Параллельные миры. Что говорит наука
Несколько вариантов Вселенной
В 2015 году астрофизик Ранга-Рам Чари сделал заявление, что получил интересные данные. Они могут свидетельствовать о существование других Вселенных. Его работа была основана на анализе карты космического фонового излучения (CMB), созданной в планетарной космической обсерватории. Она принадлежит Европейскому космическому агентству. То, что обнаружил Чари, представляло собой таинственное светящееся пятно. Оно могло быть «синяком», вызванным столкновением нашей Вселенной и ее альтернативным вариантом.
Большинство ученых отвергают эту идею как «научную фантастику». Но некоторые из них считают, что наша Вселенная состоит из 7, 11 или более измерений. И допускают существование бесчисленных параллельных миров.
Существуют ли параллельные вселенные?
Некоторые ученые утверждают, что параллельных вселенных может быть бесконечно много. Если это правда, то каждая из них индивидуальна, или они являются зеркальным отображением нашей Вселенной? Существует ли кто-то другой, или, может быть существуют тысячи копий одного и того же человека? Какие эти люди? Они веселятся? Они богаты? Или они красивы? И может у них есть деньги, которые они могут мне одолжить?
Возможно, в некоторых Вселенных мы с вами не существуем. Возможно, в одной параллельной вселенной динозавры никогда не вымерли. В другой, возможно, Гитлер выиграл войну. В других, Никсон никогда не был избран президентом. И НАСА было разрешено идти вперед со своими планами по созданию базы на Луне и колонизации Марса.
Альтернативные реальности
могут также охватывать время. Время и скорость света замедляются в одном мире и ускоряются в другом. Или, например, в других мирах время бежит назад. И все бесконечные варианты будущего уже заняты. Одна реальность — это «вы» в будущем. А другой «вы» — через минуты, или дни, недели, месяцы, годы в будущем, живущие вашей жизнью, которая для вас еще впереди.
Ученые, изучающие такие вещи, предполагают, что копия вас может жить одинаковой с вашей жизнью. Или же совершенно другой. Тот, кто читает эту статью, может быть физиком-ядерщиком. Но в другой реальностью мог стать пианистом. Какой фактор или факторы отвечают за такие изменения или, наоборот, сходство? Если другой Вы имеете все те же восприятия, опыт и навыки, что и настоящий, то кажется логичным, что другой вы делали бы тоже самое. Любая дивергенция будет опираться на небольшие изменения в физическом теле, восприятии или опыте этого близнеца.
Возможности здесь бесконечны. Одна Вселенная может быть размером с атом, другая находиться на орбите вокруг атома или молекулы. Она может вмещать сотни, тысячи, миллионы, миллиарды субатомных галактик с одинаковыми свойствами. Причем наша собственная Вселенная является относительно такой атомной конструкцией бесконечно большой суперструктурой.
Пузырьковые вселенные и квантовая пена
Квантовая теория предсказывает, что на субатомном уровне космос — это безумие субатомной активности с участием частиц и волн. И то, что мы осознаем как реальность, является лишь пятнами на лице этого квантового континуума.
Квантовая механика предполагает, что в мире субатомных частиц все вероятности происходят в разных местах одновременно. Хотите быть в двух местах сразу? Квантовая механика говорит, что это возможно.
Начало существования можно представить как бурлящее кипение потенциального вселенского пузыря, появившегося в квантовой пене континуума. Когда появляется квантовый пузырь, он может расти и расширяться, становясь расширяющейся звездной Вселенной. Возможно, в море квантовой пены может появиться бесконечное количество расширяющихся пузырьковых Вселенных.
Теория Вселенского пузыря основана на концепции космической инфляции, предложенной Аланом Гутом, Александром Виленкиным и другими. Вселенная, в которой мы живем, — это всего лишь один пузырь среди бесчисленных пузырьков, всплывающих из квантовой пены, являющихся основой для всего существующего.
В обширном море квантового пространства могут быть бесчисленные пузыри. Но не все они будут существовать по тем же правилам и при той же физике, которая управляет нашим миром.
11 измерений
Некоторые из этих миров могут быть четырехмерными, как наш. В то время как другие могут свернуться в семь, одиннадцать или более измерений. В одной пузырьковой Вселенной вы сможете лететь во всех направлениях без ограничений. Тогда как в нашей физике законы Ньютона и Эйнштейна такие ограничения описывают.
