Немного о параллельных вселенных

Физика, информационные технологии, нано-/био-инженерия, робототехника – все это спутники 21-го века. Сегодня правит наука. А что нужно правителю для укрепления власти? Создать теорию, которая будет объяснять мироздание с точки зрения правителя.

В настоящее время телескопы могут видеть на расстоянии около 42 миллиардов световых лет, но у людей нет причин полагать, что Вселенная заканчивается именно там. Есть вероятность того, что число Вселенных бесконечно, и они находятся где-то за пределами нашей собственной. Многие верят в существование бесконечных параллельных вселенных с различными законами физики, альтернативными историями и другими физическими константами. В этом эссе я постараюсь поразмышлять о том, что же такое теория мультивселенных: попытка укрепить власть ученых, научная фантастика или состоятельная концепция устройства мира. Я рассмотрю различные концепции параллельных вселенных, их доказательства и слабые места.

Итак, чтобы определить, можно ли считать теорию параллельных вселенных бесспорным научным фактом или же она должна оставаться в мире вымысла, нам нужно понять, что в общем виде она из себя представляет.

Теория мультивселенной утверждает, что наша Вселенная не единственная в своем роде и что существует множество вселенных, которые существуют одновременно с нашей. Вселенные, которые существуют в мультивселенной, называются параллельными вселенными. Эти многочисленные вселенные состоят из всего, что может существовать в материи, времени, энергии и пространстве. Также люди используют и другие термины для обозначения параллельных вселенных, такие как квантовые вселенные, альтернативные вселенные, альтернативные реальности или параллельные миры.

А что насчет того, что происходит в такой мультивселенной?

Часть ученых считает, что если Вселенная и возможные истории, которые происходят внутри нее, бесконечны и число типов основанных на ДНК существ конечны, то эта бесконечная вселенная будет содержать бесконечное количество копий этих конечных основанных на ДНК существ. Учитывая этот аргумент, некоторые из этих живых существ неизбежно будут следовать очень похожим линиям истории. С точки зрения мира, если дать перспективу бесконечного количества историй в сочетании с конечными типами живых существ, эти истории будут повторяться до бесконечности.

Однако есть иная точка зрения, что если существует бесконечное количество возможных историй, то эти истории не обязательно будут повторяться в параллельных вселенных, так как количество историй всегда будет больше, чем количество живых существ, поэтому, если эти существа бесконечно повторяются, они все равно будут испытывать разные истории.

Учитывая этот краткий обзор, очевидно, что научное сообщество сильно разделено в мысли о существовании параллельных вселенных. Теперь я попробую дать оценку более подробным описаниям теорий, которые способствуют и опровергают существование параллельных вселенных.

Теперь перейдем непосредственно к основным концепциям мультивселенных.

Квантовая физика – это наука, которая пытается объяснить явления, которые не могут быть объяснены обычными законами науки и физики. Теория параллельной вселенной была впервые сформулирована в 1956 году Хью Эвереттом. Эверетт сформулировал эту теорию в попытке обосновать свое убеждение в том, что любой вероятный исход любого решения, которое мы принимаем, действительно происходит. Он утверждал, что, хотя мы можем выбрать вариант A в этой вселенной, мы будем выбирать вариант B в параллельной вселенной. Теория Эверетта является относительно новой для истории физики, но она уже стала популярной и спорной темой в научном сообществе. По существу, он утверждает, что любой объект может быть в любом состоянии в любое время в другой параллельной вселенной. Это означает, что волновая функция состояния бытия не разрушается в момент наблюдения (как в эксперименте с двойной щелью, описанном ниже), а, скорее, продолжает развиваться детерминированным образом, одновременно охватывая все его возможности. Эверетт отмечает, что, хотя все возможные результаты и существуют одновременно, они не мешают друг другу из-за того, что мы не можем наблюдать эти альтернативные реальности.

Макс Тегмарк, известный современный космолог, утверждает, что если пространство действительно бесконечно и населено конечным числом живых существ, то неизбежно будут некоторые идентичные события, которые происходят в разных вселенных. Тегмарк сформулировал классификацию, которая признает четыре различных уровня Мультивселенной, где каждый уровень строится на предыдущем.

