существует огромное число других вселенных, в которых не только другие физические законы, но также и иное количество измерений. Таким образом, мембрану нашей Вселенной в упрощенном виде можно представить как сферу, пузырь, на поверхности которого обитаем мы, и 7 измерений которого находятся в «свернутом» состоянии. Тогда наш мир вместе с другими вселенными-мембранами – что-то вроде множества мыльных пузырей, что плавают в 11-мерном гиперпространстве. Мы же, существуя в 3-хмерном пространстве, и не можем выбраться за его пределы, а потому и не имеем возможности взаимодействовать с иными вселенными.

Как уже упоминалось ранее, большинство параллельных миров, вселенных – мертвы. То есть в силу нестабильных или непригодных для жизни физических законов их вещество может быть представлено, например, лишь в виде бесструктурного скопления электронов и . Причиной тому разнообразие возможных квантовых состояний частиц, иные значения фундаментальных констант и другое количество измерений. Примечательно, что такое предположение не противоречит принципу Коперника, утверждающего, что наш мир не уникален. Так как хоть и в малом количестве, но могут существовать миры, физические законы которых, несмотря на свое отличие от наших, все же допускают формирование сложных структур и зарождение разумной жизни.

Состоятельность теории

Хотя гипотеза о мультивселенной и выглядит как сценарий для научно-фантастической книги, она имеет лишь один недостаток – ученым не представляется возможным доказать или опровергнуть ее при помощи научного метода. Но за ней стоит сложная математика и на нее опирается ряд значимых и перспективных физических теорий. Аргументы в пользу мультивселенной представлены следующим списком:

Является фундаментом для существования многомировой интерпретации квантовой механики. Одной из двух передовых теорий (наряду с копенгагенской интерпретацией), решающих проблему неопределенности в квантовой механике.
Объясняет причины существования тонкой настройки Вселенной. В случае с мультивселенной, параметры нашего мира – лишь один из множества возможных вариантов.
Является так называемым «ландшафтом теории струн», так как решает проблему ложных вакуумов и позволяет описать причину, по которой определенное количество измерений нашей Вселенной сворачиваются.

Поддерживается , которая наилучшим образом объясняет ее расширение. На ранних этапах формирования Вселенной, вероятнее всего она могла быть разделена на две вселенные и более, каждая из которых эволюционировала независимо от другой. На теории инфляции строится современная стандартная космологическая модель Вселенной — Лямбда-CDM.

Шведский космолог Макс Тегмарк предложил классификацию различных альтернативных миров:

Вселенные, находящиеся за пределами нашей видимой Вселенной.
Вселенные с иными фундаментальными константами и числами измерений, которые, к примеру, могут располагаться на других мембранах, согласно М-теории.
Параллельные вселенные, возникающие согласно многомировой интерпретации квантовой механики.
Конечный ансамбль – все возможные вселенные.

О дальнейшей судьбе теории о мультивселенной пока нечего сказать, но на сегодня она занимает почетное место в космологии и теоретической физике, и поддерживается рядом выдающихся физиков современности: Стивен Хокинг, Брайан Грин, Макс Тегмарк, Митио Каку, Алан Гут, Нил Тайсон и другие.