Параллельные вселенные — красивая теория или реальность?
В 1954 году молодой кандидат в докторантуру Принстонского университета по имени Хью Эверетт III придумал радикальную идею: что если существуют параллельные вселенные, подобные нашей. Все эти вселенные связаны с нашей и наша Вселенная отделяется от других. Внутри этих параллельных вселенных наши войны имели разные результаты, чем те, которые мы знаем. Виды, которые вымерли в нашей вселенной, эволюционировали и адаптировались в других. В других вселенных мы, люди, могли исчезнуть.
Эта мысль пугает разум, и все же она по-прежнему понятна. Понятия параллельных вселенных, которые напоминают наши собственные, появились в произведениях научной фантастики и использовались в качестве объяснений для метафизики. Но почему молодой потенциальный физик, возможно, рискует своей будущей карьерой, создав теорию о параллельных вселенных?
Теорией множественности миров Эверетт пытался ответить на довольно липкий вопрос, связанный с квантовой физикой: почему квантовая материя ведет себя беспорядочно? Квантовый уровень — это самая молодая наука, изучающая самый крохотный уровень организации материи, обнаруженный до сих пор. Изучение квантовой физики началось в 1900 году, когда физик Макс Планк впервые представил концепцию в научный мир. Изучение излучения Планком привело к некоторым необычным выводам, которые противоречили классическим физическим законам. Эти данные свидетельствуют о том, что во Вселенной действуют другие законы, действующие на более глубоком уровне, чем тот, который мы знаем.
Принцип неопределенности Гейзенберга
Физики, изучающие квантовый уровень, заметили некоторые странные вещи в этом крошечном мире. Во-первых, частицы, которые существуют на этом уровне, имеют способность принимать разные формы произвольно. Например, ученые наблюдали фотоны — крошечные пакеты света, действующие как частицы и волны. Даже один фотон демонстрирует это изменение формы. Представьте, если бы вы выглядели и действовали как сплошной человек, когда друг взглянул на вас, но когда он снова оглянулся, вы бы приняли газообразную форму.
Это стало известно как принцип неопределенности Гейзенберга. Физик Вернер Гейзенберг предположил, что, наблюдая квантовую материю, мы влияем на поведение этого вещества. Таким образом, мы никогда не можем быть полностью уверены в природе квантового объекта или его параметров, таких как скорость и местоположение.
Эта идея поддерживается копенгагенской интерпретацией квантовой механики. По словам датского физика Нильса Бора, эта интерпретация говорит о том, что все квантовые частицы не существуют ни в одном состоянии, ни во всех возможных состояниях сразу. Сумма возможных состояний квантового объекта называется его волновой функцией. Состояние объекта, существующего во всех его возможных состояниях сразу, называется суперпозицией.
Согласно Бору, когда мы наблюдаем квантовый объект, мы влияем на его поведение. Наблюдение нарушает суперпозицию объекта и, по сути, заставляет объект выбирать одно состояние из его волновой функции. Эта теория объясняет, почему физики проводили противоположные измерения одного и того же квантового объекта: объект выбирал разные состояния при различных измерениях.
Интерпретация Бора была широко принята и по-прежнему учитывается большим количеством ученых квантового сообщества. Но в последнее время теория множественности миров Эверетта приобретает серьезное внимание.
Теория множественности миров
Молодой Хью Эверетт согласился с тем, что высказал очень уважаемый физик Нильс Бор о квантовом мире. Он согласился с идеей суперпозиции, а также с понятием волновых функций. Но Эверетт не согласился с Бором в одном жизненно важном отношении.
Для Эверетта измерение квантового объекта не приводит его к одному понятному состоянию. Вместо этого измерение квантового объекта приводит к фактическому расколу во Вселенной. Вселенная буквально дублируется, разбиваясь на одну вселенную для каждого возможного результата измерения. Например, говорят, что волновая функция объекта является как частицей, так и волной. Когда физик измеряет частицу, возможны два возможных результата: она будет либо измеряться как частица, либо как волна. Это различие делает теорию множественности миров Эверетта конкурентом копенгагенской интерпретации объяснения квантовой механики.
