Мультивселенная это: Теория мультивселенной на доступном языке

Содержание

Теория мультивселенной на доступном языке — Образование на vc.ru

Все что мы можем сказать о зарождении вселенной, которую мы сейчас видим, это то что она появилась более 13 миллиардов лет назад. Как это произошло? Все довольно просто, но очень интересно. За миллиардные доли секунды до Большого взрыва, вселенная была раскалена до неимоверной температуры, при которой даже атомы не могли формироваться, так как субатомные частицы, такие как протоны и нейтроны, двигались с бешеной скоростью, не позволяя атомам, какими мы знаем их сейчас, родиться. Как только эти доли секунд прошли, пространство стало экспоненциально расширяться. Со временем вся наша вселенная стала остывать и пролетающие мимо электроны сталкивались с протонами, образуя атомы, впоследствии создававшие звезды. В недрах этих первых звезд, за счет сумасшедшей температуры, вызывающей термоядерную реакцию, зародились атомы, служащие строительным материалом всей нашей вселенной и даже самих нас. Подумать только, мы, люди, сотканы из частичек, появившихся в центрах этих пылающих монстров. Впоследствии в скоплении звезд, называемом нами «Млечный путь», образовалась звезда, которую мы именуем Солнце, создавшее материал, построивший все известные нам 7 планет нашей звездной системы.

Но как понять концепцию мультивселенной или же множественной вселенной? По одной из существующих ныне гипотез о состоянии вселенной, которых насчитывается множество, в космосе насчитывается бесконечное количество вселенных, которые спонтанно рождаются в нем. Но где же эти вселенные находятся, как это понимать? Опять же, все довольно просто и очень интересно. По задумке создателей этой гипотезы, новые «Большие взрывы» происходят за пределами нашей вселенной. Для начала стоит понять о том, что мы подразумеваем под словом «вселенная». Вселенная изначально означало «все», в глобальном смысле этого слова, каждая галактика, планета, человек и даже наши мысли являются частью этого «всего». Но впоследствии ученые отказались от такого значения из-за того, что он звучит не совсем научно. Теперь же вселенной принято называть отдельный регион, в котором расширяется космос после Большого взрыва. Такое менее обширное понятие дает возможность для существования нашей теории о множественной вселенной. Но где же эти вселенные находятся? Хороший вопрос, но на него мы уже дали ответ. Как было сказано нами ранее, за пределами нашей вселенной, где у нас нет возможности видеть. Теперь, когда мы понимаем, что вселенная это не все существующее, а лишь определенный регион космоса, это довольно проще представить у себя в голове. Или же нет. Для большинства людей это все равно остается довольно непонятно, так что попробуем описать это более простыми словами для наглядности. Для того, чтобы нам, людям, получать информацию, необходим сигнал, он может быть разной природы, но самым простым и понятным является световой сигнал. То есть, для того чтобы увидеть что-то нам необходимо, чтобы до наших глаз, или же до наших приборов дошел свет. Но почему же мы не можем увидеть другие вселенные? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, стоит вернуться в наши школьные годы, для кого-то это будет слегка трудно, но поверьте, это того стоит. Все мы помним, как на уроке физики познакомились со светом. И все мы помним о свете одну его уникальную особенность, скорость. Каждый из нас слышал, «Ничто не может передвигаться со скоростью свыше скорости света в вакууме», помните? Так вот, это неправда. Понимаю, звучит слегка шокирующе, но погодите, дайте мне это объяснить. Эта формулировка не совсем верна, ее стоит презентовать с большей аккуратностью, как юрист, звучать она должна следующим образом: «Ничто в космосе не может передвигаться со скоростью свыше скорости света в вакууме», так будет правильнее. Но если задуматься над этой фразой, станет понятно, что, действительно, в космосе ничто не может передвигаться свыше этой заветной скорости света, но сам космос может делать что ему вздумается. Космос не подвластен тому, чему учили нас в школах. Как мы уже знаем, космос находится в стадии постоянного расширения и расширение это происходит со скоростью превышающей скорость света, а в некоторых местах в несколько раз. Чтобы до конца представить модель мультивселенной, позвольте провести аналогию. Все мы хоть раз видели сёрферов, пытающихся прокатиться на волне. В данном примере наш свет и есть этот сёрфер, а вода, является космосом. Так вот, представим, что начался отлив, а наш бедолага не успел вылезти на берег. Он будет стараться что есть мочи доплыть до суши, то же пытается сделать и свет, он словно плывет сквозь космос, пытаясь достичь нас. Но что если скорость воды будет больше скорости нашего сёрфера? Все вполне очевидно, несчастный человек никогда не сможет доплыть до берега. То же происходит и во вселенной, при расширении космоса со скоростью, превышающей скорость движения света, свет так никогда и не сможет нас достичь, так как его «уносит течением», вызванным расширением космоса. Теперь все встало на свои места, нашу вселенную можно представить в виде постоянно расширяющегося пузыря, находящегося рядом с другими пузырями, но так как космос между ними расширяется быстрее, чем движется свет, то свет от другой вселенной просто не может достичь нас, так же, как и сёрфер не может достичь берега при сильном отливе.

