Теория мультивселенной: Физики опровергли теорию существования параллельных вселенных

Гайд по теории Мультивселенной: существуют ли другие миры?

Физическая реальность может быть гораздо более обширной, чем просто участок пространства времени, который мы называем Вселенной. Наша космическая среда может быть сконструирована в невероятных масштабах, при этом наши астрономические инструменты невероятно ограничены. Мы, подобно муравьям, не знаем о том, насколько огромен мир вне муравейника. Так что некоторые физики-теоретики всерьез рассматривают теорию Мультивселенной, согласно которой наш мир – лишь один из многих. Более того, применяя квантовую теорию к Вселенной, мы вынуждены признать, что она существует одновременно во многих состояниях. Иными словами, допустив применение квантовых флуктуаций к Вселенной, мы практически вынуждены признать существование параллельных миров. Интересно и то, что сочетание теории струн и «вечного» варианта инфляционной космологии (речь об инфляционной модели Вселенной) обеспечивает естественную основу для так называемой «ландшафтной Мультивселенной».

Наш мир намного больше и сложнее, чем мы можем себе представить. Но шанс разгадать фундаментальные тайны Вселенной у нас есть.

Содержание

• 1 Инфляция
• 2 Наблюдения и доказательства
• 3 Реликтовое излучение
• 4 Большой взрыв
• 5 Темная материя
• 6 И снова инфляция
• 7 Критика и выводы

Инфляция

Начнем с того, что концепция мультивселенной возникает сразу в нескольких областях физики (и философии), но наиболее ярким примером является теория инфляции, которая описывает гипотетическое событие, которое произошло, когда наша Вселенная была очень молодой — менее секунды от роду. По данным NASA, за невероятно короткий промежуток времени Вселенная пережила период быстрого расширения, «раздуваясь», становясь все больше и больше.

Считается, что инфляция нашей Вселенной закончилась около 14 миллиардов лет назад. Однако инфляция не заканчивается везде одновременно. Исследователи считают, что, возможно, по мере того, как инфляция заканчивается в одном регионе, она продолжается в других.

Таким образом, в то время как инфляция закончилась в нашей Вселенной, могли существовать другие, гораздо более отдаленные регионы, где инфляция продолжалась — и продолжается прямо сейчас. Более того, отдельные вселенные, как пишет LiveScience, могут «отщипывать» более крупные раздувающиеся, расширяющиеся вселенные, создавая бесконечное море вечной инфляции, заполненное многочисленными индивидуальными вселенными.

Инфляционная модель Вселенной.

В этом сценарии вечной инфляции каждая вселенная возникла бы со своими собственными законами физики, своей собственной коллекцией частиц, своим собственным расположением сил и своими собственными значениями фундаментальных констант, – считают исследователи.

Это может объяснить, почему наша Вселенная обладает теми свойствами, какими обладает и в особенности теми, которые трудно объяснить с помощью таких концепций как темная материя или космологическая постоянная. «Если бы существовала мультивселенная, то у нас были бы случайные космологические константы в разных вселенных, и это просто совпадение, что та, которая есть у нас в нашей Вселенной, принимает значение, которое мы наблюдаем», – считает Дэн Хелинг, космолог из Университета Аризоны и эксперт в области теории Мультивселенной.

Больше по теме: Почему физики считают, что мы живем в Мультивселенной?

Наблюдения и доказательства

Интересно, что еще одним свидетельством существования мультверса являются наблюдения – в нашей Вселенной должно было произойти так много всего, что существование жизни кажется невероятным. И если бы существовала только одна Вселенная, в ней, скорее всего, не должно было бы быть жизни. Но в мультивселенной вероятность существования жизни намного выше. Но эту теорию вряд ли можно назвать убедительной, поэтому большинство ученых по-прежнему скептически относятся к идее мультивселенной.

И тем не менее многие пытались найти более физические, убедительные доказательства ее существования. Например, если соседняя вселенная давным-давно оказалась рядом с нашей, она, возможно, столкнулась с ней, оставив заметный отпечаток.

Реликтовое излучение может хранить «отпечатки» других вселенных.

Этот отпечаток может быть в форме искажений космического микроволнового фонового излучения или реликтового излучения (света, оставшегося с тех времен, когда Вселенная была в миллион раз меньше, чем сегодня) или в странных свойствах галактик в направлении столкновения, согласно работе, опубликованной исследователями Университетского колледжа Лондона.

Вам будет интересно: Если существуют другие вселенные, то сталкиваются ли они с нашей?

Некоторые астрофизики пошли еще дальше, ища особые виды черных дыр, которые могли бы быть артефактами частей нашей Вселенной, отделившимися в свою собственную вселенную с помощью процесса под названием квантовое туннелирование.

Если бы некоторые области нашей Вселенной разделились таким образом, то оставили бы после себя «пузыри» в нашей Вселенной, которые превратились бы в эти уникальные черные дыры, которые, по словам исследователей, «могут существовать и сегодня».

«Потенциальное обнаружение этих черных дыр может затем указать на существование мультивселенной», – считают физики-теоретики. Однако все эти типы поисков пока ни к чему не привели, так что на сегодняшний день Мультивселенная остается гипотетической.

Реликтовое излучение

В 1964 году физики Арно Пензиас и Роберт Уилсон работали в лаборатории Bell в Холмделе, штат Нью-Джерси, создавая сверхчувствительные микроволновые приемники для радиоастрономических наблюдений. Но что бы они делали, избавить приемники от фонового радиошума, который, как ни странно, казалось, шел со всех сторон одновременно, у них не получалось.

Пензиас связался с физиком из Принстонского университета Робертом Дике, который предположил, что радиошум может быть космическим микроволновым фоновым излучением (CMB), которое является первичным микроволновым излучением, заполняющим Вселенную.

Если другие вселенные и правда существуют, они могли оставить «отпечаток» в реликтовом излучении, равномерно заполняющем Вселенную.

Это – история открытия реликтового излучения, простая и элегантная. За свое открытие Пензиас и Уилсон получили Нобелевскую премию по физике в 1978 году, и не без оснований. Их работа открыла новую эру космологии, позволив ученым изучать и понимать Вселенную как никогда прежде.

