Миры миров: как стать президентом в Мультивселенной

Роман Фишман
«Популярная механика» №10, 2020

Параллельные миры («Популярная механика» №10, 2020)

С легкой руки Владимира Высоцкого индуизм считается религией «удобной»: что бы ни случалось в этой жизни, ничто не пройдет даром, и в каком-нибудь из бесконечной череды перерождений наступит окончательное блаженство. Эти мистические представления находят необычное отражение в современной физике с ее гипотезами о существовании не одной, но бесконечного множества вселенных — неохватного Мультиверса, среди миров которого разворачиваются все мыслимые и немыслимые события. В некоторых из них вы — музыкант, полководец, миллиардер или даже президент.

В сближении науки с философией нет ничего уникального. Еще отцы-основатели квантовой механики сравнивали ее случайный характер с туманными концепциями даосизма, а уж эйнштейновские теории с их замедлением времени и искривлениями пространства вовсе напоминают темную магию. Тем не менее все эти эффекты надежно доказаны и постоянно применяются на практике — и хотя так же уверенно постучаться в двери параллельных миров нам вряд ли удастся, само их существование уже не вызывает больших сомнений.

Представления о Мультиверсе базируются на тех же проверенных законах квантовой механики и общей теории относительности, на важнейших космологических концепциях о происхождении и расширении Вселенной. Множественность миров естественным образом вытекает из современных представлений о нашем мире, единственно доступном наблюдению. Астрофизик из Массачусетского технологического института (MIT) Макс Тегмарк выделил несколько уровней Мультиверса в зависимости от того, как возникают новые миры — и насколько мы сами уверены в том, что они есть.

Миры 1-го уровня: соседние

Вероятность: точно

Наша Вселенная образовалась в ходе Большого взрыва около 13,8 млрд лет назад и в первые моменты переживала стремительную инфляцию, расширяясь быстрее скорости света. Поэтому сегодня самые далекие объекты, которые мы можем наблюдать, находятся на расстоянии порядка 41026 м. Это и есть примерный радиус нашего родного мира, за пределами которого начинаются другие, рожденные из того же инфляционного пузыря. По большому счету это отдельные фрагменты той же Вселенной, не связанные с нами причинно-следственными связями. Тем не менее в них действуют те же законы физики и все фундаментальные константы имеют те же значения, что и у нас.

Отличает их разве что конкретное расположение частиц: где-то существует Солнце и планета Земля, где-то их нет вовсе. Однако такой Мультиверс практически бесконечен, и рано или поздно мы неизбежно наткнемся на полную копию нашего мира, где случай все сложил ровно таким же способом, что и здесь. Макс Тегмарк даже подсчитал, что ваша точная копия должна находиться в пределах 10 в степени 1028 м, а точная копия всего объема нашей Вселенной — на расстоянии 10 в степени 10118 м. И конечно, ближе и многочисленнее должны быть миры, отличающиеся от нашего ненамного, — такие, где вы стали президентом, полководцем или художником.

Параллельные миры («Популярная механика» №10, 2020)

Миры 2-го уровня: альтернативные

Вероятность: наверняка

Современная хаотическая теория вечной инфляции говорит, что расширение нашего пузыря, наполненного мирами-соседями, стало результатом случайности и нет никаких причин считать его уникальным. В «первичном поле» должны постоянно происходить подобные возмущения, порождающие другие Большие взрывы и рост других вселенных. Возможно, такие очаги зарождения новых миров возникают и внутри нашего инфляционного пузыря, и даже внутри нашей Вселенной — например, в недрах черных дыр. Исход их развития совершенно случаен, и оно уже не ограничивается знакомой нам физикой: такие вселенные могут управляться совершенно другими константами и законами. В них может быть даже иное число измерений. Некоторые оказываются нестабильны и быстро схлопываются, другие существуют миллиарды лет и порождают следующие поколения вселенных.

Известный космолог Ли Смолин даже предложил применить к ним принцип естественного отбора, предполагая, что миры могут частично наследовать свои параметры от материнских вселенных, а время благоприятствует сохранению и «размножению» более стабильных вариантов. Именно особо подходящие «настройки» сделали наш мир не только долгоживущим, но и подходящим для жизни вообще. Однако расчеты показывают, что такая физика далеко не единственная, которая может обеспечить устойчивость и долгую инфляцию. Возможны и другие варианты, весьма непохожие на наш, — такие, где звезды неспособны существовать или где все атомы радиоактивны из-за других значений базовых констант, и о том, чтобы сделаться президентом не может быть и речи.

Миры 3-го уровня: квантовые

Вероятность: возможно

В отличие от первых двух типов этот Мультиверс возникает из принципов не столько космологии, сколько квантовой механики. Впервые он был описан еще в конце 1950-х, когда Хью Эверетт выдвинул свою многомировую интерпретацию вероятностной природы мира элементарных частиц. Вспомним, что на этом базовом уровне их поведение описывается не строгими значениями, а скорее облаком возможных состояний. Кот Шредингера не жив и не мертв, пока мы не проведем наблюдение. Принято говорить, что при этом «волновая функция кота» коллапсирует в одно определенное значение.

Но, по Эверетту, никакого коллапса не происходит, просто наша Вселенная разделяется на параллельные миры: в одном из них кот остается жив, в другом оказывается мертв. Такие коллапсы происходят повсеместно и постоянно, создавая бесконечное ветвление миров, исход событий в которых сложился чуть-чуть — или совершенно — иначе, чем у нас. Макс Тегмарк сравнивает их с Мультиверсом первого уровня: в этом квантовом многомирье также возможны ваши двойники-полководцы, миллиардеры и президенты.

Туманность Ориона («Популярная механика» №10, 2020)

Миры 4-го уровня: Философские

Вероятность: неизвестно

Эту гипотезу выдвинул сам Тегмарк и в отличие от предыдущих такой Мультиверс действительно можно назвать умозрительным. Его идея базируется на почти платоновских представлениях об объективном существовании математических форм. Возьмем, например, значение числа пи с точностью до квадриллиона квадриллионов квадриллионов знаков после запятой. Пока оно не вычислено с нужной точностью, но кто бы ни проделал нужные расчеты, цифра определенно будет одной и той же. Так же и соотношение сторон прямоугольного треугольника осталось бы прежним, даже если бы теорему открыл не Пифагор, а полководец или разумный динозавр. Получается, что математические формы некоторым образом объективно существуют, хотя и не находятся в определенной точке пространства-времени, как мы с вами.

То же и с фундаментальными законами природы: выражаясь в формулах, они похожи на математические формы больше, чем на вещи в обычном понимании. На самом базовом уровне наш мир является математической структурой, и если это так, то вполне возможны и другие. По мысли Тегмарка, любая непротиворечивая математическая структура является вселенной, а все их многообразие образует еще один Мультиверс. Математика, отвечающая нашей Вселенной, допускает существование в ней мыслящих наблюдателей — нас с вами. Скорее всего, она одна из самых простых структур такого типа, но возможны и другие, гораздо более сложные, со своими наблюдателями, совершенно непонятными нам.

Эксперт «ПМ»

Александр Панов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник НИИ ядерной физики им. Скобельцына (НИИЯФ) МГУ:

«Идея об объективном существовании математических форм, лежащая в основе концепции Мультиверса 4-го уровня, относится не столько к области философии, сколько к обычной науке, поскольку она фальсифицируема и приводит к проверяемым предсказаниям. Независимо от способа вычисления числа Пи результат будет один и тот же, потому что он существует до любых вычислений и независимо от них. Это проверяемое предсказание. А где начинаются такие предсказания — там кончается философия и начинается нормальная наука».


5
Показать комментарии (5)
Свернуть комментарии (5)

  • dro  | 07.11.2020 | 21:42 Ответить
    ++Наша Вселенная образовалась в ходе Большого взрыва около 13,8 млрд лет назад и в первые моменты переживала стремительную инфляцию, расширяясь быстрее скорости света.++
    делая заявления о сверхсветовом расширении, следовало бы дать ссылку.

    ++Поэтому сегодня самые далекие объекты, которые мы можем наблюдать, находятся на расстоянии порядка 4*10^26 м++
    не поэтому. спустя небольшое время после большого взрыва произошла рекомбинация электронов и протонов, и пространство стало прозрачным для света. до этого оно было заполнено плазмой и свет не мог в нем распространяться. поэтому, что было раньше (т.е. дальше от нас) мы не видим
    Ответить
    • auto_didact > dro | 08.11.2020 | 11:28 Ответить
      делая заявления о сверхсветовом расширении, следовало бы дать ссылку.
      Список литературы можно взять у Брайана Грина http://maxima-library.org/component/maxlib/b/251110?format=read

      Для дилетанта вроде меня инфляция наглядно представима как разворачивание четырех измерений из большого количества свернутых до планковских размеров. Для теоретиков суперструн достаточно пока десяти (или одиннадцати) измерений, большая часть из которых свернута и недоступна пока для нашего восприятия.

      Если удастся сконструировать установку, которая "увидит" высшие измерения, то для нее эти измерения также будут разворачиваться со сверхсветовой скоростью (я так себе представляю). Что произойдет при этом с установкой и ее окружением - тема для фантастической литературы. Возможно, это будет рождение новой Вселенной и/или конец нашей?
      Ответить
      • dro > auto_didact | 08.11.2020 | 16:53 Ответить
        ++Список литературы можно взять у Брайана Грина http://maxima-library.org/component/maxlib/b/251110?format=read ++
        не открывается ссылка, говорит, закон РФ не позволяет.
        если там просто список литературы, это не то, что надо. хотелось бы конкретно о сверхсветовом расширении. Причем, желательно, от Фишмана, т. к. это его работа
        Ответить
  • Pollinator  | 08.11.2020 | 08:45 Ответить
    Поправьте, пожалуйста, обозначения степеней.
    Ответить
  • niki  | 09.11.2020 | 12:00 Ответить
    Наука сближается с философией с той же скоростью что и с астрологией.
    Ответить
Написать комментарий

Избранное






Элементы

© 2005–2024 «Элементы»