15 674
просмотров

Мультивселенная

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

Содержание:

1 Причины возникновения гипотезы
2 Множественность миров
3 В квантовой космологии
4 В теории струн
5 Состоятельность теории

Причины возникновения гипотезы

Успех квантовой теории неоспорим. Ведь она вместе с общей теорией относительности 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.

Множественные Вселенные в представлении художника

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 Плутону, 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.

Земля — это совокупность всех вариантов событий на ней

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 Вселенной 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.

Квантовые связи, пронизывающие наш мир в представлении художника

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 зарождением Вселенной. Мизерные же размеры Вселенной на первых этапах ее формирования вполне согласуются с масштабами квантовой теории.

В таком случае, если размеры Вселенной были порядка элементарных частиц, 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.

Квантовые Вселенные. Смотреть в полном размере.

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 константами. 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

Черные дыры — путь к другим Вселенным в теории струн

Одной из наиболее перспективных областей теоретической физики является теория струн. 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.

Мембраны Вселенных

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 нейтрино. 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.

Существование множественных миров доказывает случайность существования жизни

Поддерживается инфляционной моделью Вселенной, 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.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 25062

Запись опубликована: 04.03.2016
Автор: Владимир Соловьев

Что такое теория мультивселенной? | Живая наука

Если мультивселенная существует, где-то там может быть другой вы, делающий именно то, что вы делаете сейчас.
(Изображение предоставлено: Getty Images)

Теория Мультивселенной предполагает, что наша Вселенная со всеми ее сотнями миллиардов галактик и почти бесчисленным количеством звезд, простирающихся на десятки миллиардов световых лет, может быть не единственной. Вместо этого может быть совершенно другая вселенная, отдаленная от нашей — и еще, и еще. В самом деле, может существовать бесконечное множество вселенных, каждая со своими собственными законами физики, своими собственными коллекциями звезд и галактик (если звезды и галактики могут существовать в этих вселенных) и, возможно, даже своими собственными разумными цивилизациями.

Может случиться так, что наша вселенная является всего лишь частью гораздо большего, гораздо большего множества вселенных: мультивселенной.

Связанные: 10 безумных теорий о Вселенной

Теоретические доказательства мультивселенной

Концепция мультивселенной возникает в нескольких известных областях физики (и философии), но большинство примеров исходит из чего-то называется теорией инфляции. Теория инфляции описывает гипотетическое событие, которое произошло, когда наша Вселенная была очень молода — меньше секунды от роду. Согласно 9, за невероятно короткий промежуток времени Вселенная прошла период быстрого расширения, «раздувания» и стала на много порядков больше, чем ее предыдущий размер.0009 НАСА .

Считается, что инфляция нашей Вселенной закончилась около 14 миллиардов лет назад, говорит Хелинг Денг, космолог из Аризонского государственного университета и эксперт по теории мультивселенной. «Однако инфляция не заканчивается везде одновременно», — сказал Дэн Live Science в электронном письме. «Возможно, что когда инфляция заканчивается в одном регионе, она продолжается в других».