Когда физик измеряет объект, Вселенная делится на две отдельные вселенные, чтобы учесть каждый из возможных результатов. Итак, ученый в одной вселенной обнаруживает, что объект был измерен в волновой форме. Тот же ученый в другой вселенной измеряет объект как частицу. Это также объясняет, как одна частица может быть измерена более чем в одном состоянии.
Как бы удивительно это не звучало, интерпретация Эверетта имеет последствия вне квантового уровня. Если действие имеет более чем один возможный результат, то, если теория Эверетта верна, вселенная распадается, когда это действие будет предпринято. Это справедливо даже тогда, когда человек решает не предпринимать никаких действий.
Это означает, что если вы когда-либо оказались перед выбором, то во вселенной, параллельной нашей, вы сделали иной выбор. Это лишь одна из причин, по которой некоторые считают, что интерпретация множественности миров вызывает беспокойство.
Еще один тревожный аспект этой теории заключается в том, что это подрывает наше понятие времени как линейное. Представьте себе временную линию, показывающую историю второй мировой войны. Вместо прямой линии, показывающей заметные события, идущие вперед, временная линия, основанная на интерпретации множественности миров, покажет каждый возможный результат каждого предпринятого действия. Оттуда последует дальнейший хронологический анализ всех возможных результатов предпринятых действий.
Но человек не может знать о своих других личностях — или даже о его смерти, — которые существуют в параллельных вселенных. Итак, как мы можем узнать, правильна ли теория множественности миров? Уверенность в том, что теоретическая интерпретация возможна, возникла в конце 1990-х годов из мысленного эксперимента — воображаемого эксперимента, который теоретически доказывал или опровергал идею, называемую квантовым самоубийством.
Этот мысленный эксперимент возобновил интерес к теории Эверетта, которая на протяжении многих лет считалась мусором. Поскольку множественность миров оказалась возможной, физики и математики стремились исследовать последствия этой теории в глубине. Но интерпретация многих миров — не единственная теория, которая стремится объяснить вселенную. И это не единственное, что предполагает наличие вселенных параллельных нашей.
Параллельные Вселенные: струны и строки
Теория многих миров и копенгагенская интерпретация — не единственные конкуренты, пытающиеся объяснить базовый уровень Вселенной. На самом деле квантовая механика — это даже не единственное поле в физике, которое ищет такое объяснение. Теории, появившиеся после изучения субатомной физики, по-прежнему остаются теориями. Это привело к тому, что поле исследования было разделено во многом так же, как мир психологии. Теории имеют сторонников и критиков, а также психологические рамки, предложенные Карлом Юнгом, Альбертом Эллисом и Зигмундом Фрейдом.
Поскольку их наука была развита, физики занимаются обратным проектированием Вселенной — они изучили, что можно наблюдать, если двигаться все к меньшим уровням физического мира. Делая это, физики пытаются достичь конечного и самого базового уровня. Надеюсь, именно этот уровень послужит основой для понимания всего остального.
Следуя своей знаменитой теории относительности, Альберт Эйнштейн всю оставшуюся жизнь искал тот последний уровень, который отвечал бы на все физические вопросы. Физики ссылаются на эту фантомную теорию как на теорию всего. Квантовые физики считают, что они находятся на пути к поиску этой окончательной теории. Но другая область физики считает, что квантовый уровень не является наименьшим уровнем, поэтому он не может обеспечить теорию всего.
Источник
Параллельные миры в квантовой механике
В наши дни очень популярна теория, согласно которой существуют много параллельных миров, которые действуют друг на друга, в том числе на наш мир, на уровне квантовых частиц. С помощью этой теории представляется возможным дать объяснение тем чудесам, которые обнаруживаются в квантовой механике. Возможно, что будущее реально, только мы из нашего мира не можем его увидеть. У нас есть возможность только строить догадки по поводу происходящего в других мирах.
Смысл теории параллельных вселенных
Мысль о том, что существуют параллельные миры, появилась приблизительно в 1957 году. Согласно этой теории, в некоторых вселенных астероид, который убил динозавров, миновал Землю. Многомировая интерпретация квантовой механики была создана Хью Эвереттом. Если верить этой теории, во Вселенной все время рождаются другие миры, и в них живут иные версии нас самих.