Еще больше интересных статей о последних открытиях в области астрофизики и космологии читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Интересно, что работа физиков также привела к одному из самых удивительных открытий в новейшей истории: уникальные особенности реликтового излучения могут стать первым прямым доказательством того, что бесконечное множество миров за пределами известной Вселенной действительно существует. Однако, чтобы правильно понять это необычное утверждение, необходимо совершить путешествие к началу времен.

Большой взрыв

Согласно общепринятой теории происхождения Вселенной, в течение первых нескольких сотен тысяч лет после Большого взрыва наша Вселенная была заполнена невероятно горячей плазмой, состоящей из ядер, электронов и фотонов, которые рассеивали свет.

Примерно к 380 000 годам продолжающееся расширение нашей Вселенной привело к ее охлаждению до температуры ниже 3000 градусов Кельвина, что позволило электронам объединяться с ядрами с образованием нейтральных атомов, а поглощение свободных электронов позволило свету освещать темноту.

Доказательством этого – в виде ранее упомянутого реликтового излучения – является то, что обнаружили Пензиас и Уилсон. Их открытие, в конечном итоге, помогло установлению теории Большого Взрыва.

У Вселенной, как мы знаем сегодня, было начало.

Читайте также: Что произошло в первые микросекунды после Большого взрыва?

На протяжении многих эпох продолжающееся расширение охлаждало нашу Вселенную до температуры всего около 2,7К, но эта температура неравномерна. Различия в температуре возникают из-за того, что материя неравномерно распределена по всей Вселенной. Считается, что это вызвано крошечными флуктуациями квантовой плотности, которые произошли сразу после Большого взрыва.

В 2017 году, исследователи из Даремского университета Великобритании опубликовали работу, результаты которой предполагают, что «отпечатки» в реликтовом излучении (так называемые холодные пятна) могут быть свидетельством существования других миров. Авторы предположили, что пятна в микроволновом фоновом излучении появились в результате столкновения между нашей вселенной и другой.

В целом, пятна в реликтовом излучении можно считать первым доказательством существования мультивселенной – миллиардов других вселенных, похожих на нашу собственную, – пишут исследователи.

Темная материя

Еще одним доказательством в копилку теории Мультивселенной добавляет новое, крайне интересное исследование. Его результаты, как пишет Vice, предполагают, что черные дыры, образованные из свернутых вселенных, порождают темную материю, а наша собственная Вселенная может выглядеть как черная дыра для посторонних.

Одни из самых таинственных объектов во Вселенной, черные дыры, могут являться источником темной материи.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Так вы точно не пропустите ничего интересного!

Отмечу, что темная материя – невидимая субстанция, на долю которой приходится большая часть массы Вселенной – хотя и не излучает обнаруживаемый свет, все же существует, так как оказывает гравитационное воздействие на скопления галактик и другие излучающие объекты в космосе.

Для объяснения темной материи был предложен ошеломляющий спектр гипотез, но теперь ученые предположили, что первичные черные дыры – гипотетические объекты, которые относятся к периоду зарождения Вселенной, «являются жизнеспособным кандидатом на темную материю». К такому выводу пришла международная команда исследователей из США, Японии и Тайваня, в работе, опубликованной в научном журнале Physical Review Letters в январе этого года.

Подробнее о том, могут ли первичные черные дыры являться источником темной материи и почему представляют такой интерес для ученых, я рассказывала в этой статье, рекомендую к прочтению!

И все же, на данный момент все эти концепции являются умозрительными, хотя физики ожидают, что новые способы наблюдения с помощью сложных телескопов в ближайшие годы помогут ответить на многие вопросы.

И снова инфляция

Знаменитый британский физик-теоретик Стивен Хокинг умер 14 марта 2014 года, проведя десятилетия прикованным к инвалидному креслу и зависящим от синтезатора речи из-за страданий, вызванных боковым амиотрофическом склерозом. Последняя исследовательская работа ученая, опубликованная всего за 10 дней до его смерти, была написана вместе с профессором теоретической физики Томасом Хертогом и касалась мультивселенной.

Кто знает, в каком из бесчисленного множества миров живем мы?

В статье, озаглавленной «Плавный выход из вечной инфляции?» Хокинг и Хертог предположили, что быстрое расширение пространства-времени после Большого взрыва могло происходить неоднократно, создавая множество вселенных.

Их работа, по сути, является расширением Теории инфляции, предполагающей, что до Большого взрыва Вселенная была наполнена энергией, которая была частью самого пространства, и эта энергия заставляла пространство расширяться с экспоненциальной скоростью. Именно эта энергия породила Большой взрыв и именно об этом мы с вами говорили ранее.

Это интересно: Узнаем ли мы когда-нибудь как появилась Вселенная?

Однако, поскольку инфляция, как и все остальное, носит квантовый характер, это означает, что во Вселенной должны быть области пространства, в которых инфляция заканчивается и начинается Большой взрыв. Вот только эти области никогда не смогут столкнуться друг с другом, поскольку они разделены областями раздувающегося пространства.

Критика и выводы

В завершении следует сказать, что когда кто-то говорит о теории мультивселенной, это может звучать и дерзко и смиренно одновременно. Но у многих физиков совершенно иная реакция: по их мнению, идея мультивселенной ненаучна и, возможно, даже «опасна» тем, что может привести к неверно направленным научным усилиям.

Так, Пол Стейнхардт, профессор естественных наук в Принстонском университете, назвал теорию Мультивселенной «Теорией чего угодно», так как она совместима с произвольными наблюдениями и, следовательно, не имеет какого-либо эмпирического уклона.

Сегодня современная наука пока не может ни доказать, ни опровергнуть существование Мультивселенной.

Так или иначе, несмотря на критику теории множественности миров, данные научных исследований (о некоторых из которых рассказано в этой статье) позволяют выдвигать даже такие, кажущиеся на первый взгляд, безумными теории. В конце концов, возвращаясь к аналогии с муравейником, что мы знаем о мире, в котором живем?

А как вы думаете, существует ли Мультивселенная или усилия физиков направлены не в то русло? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье!

Объяснение Мультивселенной: Что такое Мультивселенная? Верна ли теория мультивселенной?

Теория мультивселенной предполагает, что наша вселенная, состоящая из миллиардов и миллиардов планет, звезд и галактик и простирающаяся на десятки миллиардов световых лет, может быть не единственной вселенной, которая существует.

Что бы вы почувствовали, если бы кто-то сказал вам, что в каком-то далеком месте существует ваша точная копия — такого же возраста, такого же размера, такого же веса и со всеми другими атрибутами, в точности идентичными вашим? Захотели бы вы поговорить с этим человеком? Что бы вы почувствовали, если бы узнали, что таких «копий» на самом деле две? А может быть, три? Это бы вас взволновало или обеспокоило?

Если такая идея вызывает у вас хоть одну из этих эмоций, приготовьтесь к невероятно безумной поездке и одной из самых горячо обсуждаемых в научном сообществе идей — мультивселенной!

Что такое Вселенная?

Что приходит на ум, когда вы думаете о слове «Вселенная»?

Всеобъемлющая сущность, в которой находятся все галактики, солнечные системы, звезды, планеты, люди, животные, растения, соединения, молекулы, атомы, протоны и электроны — словом, ВСЕ, что есть в нашей реальности.

Если вы посмотрите на ночное небо невооруженным глазом, то увидите тысячи звезд и других небесных тел, иногда даже галактику или скопление. Если вы используете мощный телескоп, то сможете увидеть небесные объекты, находящиеся на расстоянии миллионов километров от нашей планеты. Если вы продолжите поиски и дойдете до конца того, что вы можете наблюдать даже с помощью самых мощных инструментов наблюдения, вы встретите самые ранние звезды в НАБЛЮДАЕМОЙ вселенной и даже остатки Большого взрыва!

Какое место во всем этом занимает Большой взрыв?

В мире астрономии БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ считается точкой на временной шкале Вселенной, где все началось: согласно теории Большого взрыва, наша Вселенная начиналась как единая точка, а затем расширилась, став такой колоссальной, какой она является сегодня, и продолжает расширяться.

Когда мы думаем о нашей Вселенной, мы обычно предполагаем, что ее отправной точкой является Большой взрыв — событие, которое произошло почти 13,8 миллиарда лет назад.

Однако, что если Большой взрыв на самом деле не был началом пространства и времени, а только началом НАШЕЙ ВСЕЛЕННОЙ?

Что такое мультивселенная?

Именно здесь возникает идея мультивселенной. Теория мультивселенной предполагает, что наша вселенная, состоящая из миллиардов и миллиардов планет, звезд и галактик и простирающаяся на десятки миллиардов световых лет, может быть не единственной существующей вселенной.

Может существовать и другая вселенная, совершенно отличная от нашей, со своими собственными природными законами. Еще более пугающим является то, что таких вселенных может быть не одна, а бесконечное множество, и все они отличаются друг от друга и содержат миллионы небесных тел и даже разумные формы жизни, как и наша Вселенная.

Теория мультивселенной предполагает, что наша вселенная является лишь малым членом огромного состава множества вселенных.

Идея мультивселенной возникла на основе широко популярной сейчас теории — инфляционной теории. Она была разработана в 1980 году и заполнила некоторые информационные пробелы, которых не хватало теории Большого взрыва. Хотя теория Большого взрыва предлагает достоверное объяснение происхождения Вселенной, у нее есть три существенные проблемы: она не объясняет плоскую геометрию нашей Вселенной.

Кроме того, она не объясняет проблему монополя и проблему горизонта, связанную с нашей Вселенной. Другими словами, теория большого взрыва не может объяснить, почему в ее структуре так много однородности.

Что такое теория инфляции?

Большой взрыв был огромным взрывом, а взрывы приводят к хаосу. И все же Вселенная содержит фантастическую иерархию планет, звезд, галактик и скоплений галактик.

Поэтому теория инфляции часто рассматривается как продолжение теории Большого взрыва, предполагая, что Вселенная, которая была маленькой, как атом, расширилась до космических масштабов за доли секунды. Другими словами, она прошла через период быстрого расширения и раздулась, достигнув невероятно больших размеров. Проще говоря, Вселенная стала массивной за очень короткое время.

И вот здесь становится интересно: Это быстрое расширение закончилось почти 13,8 миллиарда лет назад — как раз тогда, когда произошел Большой взрыв.

Но опять же, возможно, это относится только к нашей Вселенной.

Многие космологи считают, что эта быстрая инфляция не заканчивается везде в одно и то же время; она может закончиться в одних регионах и продолжиться в других. Таким образом, хотя расширение закончилось для нашей Вселенной 13,8 миллиарда лет назад, могут существовать регионы, где инфляция продолжалась и, возможно, продолжается до сих пор, создавая множество других вселенных.

Это привело бы к вечной инфляции, которая создает океан отдельных вселенных.

В этом сценарии возможно возникновение каждой отдельной вселенной со своими собственными законами существования — уникальные физические силы, природные явления, значения фундаментальных констант и даже законы, управляющие ими, могут полностью отличаться от нашей вселенной.

Интересно, что это также может объяснить, почему некоторые атрибуты нашей Вселенной, такие как темная материя и темная энергия, так трудно объяснить с помощью только законов фундаментальной физики.

Споры вокруг теории мультивселенной

Теория мультивселенной — это горячо обсуждаемая тема в научном мире. Одни считают, что это всего лишь увлекательное предложение прямо из научной фантастики, другие поддерживают обоснованность идеи мультивселенной. Ученые пытаются найти доказательства существования множественных вселенных, наблюдая искажения в электромагнитном излучении, оставшемся от ранней стадии развития Вселенной. Некоторые особые типы черных дыр также могут дать подсказку о существовании мультивселенной.

Идея множественных вселенных настолько поразительна, что гипотезы о ней выдвигались не только в космологии и астрономии, но и в философии, музыке, литературе, научной фантастике и даже религии. Из-за универсальности этой идеи эти «другие» вселенные называют по-разному, включая параллельные вселенные, альтернативные вселенные, параллельные реальности, квантовые реальности, альтернативные реальности и многое другое.

Создатели научной фантастики и популярная культура в целом любят теорию мультивселенных, и на, то есть очень веские причины. Возможно, вы читали романы и смотрели фильмы, в которых герои полагаются на существование мультивселенной, чтобы выбраться из сложных ситуаций. Однако в некоторых случаях та же идея множественных или параллельных реальностей представляет собой огромную проблему, поскольку события в так называемой «альтернативной реальности» невозможно не предсказать, ни контролировать.

Хотя в настоящее время теория мультивселенной не имеет убедительных научных доказательств, дальнейшее развитие технологий в области средств наблюдения за Вселенной может окончательно доказать существование параллельных вселенных в ближайшие годы.

Кто знает, возможно, когда-нибудь вы поговорите с другой «копией» себя и увидите их шокированное лицо, когда вы скажете им, что в вашем мире вместо того, чтобы улететь в небо, упавшие яблоки приземляются на землю!

Существуют ли параллельные вселенные? Мы могли бы жить в мультивселенной

Существуют ли параллельные вселенные? Мы живем только в одной из множества пузырьковых вселенных?
(Изображение предоставлено: MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Параллельные вселенные больше не являются просто частью хорошей научной фантастики. В настоящее время существует несколько научных теорий, поддерживающих идею существования параллельных вселенных помимо нашей. Однако теория мультивселенной остается одной из самых противоречивых теорий в науке.

Наша Вселенная невообразимо велика. Сотни миллиардов, если не триллионов, галактик (открывается в новой вкладке) вращаются в пространстве, каждая из которых содержит миллиарды или триллионы звезд (открывается в новой вкладке). Некоторые исследователи, изучающие модели Вселенной, предполагают, что диаметр Вселенной может составлять 7 миллиардов световых лет в поперечнике. Другие думают, что это может быть бесконечно.

Но все ли там? Научная фантастика любит идею параллельной вселенной и мысль о том, что мы можем жить лишь одной из бесконечного числа возможных жизней. Однако мультивселенная не предназначена для «Звездного пути», «Человека-паука» и «Доктора Кто». Настоящая научная теория исследует и в некоторых случаях поддерживает доводы в пользу существования вселенных вне нашей, параллельных или удаленных от нее, но отражающих нашу.

Мультивселенные и параллельные миры часто обсуждаются в контексте других основных научных концепций, таких как Большой взрыв , теория струн и квантовая механика . 9в 26 раз больше своего первоначального размера в процессе, называемом космической инфляцией (откроется в новой вкладке). И это все до фактического расширения материи, о котором мы обычно думаем как о самом Большом взрыве, которое было следствием всей этой инфляции: по мере замедления инфляции появился поток материи и излучения, создавший классический огненный шар Большого взрыва, и начали формироваться атомы, молекулы, звезды и галактики, населяющие окружающие нас просторы космоса.

Связанный: Как расширяющаяся вселенная может создать мультивселенную (открывается в новой вкладке) 

Таинственный процесс инфляции и Большой взрыв убедили некоторых исследователей в том, что множественные вселенные возможны или даже очень вероятны. По словам физика-теоретика Александра Виленкина из Университета Тафтса в Массачусетсе, инфляция не закончилась везде одновременно. Хотя она закончилась для всего, что мы можем обнаружить на Земле 13,8 миллиарда лет назад, космическая инфляция фактически продолжается в других местах. Это называется теорией вечной инфляции. И поскольку инфляция заканчивается в определенном месте, формируется новый пузырь Вселенной, писал Виленкин для журнала Scientific American в 2011 году. 

Эти пузырьковые вселенные не могут контактировать друг с другом, потому что они продолжают бесконечно расширяться. Если бы мы направились к краю нашего пузыря, где он мог бы упереться в следующий пузырь вселенной, мы бы никогда не достигли его, потому что край уносится от нас быстрее скорости света и быстрее, чем мы сами. мог когда-либо путешествовать.

Связанный: Сколько звезд во Вселенной?

Но даже если бы мы смогли добраться до следующего пузыря, согласно вечной инфляции (в сочетании с теорией струн), наша знакомая вселенная с ее физическими константами и обитаемыми условиями могла бы полностью отличаться от гипотетической вселенной-пузыря рядом с нашей.

«Эта картина Вселенной, или, как ее называют, мультивселенной, объясняет давнюю загадку того, почему константы природы кажутся точно настроенными для возникновения жизни», — писал Виленкин. «Причина в том, что разумные наблюдатели существуют только в тех редких пузырях, в которых по чистой случайности константы оказываются как раз подходящими для развития жизни. Остальная часть мультивселенной остается бесплодной, но никто не может пожаловаться на это. »

Объяснение Виленкина подразумевает, что в некоторых бесконечных пузырьковых вселенных за пределами нашей могут быть другие разумные наблюдатели. Но с каждым прошедшим мгновением мы удаляемся от них все дальше и никогда не пересечемся.

Квантовая механика и параллельные вселенные

Некоторые исследователи основывают свои представления о параллельных вселенных на квантовой механике, математическом описании субатомных частиц. В квантовой механике множественные состояния существования крошечных частиц возможны одновременно — «волновая функция» заключает в себе все эти возможности. Однако, когда мы на самом деле смотрим, мы наблюдаем только одну из возможностей. Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, описанной в Стэнфордской энциклопедии философии , мы наблюдаем результат, когда волновая функция «коллапсирует» в единую реальность.

Но вместо этого теория многих миров предполагает, что каждый раз, когда наблюдается одно состояние или результат, существует другой «мир», в котором другой квантовый результат становится реальностью. Это ветвящееся устройство, в котором наша воспринимаемая вселенная разветвляется на почти бесконечные альтернативы. Эти альтернативные вселенные полностью разделены и не могут пересекаться, поэтому, хотя может существовать бесчисленное множество версий вашей жизни, которая немного — или сильно — отличается от вашей жизни в этом мире, вы никогда об этом не узнаете.

Связанный: Черные дыры, инопланетяне, мультивселенная и Марс: Космос Выступления TED, которые вам нужно посмотреть (открывается в новой вкладке) 

Теория многих миров — самый «смелый» подход к затруднительному положению квантовой механики, физик Шон Кэрролл написал в своей книге «Что-то глубоко скрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени (открывается в новой вкладке)» (Dutton, 2019). Он также утверждал, что это самая простая теория, хотя и не лишенная недостатков.

Одной из таких проблем является то, что идея многих миров на самом деле не поддается фальсификации. Это важный компонент научной мысли, с помощью которого научное сообщество развивает идеи, которые можно исследовать с помощью наблюдений и экспериментов. Если нет возможности найти доказательства против теории, это плохо для науки в целом, утверждает научный журналист Джон Хорган в своем блоге для Scientific American .

Бесконечное пространство, бесконечные вселенные?

Млечный Путь, показанный здесь с Земли, — всего лишь одна из сотен миллиардов, а может быть, и триллионов галактик во Вселенной. Каждая галактика состоит из миллиардов или триллионов звезд, у каждой из которых могут быть планеты. Может ли кто-нибудь из них быть таким же, как наш? (Изображение предоставлено Weerakarn Satitniramai через Getty Images)

(открывается в новой вкладке)

Некоторые физики верят в более плоскую версию множественных вселенных. То есть, если вселенная, в которой мы живем, существует вечно, существует не так уж много способов, которыми строительные блоки материи могут упорядочиваться по мере их сборки в бесконечном пространстве. В конце концов, любое конечное число типов частиц должно повторять определенное расположение. Гипотетически в достаточно большом пространстве эти частицы должны повторять расположение целых солнечных систем и галактик.

Итак, вся ваша жизнь может повториться в другом месте во вселенной, вплоть до того, что вы съели вчера на завтрак. По крайней мере, это теория.

Но если Вселенная началась в конечной точке, как соглашается почти каждый физик, альтернативной версии вас, скорее всего, не существует, согласно статье астрофизика Итана Сигела 2015 года на Medium .

По словам Зигеля, «количество возможных исходов от частиц в любой Вселенной, взаимодействующих друг с другом, стремится к бесконечности быстрее, чем количество возможных Вселенных увеличивается из-за инфляции».

«Что это значит для вас?» — написал Сигель. «Это означает, что вы должны сделать эту Вселенную значимой».

Вселенная в зеркальном отражении

Некоторые исследователи предполагают, что на противоположной стороне временной шкалы Большого Взрыва, уходящей назад во времени, когда-то существовала вселенная, которая была точным зеркальным отражением нашей собственной. Вот художественная иллюстрация истории Вселенной, представленная WMAP (микроволновым зондом анизотропии Уилкинсона), который потратил девять лет на создание карт всего неба космического микроволнового фона. WMAP изучил свет, выпущенный примерно через 375 000 лет после Большого взрыва, до того, как сформировались звезды и галактики. (Изображение предоставлено НАСА / научной группой WMAP)

В относительно недавнем дополнении к пантеону теорий мультивселенной исследователи из Института теоретической физики Периметра в Ватерлоо, Онтарио, предположили, что Вселенная началась в результате Большого взрыва — и на противоположной стороне временной шкалы Большого взрыва, уходящей назад во времени, когда-то существовала вселенная, которая была точным зеркальным отражением нашей собственной.

«Вместо того, чтобы говорить, что до взрыва существовала другая Вселенная, мы говорим, что вселенная до взрыва на самом деле в некотором смысле является образом Вселенной после взрыва», — Нил Турок, исследователь Института периметра, сообщил дочерний сайт Space.com Live Science (открывается в новой вкладке).

Это означает, что все — протоны, электроны, даже такие действия, как разбивание яйца — будут изменены на противоположные. Антипротоны и положительно заряженные электроны будут составлять атомы, а яйца будут раскалываться и возвращаться внутрь цыплят. В конце концов, эта вселенная сожмется, предположительно, до сингулярности, прежде чем расширится до нашей собственной вселенной.

С другой стороны, обе вселенные были созданы в результате Большого взрыва и одновременно взорвались назад и вперед во времени.

Мультивселенная: Аргументы за и против

Аргументы в пользу теории мультивселенной

Космическая инфляция

Наша Вселенная росла экспоненциально в первые моменты своего существования, но было ли это расширение однородным? Если нет, то это предполагает, что разные регионы космоса росли с разной скоростью и могут быть изолированы друг от друга.

Математические константы 

Почему законы Вселенной так точны? Некоторые предполагают, что это произошло случайно — мы — единственная вселенная из многих, которая случайно получила правильные числа.

Наблюдаемая Вселенная

Что находится за краем наблюдаемого пространства вокруг нас? Никто не знает наверняка, и до тех пор, пока мы этого не узнаем (а это может быть никогда), мысль о том, что наша Вселенная простирается на неопределенный срок, интересна.

Аргументы против теории мультивселенной

Опровержимость 

У нас нет возможности проверить теории мультивселенной. Мы никогда не заглянем за пределы наблюдаемой Вселенной, поэтому, если нет способа опровергнуть теории, стоит ли им вообще верить?

Бритва Оккама 

Иногда самые простые идеи оказываются самыми лучшими. Некоторые физики утверждают, что нам вообще не нужна теория мультивселенной. Никаких парадоксов это не решает, а только усложняет.

Нет доказательств

Мы не можем не только не опровергнуть никакую теорию мультивселенной, но и не можем ее доказать. В настоящее время у нас нет доказательств существования мультивселенных, и все, что мы можем видеть, предполагает, что существует только одна вселенная — наша собственная.

Параллельные вселенные в художественной литературе

Главный герой марвеловского «Доктора Стрэнджа» (2016) может прыгать в разные измерения. (Изображение предоставлено Marvel.com)

Бесчисленные произведения мифов и художественной литературы основаны на идеях параллельных вселенных и мультивселенной. Перекрывающиеся миры появляются в скандинавской мифологии, а также в буддийской и индуистской космологии. Идея соприкосновения нескольких вселенных появилась в печати еще в новелле Эдвина А. Эбботта «Флатландия: многомерный роман» (Seeley & Co., 1884), и ее до сих пор можно увидеть в недавних фильмах, таких как фильм 2016 года. Фильм Марвел «Доктор Стрэндж». Целый жанр японских графических романов, называемый исекай, имеет дело с персонажами, переносимыми в параллельные миры, как описано в Нью-Йоркской публичной библиотеке .

Почти каждый сериал «Звездный путь» включает в себя ту или иную форму зеркальной вселенной, а фильм-перезагрузка 2009 года с Крисом Пайном и Закари Куинто в главных ролях перенес последующие фильмы «Звездного пути» в совершенно новую временную шкалу, явно ответвляющуюся от оригинальной серии.

И комиксы, и соответствующие им фильмы глубоко погружаются в идею параллельных миров. Сюжетные линии недавних комиксов Marvel (как в фильмах, так и в печати), арка DC Flashpoint и «Into the Spider-Verse» 2018 года — все они исследуют несколько вселенных и пересечения между ними.

Это неполный список некоторых проявлений мультивселенных, вселенных с разделенной временной шкалой и параллельных вселенных в художественной литературе:

Фильмы

• Через вселенные (2018)
• Терминатор: Генезис (2015)
• Финес и Ферб Фильм: Через второе измерение (2011)
• Звездный путь (2009)
• Донни Дарко (2001)
• Беги, Лола, беги (1998)
• Раздвижные двери (1998)
• Назад в будущее, (19 1-5, (19 1-5) 1989 г. , 1990) 
• Приключения Бакару Банзая в восьмом измерении (1984)

Телевидение

• Звездный путь: Дискавери, несколько серий 
• Звездный путь: Энтерпрайз, несколько серий 

9014 Звездный путь: Энтерпрайз, несколько серий 

9014 эпизоды

• Звездный путь: Следующее поколение, «Параллели» (Эпизод 11, Сезон 7) (1993)
• Звездный путь: Оригинальный сериал, «Зеркало, Зеркало» (Эпизод 4, Сезон 2) (1967)
• Доктор Кто, несколько серий  
• Слайдеры, вся серия
• Сообщество, «Remedial Chaos Theory» (Эпизод 4, Сезон 3) (2011)
• Рик и Морти, несколько серий
• Футурама, несколько серий
• Эврика, несколько серий

2 , несколько эпизодов

Печать

• Серия «Хроники Нарнии» (Джеффри Блес, 1950-56) К. С. Льюиса
• Серия «Его темные начала» (Scholastic, 1995-2000) Филиппа Пуллмана
• Серия «Плоский мир» (HarperCollins, 1983–2015) Терри Пратчетта
• «Люди как боги» (Макмиллан, 1923) Герберта Уэллса
• Серия «Темная башня» (Дональд М. Грант, 1982–2012) Stephen King

Video games

• BioShock Infinite, 2013
• Kingdom Hearts, 2002-2020
• Chrono Cross, 1999
• Half-Life, 1998-2020
• Metroid Prime 2: Echoes, 2004
• Zero Escape , 2009-2016

Эта статья была частично адаптирована из предыдущей работы автора Space.com Элизабет Хауэлл.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Вики Стейн — научный писатель из Калифорнии. Она имеет степень бакалавра экологии и эволюционной биологии Дартмутского колледжа и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз (2018 г.). После этого она работала помощником по новостям в PBS NewsHour, а теперь работает внештатным сотрудником, освещая все, от астероидов до зебр. Следите за ее последними работами (и последними фотографиями голожаберников) в Твиттере.

Существуют ли параллельные вселенные? Мы могли бы жить в мультивселенной

Существуют ли параллельные вселенные? Мы живем только в одной из множества пузырьковых вселенных?
(Изображение предоставлено: MARK GARLICK / SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)

Параллельные вселенные больше не являются просто частью хорошей научной фантастики. В настоящее время существует несколько научных теорий, поддерживающих идею существования параллельных вселенных помимо нашей. Однако теория мультивселенной остается одной из самых противоречивых теорий в науке.

Наша вселенная невообразимо велика. Сотни миллиардов, если не триллионов, галактик (открывается в новой вкладке) вращаются в пространстве, каждая из которых содержит миллиарды или триллионы звезд (открывается в новой вкладке). Некоторые исследователи, изучающие модели Вселенной, предполагают, что диаметр Вселенной может составлять 7 миллиардов световых лет в поперечнике. Другие думают, что это может быть бесконечно.

Но это все, что там? Научная фантастика любит идею параллельной вселенной и мысль о том, что мы можем жить лишь одной из бесконечного числа возможных жизней. Однако мультивселенная не предназначена для «Звездного пути», «Человека-паука» и «Доктора Кто». Настоящая научная теория исследует и в некоторых случаях поддерживает доводы в пользу существования вселенных вне нашей, параллельных или удаленных от нее, но отражающих нашу.

Мультивселенные и параллельные миры часто обсуждаются в контексте других основных научных концепций, таких как Большой взрыв , теория струн и квантовая механика .

Связанный: Насколько велика Вселенная?

Вечная инфляция, теория Большого взрыва и параллельные вселенные

Около 13,7 миллиардов лет назад все, что мы знали, было бесконечно малой сингулярностью. Затем, согласно теории Большого Взрыва, он взорвался, раздувшись во всех направлениях со скоростью, превышающей скорость света, за крошечную долю секунды. 26 раз превышающего ее первоначальный размер, в процессе, называемом космической инфляцией (откроется в новой вкладке). И это все до фактического расширения материи, о котором мы обычно думаем как о самом Большом взрыве, которое было следствием всей этой инфляции: по мере замедления инфляции появился поток материи и излучения, создавший классический огненный шар Большого взрыва, и начали формироваться атомы, молекулы, звезды и галактики, населяющие окружающие нас просторы космоса.

Связанный: Как расширяющаяся вселенная могла создать мультивселенную  

Этот загадочный процесс инфляции и Большого взрыва убедил некоторых исследователей в том, что множественные вселенные возможны или даже очень вероятны. По словам физика-теоретика Александра Виленкина из Университета Тафтса в Массачусетсе, инфляция не закончилась везде одновременно. Хотя она закончилась для всего, что мы можем обнаружить на Земле 13,8 миллиарда лет назад, космическая инфляция фактически продолжается в других местах. Это называется теорией вечной инфляции. И поскольку инфляция заканчивается в определенном месте, формируется новый пузырь Вселенной, писал Виленкин для журнала Scientific American в 2011 году. 

Эти пузырьковые вселенные не могут контактировать друг с другом, потому что они продолжают бесконечно расширяться. Если бы мы направились к краю нашего пузыря, где он мог бы упереться в следующий пузырь вселенной, мы бы никогда не достигли его, потому что край уносится от нас быстрее скорости света и быстрее, чем мы сами. мог когда-либо путешествовать.

Связанный: Сколько звезд во Вселенной?

Но даже если бы мы смогли добраться до следующего пузыря, согласно вечной инфляции (в сочетании с теорией струн), наша знакомая вселенная с ее физическими константами и обитаемыми условиями могла бы полностью отличаться от гипотетической вселенной-пузыря рядом с нашей.

«Эта картина Вселенной, или, как ее называют, мультивселенной, объясняет давнюю загадку того, почему константы природы кажутся точно настроенными для возникновения жизни», — писал Виленкин. «Причина в том, что разумные наблюдатели существуют только в тех редких пузырях, в которых по чистой случайности константы оказываются как раз подходящими для развития жизни. Остальная часть мультивселенной остается бесплодной, но никто не может пожаловаться на это. »

Объяснение Виленкина подразумевает, что в некоторых бесконечных пузырьковых вселенных за пределами нашей могут быть другие разумные наблюдатели. Но с каждым прошедшим мгновением мы удаляемся от них все дальше и никогда не пересечемся.

Квантовая механика и параллельные вселенные

Некоторые исследователи основывают свои представления о параллельных вселенных на квантовой механике, математическом описании субатомных частиц. В квантовой механике множественные состояния существования крошечных частиц возможны одновременно — «волновая функция» заключает в себе все эти возможности. Однако, когда мы на самом деле смотрим, мы наблюдаем только одну из возможностей. Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, описанной в Стэнфордской энциклопедии философии , мы наблюдаем результат, когда волновая функция «коллапсирует» в единую реальность.

Но вместо этого теория многих миров предполагает, что каждый раз, когда наблюдается одно состояние или результат, существует другой «мир», в котором другой квантовый результат становится реальностью. Это ветвящееся устройство, в котором наша воспринимаемая вселенная разветвляется на почти бесконечные альтернативы. Эти альтернативные вселенные полностью разделены и не могут пересекаться, поэтому, хотя может существовать бесчисленное множество версий вашей жизни, которая немного — или сильно — отличается от вашей жизни в этом мире, вы никогда об этом не узнаете.

Связанный: Черные дыры, инопланетяне, мультивселенная и Марс: Космос Выступления TED, которые вам нужно посмотреть (открывается в новой вкладке) 

Теория многих миров — самый «смелый» подход к затруднительному положению квантовой механики, физик Шон Кэрролл написал в своей книге «Что-то глубоко скрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени (открывается в новой вкладке)» (Dutton, 2019). Он также утверждал, что это самая простая теория, хотя и не лишенная недостатков.

Одной из таких проблем является то, что идея многих миров на самом деле не поддается фальсификации. Это важный компонент научной мысли, с помощью которого научное сообщество развивает идеи, которые можно исследовать с помощью наблюдений и экспериментов. Если нет возможности найти доказательства против теории, это плохо для науки в целом, утверждает научный журналист Джон Хорган в своем блоге для Scientific American .

Бесконечное пространство, бесконечные вселенные?

Млечный Путь, показанный здесь с Земли, — всего лишь одна из сотен миллиардов, а может быть, и триллионов галактик во Вселенной. Каждая галактика состоит из миллиардов или триллионов звезд, у каждой из которых могут быть планеты. Может ли кто-нибудь из них быть таким же, как наш? (Изображение предоставлено Weerakarn Satitniramai через Getty Images)

(открывается в новой вкладке)

Некоторые физики верят в более плоскую версию множественных вселенных. То есть, если вселенная, в которой мы живем, существует вечно, существует не так уж много способов, которыми строительные блоки материи могут упорядочиваться по мере их сборки в бесконечном пространстве. В конце концов, любое конечное число типов частиц должно повторять определенное расположение. Гипотетически в достаточно большом пространстве эти частицы должны повторять расположение целых солнечных систем и галактик.

Итак, вся ваша жизнь может повториться в другом месте во вселенной, вплоть до того, что вы съели вчера на завтрак. По крайней мере, это теория.

Но если Вселенная началась в конечной точке, как соглашается почти каждый физик, альтернативной версии вас, скорее всего, не существует, согласно статье астрофизика Итана Сигела 2015 года на Medium .

По словам Зигеля, «количество возможных исходов от частиц в любой Вселенной, взаимодействующих друг с другом, стремится к бесконечности быстрее, чем количество возможных Вселенных увеличивается из-за инфляции».

«Что это значит для вас?» — написал Сигель. «Это означает, что вы должны сделать эту Вселенную значимой».

Вселенная в зеркальном отражении

Некоторые исследователи предполагают, что на противоположной стороне временной шкалы Большого Взрыва, уходящей назад во времени, когда-то существовала вселенная, которая была точным зеркальным отражением нашей собственной. Вот художественная иллюстрация истории Вселенной, представленная WMAP (микроволновым зондом анизотропии Уилкинсона), который потратил девять лет на создание карт всего неба космического микроволнового фона. WMAP изучил свет, выпущенный примерно через 375 000 лет после Большого взрыва, до того, как сформировались звезды и галактики. (Изображение предоставлено НАСА / научной группой WMAP)

В относительно недавнем дополнении к пантеону теорий мультивселенной исследователи из Института теоретической физики Периметра в Ватерлоо, Онтарио, предположили, что Вселенная началась в результате Большого взрыва — и на противоположной стороне временной шкалы Большого взрыва, уходящей назад во времени, когда-то существовала вселенная, которая была точным зеркальным отражением нашей собственной.

«Вместо того, чтобы говорить, что до взрыва существовала другая Вселенная, мы говорим, что вселенная до взрыва на самом деле в некотором смысле является образом Вселенной после взрыва», — Нил Турок, исследователь Института периметра, сообщил дочерний сайт Space.com Live Science (открывается в новой вкладке).

Это означает, что все — протоны, электроны, даже такие действия, как разбивание яйца — будут изменены на противоположные. Антипротоны и положительно заряженные электроны будут составлять атомы, а яйца будут раскалываться и возвращаться внутрь цыплят. В конце концов, эта вселенная сожмется, предположительно, до сингулярности, прежде чем расширится до нашей собственной вселенной.

С другой стороны, обе вселенные были созданы в результате Большого взрыва и одновременно взорвались назад и вперед во времени.

Мультивселенная: Аргументы за и против

Аргументы в пользу теории мультивселенной

Космическая инфляция

Наша Вселенная росла экспоненциально в первые моменты своего существования, но было ли это расширение однородным? Если нет, то это предполагает, что разные регионы космоса росли с разной скоростью и могут быть изолированы друг от друга.

Математические константы 

Почему законы Вселенной так точны? Некоторые предполагают, что это произошло случайно — мы — единственная вселенная из многих, которая случайно получила правильные числа.

Наблюдаемая Вселенная

Что находится за краем наблюдаемого пространства вокруг нас? Никто не знает наверняка, и до тех пор, пока мы этого не узнаем (а это может быть никогда), мысль о том, что наша Вселенная простирается на неопределенный срок, интересна.

Аргументы против теории мультивселенной

Опровержимость 

У нас нет возможности проверить теории мультивселенной. Мы никогда не заглянем за пределы наблюдаемой Вселенной, поэтому, если нет способа опровергнуть теории, стоит ли им вообще верить?

Бритва Оккама 

Иногда самые простые идеи оказываются самыми лучшими. Некоторые физики утверждают, что нам вообще не нужна теория мультивселенной. Никаких парадоксов это не решает, а только усложняет.

Нет доказательств

Мы не можем не только не опровергнуть никакую теорию мультивселенной, но и не можем ее доказать. В настоящее время у нас нет доказательств существования мультивселенных, и все, что мы можем видеть, предполагает, что существует только одна вселенная — наша собственная.

Параллельные вселенные в художественной литературе

Главный герой марвеловского «Доктора Стрэнджа» (2016) может прыгать в разные измерения. (Изображение предоставлено Marvel.com)

Бесчисленные произведения мифов и художественной литературы основаны на идеях параллельных вселенных и мультивселенной. Перекрывающиеся миры появляются в скандинавской мифологии, а также в буддийской и индуистской космологии. Идея соприкосновения нескольких вселенных появилась в печати еще в новелле Эдвина А. Эбботта «Флатландия: многомерный роман» (Seeley & Co., 1884), и ее до сих пор можно увидеть в недавних фильмах, таких как фильм 2016 года. Фильм Марвел «Доктор Стрэндж». Целый жанр японских графических романов, называемый исекай, имеет дело с персонажами, переносимыми в параллельные миры, как описано в Нью-Йоркской публичной библиотеке .

Почти каждый сериал «Звездный путь» включает в себя ту или иную форму зеркальной вселенной, а фильм-перезагрузка 2009 года с Крисом Пайном и Закари Куинто в главных ролях перенес последующие фильмы «Звездного пути» в совершенно новую временную шкалу, явно ответвляющуюся от оригинальной серии.

И комиксы, и соответствующие им фильмы глубоко погружаются в идею параллельных миров. Сюжетные линии недавних комиксов Marvel (как в фильмах, так и в печати), арка DC Flashpoint и «Into the Spider-Verse» 2018 года — все они исследуют несколько вселенных и пересечения между ними.

Это неполный список некоторых проявлений мультивселенных, вселенных с разделенной временной шкалой и параллельных вселенных в художественной литературе:

Фильмы

• Через вселенные (2018)
• Терминатор: Генезис (2015)
• Финес и Ферб Фильм: Через второе измерение (2011)
• Звездный путь (2009)
• Донни Дарко (2001)
• Беги, Лола, беги (1998)
• Раздвижные двери (1998)
• Назад в будущее, (19 1-5, (19 1-5) 1989 г. , 1990) 
• Приключения Бакару Банзая в восьмом измерении (1984)

Телевидение

• Звездный путь: Дискавери, несколько серий 
• Звездный путь: Энтерпрайз, несколько серий 

9014 Звездный путь: Энтерпрайз, несколько серий 

9014 эпизоды

• Звездный путь: Следующее поколение, «Параллели» (Эпизод 11, Сезон 7) (1993)
• Звездный путь: Оригинальный сериал, «Зеркало, Зеркало» (Эпизод 4, Сезон 2) (1967)
• Доктор Кто, несколько серий  
• Слайдеры, вся серия
• Сообщество, «Remedial Chaos Theory» (Эпизод 4, Сезон 3) (2011)
• Рик и Морти, несколько серий
• Футурама, несколько серий
• Эврика, несколько серий

2 , несколько эпизодов

Печать

• Серия «Хроники Нарнии» (Джеффри Блес, 1950-56) К. С. Льюиса
• Серия «Его темные начала» (Scholastic, 1995-2000) Филиппа Пуллмана
• Серия «Плоский мир» (HarperCollins, 1983–2015) Терри Пратчетта
• «Люди как боги» (Макмиллан, 1923) Герберта Уэллса
• Серия «Темная башня» (Дональд М. Грант, 1982–2012) Stephen King

Video games

• BioShock Infinite, 2013
• Kingdom Hearts, 2002-2020
• Chrono Cross, 1999
• Half-Life, 1998-2020
• Metroid Prime 2: Echoes, 2004
• Zero Escape , 2009-2016

Эта статья была частично адаптирована из предыдущей работы автора Space.com Элизабет Хауэлл.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Вики Стейн — научный писатель из Калифорнии. Она имеет степень бакалавра экологии и эволюционной биологии Дартмутского колледжа и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз (2018 г.). После этого она работала помощником по новостям в PBS NewsHour, а теперь работает внештатным сотрудником, освещая все, от астероидов до зебр.