Таким образом, в то время как инфляция закончилась в нашей Вселенной, могли быть другие, гораздо более отдаленные регионы, где инфляция продолжалась — и продолжается даже сегодня. Отдельные вселенные могут «отщипывать» от более крупных раздувающихся, расширяющихся вселенных, создавая бесконечное море вечного раздувания, наполненное многочисленными отдельными вселенными.

В этом сценарии вечной инфляции каждая вселенная будет иметь свои собственные законы физики, свой собственный набор частиц, свое собственное расположение сил и свои собственные значения фундаментальных констант. Это может объяснить, почему наша Вселенная обладает теми свойствами, которые она имеет — особенно свойствами, которые трудно объяснить с помощью фундаментальной физики, такими как темная материя или космологическая постоянная, сказал Дэн.

«Если бы существовала мультивселенная, то у нас были бы случайные космологические константы в разных вселенных, и это просто совпадение, что константа, которую мы имеем в нашей вселенной, принимает значение, которое мы наблюдали», — сказал он.

Связанный: Космология: раскрытие истории Вселенной

Самым большим свидетельством мультивселенной является существование жизни, особенно разумной жизни, способной проводить космологические наблюдения. Некоторые аспекты нашей Вселенной кажутся особенными и важными для поддержания жизни, например, продолжительность жизни звезд, обилие углерода , доступность света для фотосинтеза и стабильность комплекса 9. 0009 ядер , сказал Маккаллен Сандора, аффилированный научный сотрудник Космического института науки Блю Мрамор. Но «все эти функции, как правило, не имеют места, если вы получаете случайную вселенную», — сказала Сандора Live Science в электронном письме. «Мультивселенная предлагает одно объяснение того, почему все эти особенности благоприятны в нашей вселенной, а именно то, что существуют и другие вселенные, но мы наблюдаем эту, потому что она способна поддерживать сложную жизнь», — сказала Сандора.

Другими словами, в нашей вселенной должно было сойтись так много вещей, что существование жизни кажется невероятным. И если бы существовала только одна вселенная, в ней, вероятно, не было бы жизни. Но в мультивселенной достаточно «шансов» для того, чтобы жизнь появилась хотя бы в одной вселенной. Но эта теория не особенно убедительна, поэтому большинство ученых по-прежнему скептически относятся к идее мультивселенной.

Теория мультивселенной предполагает, что инфляция может происходить не везде с одинаковой скоростью. Отдельные вселенные могут «отрезать» другие расширяющиеся вселенные, создавая бесконечное море расширяющихся вселенных. (Изображение предоставлено Getty Images)

(открывается в новой вкладке)

Вещественные доказательства мультивселенной

Многие ученые пытались найти более физические, веские доказательства существования мультивселенной. Например, если соседняя вселенная давным-давно оказалась рядом с нашей, она могла столкнуться с нашей вселенной, оставив заметный отпечаток. Этот отпечаток может быть в виде искажений в космический микроволновый фон (свет, оставшийся с тех пор, когда Вселенная была в миллион раз меньше, чем сегодня) или в странных свойствах галактики в направлении столкновения, согласно блогу Early Universe, опубликованному Университетским колледжем Лондона . Но все эти поиски оказались безрезультатными, поэтому мультивселенная остается гипотетической.

Связанный: Если мы живем в мультивселенной, где прячутся эти миры?

Дэн ищет доказательства мультивселенной, ища особые виды черных дыр , которые могут быть артефактами частей нашей вселенной, которые разделились на свои собственные вселенные посредством процесса, называемого квантовым туннелированием. Если бы некоторые области нашей Вселенной разделились таким образом, они оставили бы после себя «пузыри» в нашей Вселенной, которые превратились бы в эти уникальные черные дыры, которые, по словам Дэна, могут существовать и сегодня.

«Потенциальное обнаружение этих черных дыр может указать на существование мультивселенной», — сказал Дэн.

Жизнь в мультивселенной

Возможно, самым умопомрачительным следствием мультивселенной является существование двойников. Если действительно существует бесконечность вселенных, но конечное число способов упорядочить частицы в любой отдельной вселенной, то одни и те же закономерности неизбежно будут повторяться в конце концов. Это означало бы, что на каком-то невероятном (но конечном!) расстоянии будет точная копия вас, читающая точную копию этой статьи. И поскольку было бы бесконечное количество вселенных, было бы бесконечное количество этих точных сценариев, и все они происходили бы одновременно, согласно 9.0009 Институт физики .