Вселенные пузырей, которые расположены близко друг к другу, могут даже склеиваться. Хотя бы временно, создавая отверстия и трещины во внешней мембране. Если они соединятся вместе, то, возможно, некоторые из физических материалов из одного пузыря могут быть перенесены в другой. Теперь вы знаете, откуда возник странный материал, растущий внутри холодильника. Он из другого измерения.
Ученые Пол Стейнхардт и Нейл Турок предполагают, что не было никакого Большого Взрыва. Скорее мы возникли в бесконечном цикле космических столкновений. Возможно, связанных с чередующимися пузырьковыми Вселенными. Тем самым объясняется открытие исследователя Ранга-Рама Чари в 2015 году — наша Вселенная могла столкнуться с другой Вселенной. Было ли это столкновение мягким, неизвестно. Но на основании анализа космического фона он обнаружил таинственные светящиеся пятна. Они могут быть «синяком», возникающим в результате столкновения с параллельной Вселенной.
Множество миров Эверетта
Как утверждал физик — теоретик Хью Эверетт, универсальная волновая функция является «фундаментальной сущностью, подчиняющейся во все времена детерминированным волновым уравнением» (Эверетт, 1956). Таким образом, волновая функция вещественна и не зависит от наблюдателя или других ментальных постулатов (Эверетт, 1957), хотя она по-прежнему подвержена квантовому запутыванию.
В формулировке Эверетта измерительное устройство (MA) и системы объектов (OS) образуют составную систему. До момента измерения она существует в четко определенных (но зависящих от времени) состояниях. Измерение считается причиной взаимодействия MA и OS. После того, как OS взаимодействует с MA, уже невозможно описать любую систему как независимое состояние. Согласно Эверетту (1956, 1957), единственными значимыми описаниями каждой системы являются относительные состояния. Например, относительное состояние OS при условии состояния МА или относительное состояние МА при условии состояния OS. Как утверждал Хью Эверетт, то, что видит наблюдатель, и текущее состояние объекта, связно самим актом измерения или наблюдения; они запутались.
Однако Эверетт рассуждал, что, поскольку волновая функция, по-видимому, изменилась в тот момент, когда она наблюдалась, тогда нет необходимости фактически предполагать, что она изменилась. По словам Эверетта, крах функции волны является избыточным. Таким образом, нет необходимости включать коллапс волновой функции в квантовой механике. И он удалил ее из своей теории, сохраняя волновую функцию, которая включает в себя волну вероятности.
Согласно Эверетту (1956), «обрушившееся» состояние объекта и связанный с ним наблюдатель, который наблюдал один и тот же исход, были скоррелированы актом измерения или наблюдения. То есть то, что воспринимает наблюдатель, и состояние объекта запутывается.
Однако вместо коллапса волновой функции выбор сделан из множества возможных вариантов. Так что среди всех возможных вероятных результатов результат становится реальностью.
Для каждого свой мир
Эверетт утверждал, что экспериментальный аппарат следует рассматривать квантовомеханически. В сочетании с волновой функцией и вероятной природой реальности это привело к интерпретации «множества миров» (Dewitt, 1971). Объект измерения и измерительный аппарат/наблюдатель находятся в двух разных состояниях, то есть в разных «мирах».
Когда производится измерение (наблюдение), мир разворачивается в отдельный мир для каждого возможного результата в зависимости от их вероятности. Все вероятные результаты существуют независимо от того, насколько это вероятно или маловероятно. И каждый результат представляют собой отдельный «мир». В каждом мире измерительная аппаратура указывает, какой из результатов получился, и какой вероятный мир становится реальностью для этого наблюдателя (Dewitt, 1971; Everett, 1956, 1957).
Поэтому предсказания основаны на расчетах вероятности того, что наблюдатель окажется в том или ином мире. Как только наблюдатель входит в другой мир, он не знает о других мирах, которые существуют параллельно. Более того, если он изменит миры, он больше не будет знать, что существует другой мир (Эверетт, 1956, 1957): все наблюдения становятся последовательными и включают даже память о прошлом, существовавшем в другом мире.
Интерпретация «многих миров»
(сформулированная Брайсом Девиттом и Хью Эвереттом), отвергает коллапс волновой функции. Вместо этого она охватывает универсальную волновую функцию. Она представляет собой общую объективную реальность, состоящую из всех возможных вариантов будущего. Все из них являются реальными, и существуют как альтернативные реалии в нескольких Вселенных. То, что разделяет эти множественные миры, — квантовая декогеренция.
Настоящее, будущее и прошлое рассматриваются как имеющие несколько ветвей. Как бесконечное множество дорог, ведущих к бесконечным исходам. Таким образом, мир является как детерминированным, так и недетерминированным (это представлено хаосом или случайным радиоактивным распадом). И существует бесчисленное множество вариантов будущего и прошлого.
Как это описано у Брайса Девитта (1973; Dewitt, 1971): «Эта реальность, совместно описываемая динамическими переменными и вектором состояния, не является реальностью, о которой мы обычно думаем. Она является реальностью, состоящей из многих миров. В силу временного развития динамических переменных вектор состояния естественным образом распадается на ортогональные векторы, отражающие непрерывное расщепление Вселенной на множество взаимно ненаблюдаемых, но одинаково реальных миров, в каждом из которых каждое измерение дало определенный результат, и в большинстве из них соблюдаются известные статистические квантовые законы».
Девитт говорит о многомировой интерпретации работы Эверетта. Он утверждает, что в объединенной системе наблюдателя-объекта может наблюдаться раскол. Это наблюдение, вызывающее расщепление. И каждый раскол соответствует различным или множественным возможным результатам наблюдения. Каждый раскол — отдельная ветка или путь. «Мир» относится к одной ветви и включает в себя полную историю измерений наблюдателя относительно той единственной ветви, которая является миром для себя. Однако каждое наблюдение и взаимодействие могут вызывать расщепление или разветвление таким образом, что объединенная волновая функция наблюдателя-объекта изменяется на две или более невзаимодействующих ветвей, которые могут расщепляться на многие «миры», в зависимости от того, какие из них более вероятны. Расщепление миров может продолжаться бесконечно.
Поскольку существует бесчисленное количество наблюдаемых событий,
постоянно происходящих, существует огромное количество одновременно существующих состояний или миров. Все из них существуют параллельно, но которые могут запутаться. И это означает, что они не могут быть независимыми друг от друга и относиться друг к другу. Это понятие имеет основополагающее значение для концепции квантовых вычислений.
Аналогичным образом, в формулировке Эверетта эти ветви не являются полностью разделенными. Они подвержены квантовой интерференции и запутыванию. Так что они могут сливаться, а не разделяться друг от друга, тем самым создавая одну реальность. Но если они расщепляются, создается несколько миров. Это приводит к вопросу: что, если существует что-либо, что отделяет эти вселенные друг от друга? Может быть темная материя?
Многопользовательская математика
«Математика — это инструмент, с помощью которого вы можете описать любое событие таким образом, что оно полностью не будет зависеть от человеческого восприятия. Я действительно верю, что существует такая вселенная, которая может существовать независимо от меня. И она будет продолжать существовать, даже если бы не было людей вообще», — заявляет Макс Тегмарк, профессор физики Массачусетского технологического института.
Утверждается, что теория математической мультиверсии является наиболее объективной перспективой множественных вселенных. Сторонники математических вселенных утверждают, что математика не является символом физической реальности. Она лишь суммирует существующую реальность. Цифры не являются отдельным языком, который описывает реальные физические вещи. Цифры — это и есть вещь.
Математическая вселенная основана на двух факторах. Во-первых, физический мир является математической структурой. Во-вторых, все математические структуры существуют где-то еще. Мы с вами и кошкой являемся символами математической структуры. Математическая мультиверсия требует, чтобы мы отбросили идею субъективной реальности. Реальность не основана на нашем восприятии ее, и мы не «создаем нашу собственную реальность» — по крайней мере, согласно этой точке зрения. Существует реальность, независимая от нашего восприятия. И то, как мы воспринимаем и передаем эту реальность, — это всего лишь мелкое человеческое приближение конечной математической истины.
Из этой теории мы получаем выводы, что наша Вселенная является просто компьютерным симулятором.
Могут ли параллельные миры отвечать за «потерянную» массу нашей Вселенной?
Большая часть материи в нашей Вселенной, похоже, пропала без вести. Космологи, астрофизики и астрономы не могут его найти. Например, на основе данных, собранных космическим аппаратом Европейского космического агентства «Планк», было заявлено, что мы видим только 4,9% Вселенной. Еще 68,3% составляют темные силы и чистая энергия, а остальные — 26,8%, отведены для темной материи. Даже сверхточное 15-месячное исследование космоса космическим аппаратом Европейского космического агентства «Планк» могло обнаружить только менее 5% от общего числа. Итак, где вся эта масса?
Возможно, недостающее вещество надежно хранится в параллельной Вселенной…
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