Закройте глаза и позвольте своему воображению вывести вас за пределы знакомого вам мира. Представьте, что вы плывете не в одной вселенной, а во множестве параллельных реальностей, каждая со своими бесконечными вариациями, каждая со своей версией, которая делала разные выборы, прожила альтернативные жизни. Мультивселенная, как в кино. И все же это не фильм: это необычное и тревожное видение возникает спонтанно. из самых передовых теорий современной физики, С 'многомировая интерпретация квантовой механики, чтобыкосмическая инфляция.
Концепция мультивселенной одновременно очаровывает и пугает нас, заставляя подвергать сомнению все, что, как мы думали, мы знали о природе реальности. Давайте поговорим об этом вместе, потому что, независимо от того, принимаем мы это или нет, эта идея меняет наше восприятие космоса и нашего места в нем и станет частью будущего науки.
Квантовая мультивселенная: много миров, много возможностей
Представьте себе, что вы наблюдаете за субатомной частицей, такой как электрон. Согласно квантовой механике, эта частица ведет себя странно: вместо того, чтобы находиться в одном четко определенном состоянии, она, кажется, существует в суперпозиции возможных состояний, как если бы она находилась в нескольких местах одновременно или имела несколько энергий одновременно. время. Это как если бы электрон находился в своего рода «квантовом подвешенном состоянии», в котором сосуществуют все возможности.
Однако в тот момент, когда мы проводим измерение, чтобы узнать, где находится электрон или сколько у него энергии, происходит нечто удивительное: это множество возможностей мгновенно сводится к одному определенному состоянию. Это как если бы наше наблюдение заставило электрон «выбрать» одну из многих возможностей, в которых он оказался.
Но как насчет других возможностей? Исчезают ли они в воздухе или каким-то образом материализуются?
Многомировая интерпретация квантовой механики, предложенной физиком Хью Эверетт III в 1957 году, предлагает интересный ответ. Который? Все возможные результаты измерений происходят в параллельной вселенной. Другими словами, в тот момент, когда мы наблюдаем электрон, Вселенная «разделяется» на несколько версий. Каждое соответствует одному из возможных состояний, в которых может находиться электрон. В каждой из этих параллельных вселенных существует версия нас самих, которая наблюдала электрон в другом состоянии. Эта идея может показаться странной и нелогичной, но она естественным образом вытекает из уравнений квантовой механики. Оно предлагает нам новый и удивительный взгляд на природу реальности, предполагая, что то, что мы воспринимаем как «реальное», может быть лишь одной из многих возможностей в огромной мультивселенной параллельных реальностей.
Космическая инфляция и «пузыри» вселенных
Идея мультивселенной, как уже говорилось, не ограничивается только микроскопическим миром субатомных частиц. Даже в чрезвычайно больших масштабах, на космическом уровне, существуют теории, предполагающие существование множественных вселенных. Одним из них является теория космической инфляции.
Согласно этой теории, в самые первые мгновения после Большого взрыва наша Вселенная пережила фазу чрезвычайно быстрого и бурного расширения. В этот период инфляции Вселенная расширялась экспоненциально, становясь в миллиарды раз больше за долю секунды.
Самый интересный аспект этой теории? Квантовые флуктуации, то есть крошечные изменения энергии и плотности пространства-времени, могли возникнуть во время инфляции. Эти колебания могли привести к множественные «пузыри» пространства-времени, каждая из которых, возможно, превратилась в собственную вселенную со своими физическими законами и фундаментальными константами.
Другими словами, инфляция могла бы породить множество параллельных вселенных, из которых наша была бы лишь одной из многих. Эти вселенные могут совершенно отличаться от нашей, с другими физическими законами и свойствами. И они могут содержать неизвестные нам формы материи и энергии. Это одновременно захватывающий и сбивающий с толку образ, который заставляет нас переосмыслить свое место во Вселенной. Если теория инфляции верна, наша Вселенная может быть всего лишь маленьким островом в огромном архипелаге вселенных, фрагментом реальности в космической мультивселенной, бесконечно большей и сложной, чем мы можем себе представить.