Связанный: Что знали бы люди, если бы жили в мультивселенной?

Если это заставляет вас чувствовать себя немного некомфортно, то, возможно, вам приятно знать, что мультивселенная не доказана… пока.

Дополнительные ресурсы

Узнайте, как создать мультивселенную, от автора Пола Саттера в его серии #AskASspaceman.
Прочитайте «В поисках мультивселенной: параллельные миры, скрытые измерения и окончательный поиск границ реальности (открывается в новой вкладке)» (Wiley, 2010) Джона Гриббона.
Узнайте больше о том, почему мультивселенная может существовать, по словам астрофизика и научного коммуникатора Итана Сигела.

Пол М. Саттер — профессор-исследователь в области астрофизики в Университете Стоуни-Брук Университета штата Нью-Йорк и Институте Флэтайрон в Нью-Йорке. Он регулярно появляется на телевидении и в подкастах, в том числе «Спросите космонавта». Он является автором двух книг: «Твое место во Вселенной» и «Как умереть в космосе», а также регулярно публикуется на Space. com, Live Science и других ресурсах. Пол получил докторскую степень по физике в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн в 2011 году и провел три года в Парижском институте астрофизики, после чего прошел стажировку в Триесте, Италия.

мультивселенная | Определение, типы и факты

Связанные темы:: космология

См. весь связанный контент →

Просмотрите анимацию, чтобы понять разницу между наблюдаемой вселенной и всей вселенной

. См. все видео к этой статье. экспериментально доступен связанному сообществу наблюдателей. Известная наблюдаемая Вселенная, доступная для телескопов, составляет около 90 миллиардов световых лет в поперечнике. Однако эта вселенная будет составлять лишь маленькое или даже бесконечно малое подмножество мультивселенной. Идея мультивселенной возникла во многих версиях, прежде всего в космологии, квантовой механике и философии, и часто утверждает реальное физическое существование различных потенциальных конфигураций или историй известной наблюдаемой Вселенной. Термин мультивселенная был придуман американским философом Уильямом Джеймсом в 1895 году для обозначения сбивающего с толку морального значения природных явлений, а не других возможных вселенных.

Послушайте о предположениях и различных типах моделей мультивселенной.

Просмотреть все видео к этой статье. являются частью единой системы, описываемой четко определенной физической и математической структурой, обычно имеющей общее происхождение и, возможно, даже взаимодействующей друг с другом.

На полностью несвязанном конце этого спектра находится утверждение, что все возможные миры сосуществуют с равной реальностью. Эта идея, известная как модальный реализм, была развита в философии, в частности, американцем Дэвидом Келлогом Льюисом в XIX веке.70-х и 80-х годов. Тем временем в физике и математике была выдвинута гипотеза (в частности, в 1990-х годах шведско-американским физиком Максом Тегмарком и немецким ученым-компьютерщиком Юргеном Шмидхубером), что известная вселенная эквивалентна математической формальной системе и что все такие математические системы (или, по крайней мере, все некоторого класса таких систем) одинаково реальны. Точно так же разобщенными будут так называемые параллельные вселенные или другие духовные или религиозные планы существования. Некоторые люди могут считать, что эти другие вселенные связаны с наблюдаемой вселенной или даже взаимодействуют с ней, но точно не определено, как именно будут происходить эти взаимодействия.

Несколько более связанные мультивселенные могут возникнуть в результате процессов квантовой гравитации — гипотетической теории, которая объединит общую теорию относительности Эйнштейна с квантовой механикой. Общая теория относительности описывает, как развивается пространство-время, но не отвечает на вопрос, как может быть создано или уничтожено замкнутое в себе пространство-время. Один из возможных ответов может быть найден в так называемых циклических космологиях, где «большое сжатие» коллапсирующей Вселенной разовьется в большой взрыв более поздней расширяющейся Вселенной — предположительно посредством квантовой гравитации или какого-то другого экзотического процесса, который недостаточно хорошо описан. — понял физику. Связанная с этим идея — это детская вселенная, в которой квантовый гравитационный процесс создаст новую область пространства-времени, которая отделится и потенциально отсоединится от своей родительской вселенной. Это привело бы к «дереву» вселенных, которые вряд ли будут взаимодействовать после их формирования. Предполагается, что этот процесс происходит внутри черных дыр.

Наиболее развитая модель мультивселенной расширяющегося пространства-времени основана на идее космологической инфляции. Инфляция — это гипотетический процесс ранней Вселенной, в котором пространство-время экспоненциально расширялось гораздо быстрее, чем в настоящее время. В большинстве моделей расширение было вызвано энергией, присутствующей в вакууме, которая создавала силу отталкивания. Этот тип экспоненциального расширения создает область пространства-времени, намного большую, чем наблюдаемая Вселенная, и приводит к тесно связанной (хотя и довольно заурядной) мультивселенной, состоящей из областей, очень похожих на наблюдаемую Вселенную.

В инфляционной модели переход к отсутствию инфляции может произойти в разное время в разных местах. Это приводит к захватывающему феномену, заключающемуся в том, что во многих версиях инфляции всегда существуют области, где переход к обычному расширению еще не произошел и где инфляция все еще происходит. Эта возможность приводит к еще одной картине, в которой инфляция происходит вечно и порождает произвольно большое или бесконечное число постинфляционных областей, одной из которых может быть наблюдаемая Вселенная.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Поскольку концепция инфляции имеет как хорошее теоретическое обоснование, так и поддержку наблюдений, а также поскольку процесс создания новых вселенных посредством инфляции основан на достаточно хорошо изученной физике, эта модель мультивселенной получила гораздо большее распространение, чем предыдущие идеи. Инфляционная мультивселенная также довольно связана, поскольку все вселенные будут обитать в одном и том же пространстве-времени, а взаимодействия между соседними вселенными могут, в принципе, производить наблюдаемые эффекты. В наиболее развитой такой модели множественные вселенные представляют собой расширяющиеся пузыри на общем фоне; при столкновении пузырьков возникающий «синяк» может выглядеть как круглое возмущение на космическом микроволновом фоновом излучении.

Вечная инфляция имеет интересную синергию с теорией струн. В теории струн компактное пространство шести или более измерений связано с каждой точкой традиционного четырехмерного пространства-времени. (Таким образом, Вселенная на самом деле имеет 10 или более измерений.) Атрибуты этих компактных пространств могут определять физические условия во всей остальной Вселенной. Конфигурация компактного пространства также определяет энергию вакуума, которая, если она положительна, обычно вызывает вечную инфляцию. Более того, могут происходить переходы между конфигурациями, что приводит к множеству вселенных с разными физическими константами и полями. Этот вид мультивселенной получил название «вечная инфляция/струнный ландшафт». Поскольку физические константы могут принимать множество значений во многих реальных вселенных, эта схема была предложена в качестве так называемого антропного объяснения того, почему некоторые физические константы — в первую очередь космологическая постоянная — принимают значения, совместимые со вселенной, пригодной для жизни, но сильно отличающиеся от «природная» ценность. В ландшафтной модели вечной инфляции/струн большая часть мультивселенной была бы необитаема, и жизнь неизбежно была бы найдена только в области с совместимыми физическими константами.

Узнайте о многомировой картине квантовой механики

Просмотреть все видео к этой статье

Несколько иной, но важный тип мультивселенной потенциально возникает непосредственно из квантовой механики. Согласно квантовой механике, систему можно описать состояниями, соответствующими различным результатам физического измерения системы с помощью макроскопического прибора. Прежде чем система будет измерена, она будет находиться в суперпозиции таких состояний (математически сумма векторов состояния, взвешенных комплексными коэффициентами). Такая система не допускает определенного предсказания результата измерения, а допускает только вероятности результатов. Остается открытым вопрос, как следует расценивать эти вероятности. В частности, в изолированной системе эволюция вектора состояния является детерминированной, тогда как во время измерения он, как представляется, недетерминированно перескакивает в состояние, соответствующее измеренному значению.