Квантовые физики с помощью этой теории объясняют недочет копенгагенской интерпретации, которая говорит о том, что явление, за которым никто не наблюдает, может иметь сразу два состояния. Получается, что кот Шредингера в одном мире остался живым, а в другом – умер.
Даже через шестьдесят лет после своего появления эта интерпретация по-прежнему считается спорной. Но эту теорию поддерживают очень значимые ученые, такие, как Дэвид Дойч, который пишет на эту тему научно-популярную литературу. В любом случае, о последствиях данной теории думать очень интересно.
Для космологов кажется бесспорным, что наш мир является единственным. Но все сильнее люди начинают верить в возможность существования параллельных миров. Главное утверждение данной интерпретации – то, что существует в этом мире, включает в себя квантовую композицию, состоящую из множества миров. Таких альтернативных вселенных необычайно много.
Многомировая интерпретация разрушает понятие о нашей личности. Жизнь воспринимается всеми как единое, непрерывное действие, но на самом деле мы являемся растущей по экспоненте совокупностью событий, разветвляющихся в каждый следующий момент. Вот и приходится жить с учетом того, что вместо личности существует только дробная часть. С одной стороны, нельзя пережить множественный опыт, вследствие чего человек воспринимает себя единым. С другой стороны, ему приходится смириться с тем, что жизнь не такова, какой она кажется.
Версии одного человека
Возможно, что таких версий у каждого человека бесконечное множество, и одна версия ничего не знает о другой. Поэтому путей развития у личности очень много. «Целый набор» человека является массивной системой корней, разрастающихся по экспоненте и дающих другую жизнь.
Так как эта теория говорит об изменчивости и вероятностях, следующий экземпляр одного человека отличается от предыдущих и может наблюдать только тот мир, в котором события из жизни имеют другой исход. Поэтому в каких-то мирах герой может быть преступником, долгожитель может быть рано умершим и т. п., причем эти возможности ограничены лишь физическими законами.
Вопрос свободы воли
Казалось бы, нет смысла принимать самому решения, поскольку все возможные выборы произошли в других мирах. Но на самом деле, как говорит Майкл Клайв-Прайс, есть решения, которые происходят чаще, чем другие. То есть одна ветвь имеет собственный вес и меняет законы обычной статистики в квантовой науке.
Более того, этой теорией предопределен недетерминизм. На самом деле, человек или его иная версия могли прийти к иному решению. Выбор пути зависит от влияния событий в квантовом мире на все обычные предметы, среди которых размышления, происходящие в голове у отдельного субъекта.
1. Странные миры.
Так как миров очень много, наибольшая вероятность для каждого – попасть в наиболее рациональный мир. Например, в тот, где тысячу раз подброшенная монетка выпадала только решкой. Или где можно предугадать каждый из прогнозов спортивной игры. А человек без умений играть на фортепиано с первой попытки сыграет на нём музыку Рахманинова не хуже, чем маэстро. Хотя вероятность этого события бесконечно мала.
Пол Халперн утверждает, что версия отдельного человека должна существовать всю вечность, поскольку он должен наблюдать свой мир. Халперн говорит, что каждый субъект состоит из частиц, которые подчиняются квантовым правилам. Поскольку от человека бесконечно ответвляются копии вследствие раскола его сознания и тела, при квантовом переходе появится хоть какая-то альтернатива, например, смерти от рака. Возможно, что сознание живёт лишь в живых копиях, поэтому каждому предстоит пережить квантовый переход и остаться живым.
3. Могут ли миры быть связаны между собой?
РайнерПлага предлагал поставить эксперимент. Квантово-оптическое оборудование даст возможность отделить ион от его окружения. Можно измерить квант и в другой системе, что создаст параллельные миры. Ион сможет быть задействован в одном мире, а потом это возбуждение могло бы перейти в другую реальность. Тогда теория точно имела бы доказательства.
4. Самое интересное.
Всё, что будет, уже случалось, а то, что произошло, будет происходить всегда. Это наиболее интересный вывод, который можно сделать из данной теории..