Проблема «тонкой настройки» и необходимость мультивселенной
Многие учёные находят идею мультивселенной привлекательной по нескольким причинам, но одна из самых увлекательных касается того, как она называется. проблема «тонкой настройки».
Когда мы наблюдаем нашу Вселенную, мы замечаем, что физические законы и фундаментальные константы, которые ею управляют, кажутся идеально откалиброванными, чтобы обеспечить существование таких сложных структур, как галактики, звезды, планеты. Особенно жизнь.
Даже небольшие изменения в этих законах и константах сделали бы Вселенную совсем другой и, вероятно, непригодной для жизни. Например, если бы сила гравитации была немного слабее, звезды не образовались бы; если бы оно было немного сильнее, звезды горели бы слишком быстро и выгорали бы до того, как у жизни появился бы шанс развиться. Аналогично, если бы ядерное взаимодействие было немного слабее, атомы не могли бы связываться, образуя сложные молекулы; если бы он был сильнее, весь водород во Вселенной превратился бы в гелий в первые минуты после Большого взрыва, что сделало бы невозможным образование звезд и планет.
Кажется, что кто-то точно «отрегулировал» ручки физических законов, чтобы сделать наше существование возможным. Но почему наша Вселенная так идеально «настроена»?
Идея мультивселенной предлагает возможное объяснение: если существует бесчисленное множество вселенных, каждая со своими законами и физическими константами, неудивительно, что по крайней мере одна из них по чистой случайности обладает подходящими характеристиками для жизни. Мы могли бы представить мультивселенную как огромную совокупность вселенных, большинство из которых представляют собой бесплодные и негостеприимные пустыни. Но посреди этой необъятности есть вселенная – наша – выигравшая в космическую лотерею, с идеальными условиями для существования галактик, звезд, планет и живых существ.
Естественно, мы попадаем в эту «счастливую» вселенную: если бы было иначе, мы бы здесь не задавали себе этот вопрос!
Это рассуждение, хотя и увлекательно, не убеждает всех физиков. Некоторые считают это объяснение слишком спекулятивным или неэкономным. Однако он предлагает интригующий взгляд на одну из величайших загадок науки: почему наша Вселенная кажется созданной специально для нас? Не ищите у меня ответа, конечно.
Пределы науки и очарование неизведанного
Конечно, идея мультивселенной поднимает глубокие вопросы о природе науки. Поскольку, по крайней мере на данный момент, у нас нет возможности напрямую наблюдать эти параллельные вселенные, мы находимся в сфере предположений, какими бы увлекательными и математически обоснованными они ни были.
Некоторые ученые считают, что теория, которую нельзя проверить экспериментально, не является настоящей наукой, но другие отмечают, что многие из наших самых передовых теорий, от общей теории относительности до квантовой механики, имеют аспекты, ускользающие от прямой проверки. Возможно, предполагают они, нам нужно признать, что всегда будут существовать тайны, которые наука не может полностью раскрыть, и что задача теоретической физики состоит в том, чтобы зайти настолько далеко, насколько могут нас завести математика и воображение, даже ценой потери контакта с реальностью. эмпирический.
К новым границам возможного
В любом случае идея мультивселенной завораживает нас, потому что затрагивает глубокие струны нашей психики: желание исследовать неизведанное, представить себе альтернативные возможности, подвергнуть сомнению то, что мы считаем само собой разумеющимся. Будь то смелое теоретическое предположение или точное описание реальности, мультивселенная напоминает нам, что космос намного больше, страннее и удивительнее, чем мы можем себе представить.
Возможно, в каком-то отдаленном уголке этой бесконечной паутины вселенных существует версия меня, которая пишет вам совсем другие вещи. Может быть, понятнее читать, почему бы и нет?
В конце концов, как любил говорить великий физик Ричард Фейнман, «наше воображение напряжено до предела. Не так, как в художественной литературе, чтобы представить себе вещи, которых на самом деле не существует, а именно понять то, что существует».