Первый уровень определяется как "за нашим космологическим горизонтом". Здесь имеется в виду бесконечная Вселенная, которая содержит объемы Хаббла (нашу видимую Вселенную). Тегмарк утверждает, что бесконечная вселенная обязательно будет содержать бесконечное количество объемов Хаббла, которые подчиняются тем же физическим законам. Учитывая этот факт, в некоторых таких вселенных обязательно будут объемы Хаббла, которые имеют идентичные конфигурации с нашими. То есть мы не обладаем уникальным объемом Хаббла.

Второй уровень – это "Вселенные с различными физическими константами". Он называет эти вселенные "пузырьковыми" и утверждает, что наша Вселенная является лишь одной из многих существующих пузырьковых Вселенных: по его мнению, мультивселенная бесконечно растягивается, но есть некоторые регионы, которые перестают растягиваться и образуют «пузыри», которые могут обладать различными физическими константами.

Третий уровень является выражением "многомировой интерпретации квантовой механики". Одна из особенностей квантовой механики заключается в том, что нет никакого наблюдения, которое можно было бы предсказать с абсолютной уверенностью, но есть скорее ряд вероятных наблюдений. Применяя эту особенность к интерпретации многих миров, можно сделать вывод, что каждое вероятное наблюдение должно быть совместимо с другой вселенной. Тегмарк объясняет, что разница между уровнем один и уровнем три заключается в том, что на уровне один наши двойники находятся в трехмерном пространстве, тогда как на уровне три они находятся в бесконечномерном пространстве.

Четвертый уровень Тегмарк называет "конечным ансамблем" или "математической гипотезой Вселенной". Он утверждает, что из-за абстрактной природы математики можно использовать математическую структуру, чтобы доказать практически любую “теорию всего”. Учитывая это утверждение, можно описать любую воображаемую параллельную вселенную на четвертом уровне и включить все другие ансамбли, просто используя математику. Таким образом, можно положить конец мультивселенной иерархии и исключить любую вероятность существования пятого уровня.

Несмотря на то, что Тегмарк использует некоторые характеристики квантовой механики для определения параллельных вселенных, он фундаментально космолог. Есть, однако, другой ученый, который более широко использует область квантовой физики.

Рассмотрим предложения Брайана Грина о существовании параллельных вселенных с точки зрения квантовой физики. Прежде чем обсуждать применение Грином квантовой физики для доказательств существованию параллельных вселенных, нам сначала нужно признать три факта о квантовой физике. Во-первых, энергия имеет возможность путешествовать по космосу, без необходимости преодолевать расстояние. Это означает, что энергетические и квантовые частицы обладают способностью существовать одновременно более чем в одном месте. Это явление, безусловно, является фундаментальным для обоснования теории параллельной вселенной с точки зрения квантовой физики. Во-вторых, все квантовые частицы существуют в разных местах в любой момент времени, хотя мы не можем их увидеть. Учитывая это наблюдение, существует вероятность того, что наши двойники могут существовать в разных местах. В-третьих, на квантовые частицы влияют наблюдения (эксперимент с двойной щелью).

Грин пытается понять происхождение мультивселенных, используя теорию струн. Теория струн предполагает, что Вселенная может быть описана в виде небольших струн, которые вибрируют в десяти или одиннадцати различных измерениях, которые мы не можем увидеть. Теория струн не только включает в себя струны, но и объекты, которые напоминают двумерные мембраны, и мы можем жить на одной из этих поверхностей, а другие поверхности могут плавать вокруг нас в пространстве. Это утверждение в настоящее время без каких-либо эмприрических доказательств, однако это может быть проверено в Большом адронном коллайдере в CERN. Если гипотеза Грина верна, то когда частицы сталкиваются, обломки могут выбрасываться с нашей мембранной поверхности уходить в «большой космос», где плавает наша мембрана. Эта потеря отнимет некоторое количество энергии в нашей Вселенной. Затем мы можем измерить количество энергии и сравнить его с количеством, которое было до столкновения. Если впоследствии окажется меньше энергии, это будет означать, что некоторая энергия была запущена в «большой космос». Это докажет, что гипотеза Грина верна. Однако, пока этот эксперимент в CERN не состоится, гипотеза Грина остается чистой спекуляцией.

Несмотря на то, что теории существования параллельных вселенных звучат довольно убедительно, основная проблема предложения мультивселенной заключается в существовании космического визуального горизонта, поскольку мы никогда не сможем наблюдать за этими вселенными, даже если они существовали. Та же самая проблема кроется в теории бога – религиозные люди разделяют мир физический и духовный, который нельзя увидеть, а следовательно доказать существование.

Хотя все космологи признают существование других областей, которые мы не в состоянии наблюдать, большинство из них не признают существование бесконечных вселенных в рамках этого прецедента. Космологи считают, что физики не должны верить теории, основанной на вере, а настаивают на жестких научных фактах, подкрепленных эмпирическими доказательствами.

Предположение мультивселенности, основанное на применении теории струн, не может быть доказано, потому что теория струн еще не является полной теорией, которая была проверена или доказана.

Концепция мультивселенных с использованием квантовой теории также не может быть доказана. Оказалось, что трудно получить научное доказательство существования альтернативных реальностей по многим причинам, одной из которых является то, что, наблюдая реальность, мы также изменяем ее. Это захватывающее явление продемонстрировано известным двухщелевым экспериментом. По существу, этот эксперимент доказывает, что энергия и материя отображают характеристики частиц и волн, указывая на фундаментальную вероятностную природу квантовой механики. В базовом двухщелевом эксперименте мы наблюдаем свет лазерного луча, направленного на тонкую пластину, пронзенную двумя параллельными прорезями. Волноподобная природа света приводит в действие механизм интерференции и мы видим на экране светлые и темные области. Однако если за прохождением света этих параллельных пластин наблюдать, свет поглощается на экране так, как если бы он состоял из фотонов или дискретных частиц. Таинственный результат этого эксперимента приводит к обнаружению присущей ему вероятностной природы отдельных фотонов. Когда мы детектируем фотон, проходящий через одну щель, параллельная вселенная может воспринимать фотон, проходящий через другую щель, и наша Вселенная может являться реальностью материальных частиц, которые мы наблюдаем, в то время как реальность теневых частиц на самом деле является параллельной вселенной. Однако есть очень веские аргументы против такой интерпретации результатов эксперимента с двойной щелью. Невозможно подтвердить утверждение о том, что фотон проходит через один из разрезов, а не оба, потому что появляется интерференционная картина, когда мы пытаемся измерить это. По-прежнему существует явная вероятность того, что фотон проходит через обе щели в одно и то же время в нашей Вселенной.

Также я обнаружил, что, по результатам последних исследований, физические константы могут изменяться уже в пределах нашей Вселенной. Нобелевский лауреат Ричард Фейнман с командой ученых со всего мира исследовал константу Альфа, которая представляет собой суперпозицию нескольких других физических констант (квадрат заряда электрона, скорость света, постоянная Планка и число Пи). В его исследовании приводятся доказательства того, что Альфа различна в различных местах нашей вселенной, а это значит что в различных точках  нашей Вселенной существуют различные силы взаимодействия между электрически заряженными частицами, и, вероятно, там другие законы физики. Интересен факт, что будь отклонения значительнее, звезды и планеты бы не сформировались.

Итак, проанализировав предположение о существовании параллельных вселенных, я по-прежнему твердо не уверен в этой теории. Непроверенные космологические аргументы и тщетные попытки подхода к квантовой физике не убедили меня в том, что существуют параллельные вселенные. Концепции мультивселенных являются просто научно обоснованными философскими спекуляциями и не могут даже квалифицироваться как четко определенная научная теория. Необходимо требовать эмпирических доказательств, прежде чем подтверждать какую-либо теорию. Я могу с уверенностью сделать вывод, что дело о существовании параллельных вселенных пока остается недоказанным. Тем не менее, концепции  мультивселенной  -- это чрезвычайно интересный способ поразмыслить о природе нашего существования.