Взаимодействие между мирами
Константин Томс говорит о возможности новой модели механики, в которой квантовые феномены появляются от взаимодействия параллельных вселенных, то есть, эти мир не являются полностью отдельными друг от друга. Мир может сойтись с миром. Есть небольшой круг последователей учёного Себенса, которые утверждают, что во всех мирах физические законы обычны, а странности, связанные с квантовой механикой, объясняются взаимодействием между отдельными мирами. Согласно Вайзману, в результате этого может происходить преодоление частицей энергетического барьера, который невозможен с позиции традиционной науки.
Конечно, эта теория ещё не доказана, но наука идёт семимильными шагами, и в будущем можно будет выяснить, насколько правдива теория параллельных вселенных. В любом случае, это очень богатая пища для размышлений. Хочется думать о том, что жизнь не ограничена только единичным путешествием во времени и что она вечно будет продолжаться в других вселенных.
Источник
Наш мир не единственный: теория параллельных вселенных
Юлия Стасишина 
1 сентября 2017 
0
Подписывайтесь на наш телеграм-канал. Мы публикуем там свежие новости и лучшие фотографии.
Как часто вы задумываетесь о том, как бы был устроен наш мир сегодня, если бы результат каких-то ключевых исторических событий был другим? Какой была бы наша планета, если бы динозавры, например, не вымерли? Каждое наше действие, решение автоматически становится частью прошлого. По сути дела, настоящего нет: все, что мы делаем в данную минуту, уже не изменить, оно записано в памяти Вселенной. Однако существует теория, согласно которой существует множество вселенных, где мы живем абсолютно другой жизнью: каждое наше действие связано с определенным выбором и, делая этот выбор на нашей Вселенной, в параллельной – «другой я» принимает противоположное решение. Насколько оправдана такая теория с научной точки зрения? Почему ученые прибегли к ней? Попробуем разобраться в нашей статье.
Многомировая концепция Вселенной
Впервые теорию о вероятном множестве миров упомянул американский физик Хью Эверетт. Он предложил свою разгадку одной из главных квантовых загадок физики. Перед тем как перейти непосредственно к теории Хью Эверетта, необходимо разобраться, что это за тайна квантовых частиц, которая не дает покоя физикам всего мира уже не один десяток лет.
Представим себе обычный электрон. Оказывается, в качестве квантового объекта он может находиться в двух местах одновременно. Это его свойство называют суперпозицией двух состояний. Но магия на этом не заканчивается. Как только мы захотим как-то конкретизировать местоположение электрона, например, попытаемся его сбить другим электроном, то из квантового он станет обычным. Как такое возможно: электрон был и в пункте А, и в пункте Б и вдруг в определенный момент перепрыгнул в Б?
Хью Эверетт предложил свою интерпретацию этой квантовой загадки. Согласно его многомировой теории, электрон так и продолжает существовать в двух состояниях одновременно. Все дело в самом наблюдателе: теперь он превращается в квантовый объект и разделяется на два состояния. В одном из них он видит электрон в пункте А, в другом – в Б. Существуют две параллельные реальности, и в какой из них окажется наблюдатель – неизвестно. Деление на реальности не ограничено числом два: их ветвление зависит лишь от вариации событий. Однако все эти реальности существуют независимо друг от друга. Мы, как наблюдатели, попадаем в одну, выйти из которой, как и переместиться в параллельную, невозможно.
Octavio Fossatti / Unsplash.com
Стоит сразу отметить, что многомировая концепция не предполагает наличия множества вселенных: она одна, просто многослойная, и каждый объект в ней может находиться в разных состояниях. Такую концепцию нельзя считать экспериментально подтвержденной теорией. Пока что это всего лишь математическое описание квантовой загадки.
Теорию Хью Эверетта поддерживают физик, профессор австралийского университета Гриффита Говард Уайзман, доктор Майкл Холл из Центра квантовой динамики университета Гриффита и доктор Дирк-Андре Деккерт из Университета Калифорнии. По их мнению, параллельные миры действительно есть и наделены разными характеристиками. Любые квантовые загадки и закономерности – это последствие «отталкивания» друг от друга миров-соседей. Возникают эти квантовые явления для того, чтобы каждый мир был не похож на другой.
Концепция параллельных вселенных и теория струн
Из школьных уроков мы хорошо помним, что в физике есть две главные теории: общая теория относительности и квантовая теория поля. Первая объясняет физические процессы в макромире, вторая – в микро. Если обе эти теории использовать на одном масштабе, они будут противоречить друг другу. Кажется логичным, что должна существовать некая общая теория, применимая к любым расстояниям и масштабам. В качестве таковой физики выдвинули теорию струн.
Дело в том, что на очень мелких масштабах возникают некие колебания, которые похожи на колебания от обычной струны. Эти струны заряжены энергией. «Струны» – это не струны в прямом смысле. Это абстракция, которая объясняет взаимодействие частиц, физические постоянные величины, их характеристики. В 1970-х годах, когда теория зародилась, ученые считали, что она станет универсальной для описания всего нашего мира. Однако оказалось, что эта теория работает только в 10-мерном пространстве (а мы живем в четырехмерном). Остальные шесть измерений пространства просто сворачиваются. Но, как оказалось, сворачиваются не простым способом.
Jason Blackeye / Unsplash.com
Как и в случае с многомировой концепцией, теорию струн достаточно трудно доказать экспериментально. Кроме того, математический аппарат теории настолько труден, что для каждой новой идеи математическое объяснение нужно искать буквально с нуля.
Гипотеза математической вселенной
Космолог, профессор Массачусетского технологического института Макс Тегмарк в 1998 году выдвинул свою «теорию всего» и назвал ее гипотезой математической вселенной. Он по-своему решил проблему существования большого количества физических законов. По его мнению, каждому набору этих законов, которые непротиворечивы с точки зрения математики, соответствует независимая вселенная. Универсальность теории в том, что с ее помощью можно объяснить все разнообразие физических законов и значения физических постоянных.
Тегмарк предложил все миры по его концепции разделить на четыре группы. К первой относятся миры, находящиеся за пределами нашего космического горизонта, так называемые внеметагалактические объекты. Во вторую группу входят миры с другими физическими константами, отличными от постоянных нашей Вселенной. В третью – миры, которые появляются в результате интерпретации законов квантовой механики. Четвертая группа – это некая совокупность всех вселенных, в которых проявляются те или иные математические структуры.
Как отмечает исследователь, наша Вселенная не единственная, так как пространство безгранично. Наш мир, где мы живем, ограничен пространством, свет из которого дошел до нас за 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. Узнать о других вселенных достоверно мы сможем еще минимум через миллиард лет, пока свет от них достигнет нас.
Стивен Хокинг: черные дыры – путь в другую вселенную
Стивен Хокинг также является сторонником теории множества вселенных. Один из самых известных ученых современности в 1988 году впервые представил свое эссе «Черные дыры и молодые вселенные». Исследователь предполагает, что черные дыры – это дорога к альтернативным мирам.
Благодаря Стивену Хокингу мы знаем, что черным дырам свойственно утрачивать энергию и испаряться, выпуская при этом излучение Хокинга, получившее имя самого исследователя. До того, как великий ученый сделал это открытие, научное сообщество полагало, что все, что каким-либо образом попадает в черную дыру, исчезает. Теория Хокинга опровергает это предположение. По мнению физика, гипотетически любая вещь, предмет, объект, попавший в черную дыру, вылетает из нее и попадает в иную вселенную. Однако такое путешествие является движением в один конец: обратно вернуться никак нельзя.
Параллельные вселенные и бритва Оккама
Как мы видим, с полной уверенностью доказать теорию множественных вселенных пока остается невозможным. Противники теории считают, что мы не имеем права говорить о бесконечном множестве вселенных хотя бы потому, что не можем объяснить постулаты квантовой механики. Такой подход идет вразрез с философским принципом Уильяма Оккама: «Не следует множить сущее без необходимости». Сторонники же теории заявляют: гораздо проще предположить существование множества вселенных, чем наличие одной идеальной.
Чья аргументация (сторонников или противников теории мультивселенной) убедительнее – решать вам. Кто знает, может, именно вам удастся отгадать квантовую загадку физики и предложить новую универсальную «теорию всего».
А если вас волнует устройство нашей Вселенной и привлекают тайны физики, советуем почитать нашу статью про гипотезу компьютерной симуляции.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник