Чому так важливо з`ясувати, чи існують паралельні всесвіти?

Відео: Факти переміщень в часі. Врата в паралельні світи

Існування паралельних всесвітів може здаватися якимось фантастичним питанням, яким впору задаватися лише письменників-фантастів і який не має відношення до сучасної теоретичної фізики. Але ідея того, що ми живемо у множинної всесвіту, що складається з паралельних всесвітів, довгий час вважалася науково обґрунтованої - хоча і дуже спірною. І все ж пошук способів перевірки цієї теорії, включаючи перегляд неба в пошуках місць зіткнень з іншими вселеними, йде повним ходом.

Важливо мати на увазі, що теорія множинних всесвітів не зовсім теорія, а скоріше наслідок нашого поточного розуміння теоретичної фізики. Це важлива різниця. Ми не можемо махнути рукою і сказати: «Гаразд, нехай буде Мультивсесвіт». Те, що наш Всесвіт може бути однією з безлічі інших, випливає з поточних теорій на кшталт квантової механіки і теорії струн.

многоміровая інтерпретація

Ви, можливо, чули про уявному експерименті з котом Шредінгера, моторошним тваринам, яке живе в закритій коробці. Акт відкриття коробки дозволяє нам дізнатися одну з можливих історій майбутнього нашого кота, включаючи і те, в якому він одночасно і живий, і мертвий. Причина того, що це здається неможливим, полягає в тому, що наша людська інтуїція просто не знайома з таким результатом.

Однак згідно дивними правилами квантової механіки, таке майбутнє цілком можливо. Причина того, що це може статися, полягає в величезному просторі можливостей в квантовій механіці. Математично квантово-механічний стан є сумою (суперпозицією) всіх можливих станів. У випадку з котом Шредінгера, кіт знаходиться в суперпозиції станів «живий» і «мертвий».

Але як нам привести все це у відповідність з нашим здоровим глуздом? Можна припускати, що з усіх цих станів «об`єктивно істинно» лише одне: яке ми спостерігаємо. Але можна припустити, що істинні всі можливості і що вони існують в різних всесвітів множинної всесвіту.

струнний пейзаж

Теорія струн - одне з наших найбільших (якщо не сама) багатообіцяючих напрямків, які можуть об`єднати квантову механіку і гравітацію. Це надзвичайно важко, оскільки гравітаційну силу складно описати на малих дистанціях, де функціонують атоми і субатомні частинки - в царстві квантової механіки.

Але теорія струн, яка стверджує, що всі фундаментальні частинки складаються з одновимірних струн, може описати всі відомі сили природи одночасно: гравітацію, електромагнетизм і ядерні взаємодії.




Проте, щоб теорія струн працювала математично, вона вимагає мінімум десять фізичних вимірювань. Оскільки ми можемо спостерігати тільки чотири виміри: висоту, ширину, глибину (просторові) і час (тимчасове), додаткові виміри теорії струн повинні бути якимось чином прихованими.

Щоб використовувати цю теорію для пояснення фізичних явищ, які ми знаємо, ці додаткові виміри повинні бути «компактифицированного», згорнувшись так, щоб їх і розглядати не можна було. Можливо, в кожній точці наших чотирьох великих вимірів існує шість додаткових нерозпізнаних вимірювань.

Проблема, або, як сказали б деякі, особливість, теорії струн в тому, що є багато способів зробити таку компактификацією - 10 ^ 500 можливостей. Кожна з таких компактификацією призводить ко всесвіту з іншими фізичними законами - з іншими масами електронів і гравітаційними постійними. Однак є й енергійні заперечення до методології компактификации, тому питання вважати вирішеним не можна.




З усього цього випливає питання: в якому з можливих струнних пейзажів ми живемо? Сама теорія струн не надає механізм для такого прогнозу, що робить її марною через неперевірюваність. На щастя, ідея нашого дослідження космології раннього Всесвіту перетворила цей баг в фичу.

рання Всесвіт

За часів самої ранньому Всесвіті, ще до Великого Вибуху, Всесвіт зазнала період прискореного розширення - інфляцію. Інфляція спочатку повинна була пояснити, чому температура нинішньої спостережуваному Всесвіті майже рівномірна.

Проте ця теорія також передбачила спектр коливання температур навколо цієї рівноваги, що пізніше підтвердили космічні апарати Cosmic Backgroung Explorer, Wilkinson Microwave Anisotropy Probe і PLANCK.

Хоча точні деталі цієї теорії досі гаряче обговорюються, інфляція добре прийнята фізиками. Проте наслідком цієї теорії є те, що повинні бути і інші частини Всесвіту, які до сих пір прискорюються.

Проте через квантових флуктуацій простору-часу деякі частини Всесвіту ніколи не досягнуть кінцевого стану інфляції. Це означає, що Всесвіт, по крайней мере відповідно до наших поточних розумінням, буде в стані вічної інфляції. Деякі її частини в кінцевому рахунку можуть стати іншими вселеними, ті, в свою чергу, іншими. Такий механізм виробляє нескінченне число всесвітів.

Якщо поєднати такий сценарій з теорією струн, є можливість, що кожна з цих всесвітів володіє різною компактификацією додаткових вимірів, а значить і різними фізичними законами.

Перевірка теорії

Такі всесвіти, передбачені теорією струн і інфляції, які живуть в одному фізичному просторі (на відміну від багатьох квантово-механічних всесвітів, які живуть в математичному просторі), можуть накладатися або стикатися. Вони неминуче будуть стикатися, залишаючи можливі сигнатури в космічному небі, які ми можемо спробувати пошукати.

Точні деталі цих сигнатур залежать вже від конкретних моделей - від холодних до гарячих плям в космічному мікрохвильовому фоні до аномальних пустот в розподілі галактик. Проте, оскільки зіткнення з іншими вселеними повинні відбуватися в певному напрямку, очікується, що будь-які сигнатури будуть розривати однорідність нашої спостерігається всесвіту.

Ці сигнатури активно шукають вчені. Деякі вдивляються в відбитки космічного мікрохвильового фону, післясвітіння Великого Вибуху. Проте подібних сигнатур поки не знайшли. Інші шукають непряме підтвердження у вигляді гравітаційних хвиль, мерехтіння в тканини простору-часу, яка з`являється при проходженні крізь неї масивних об`єктів. Такі хвилі можуть безпосередньо підтвердити існування інфляції, що ще більше зміцнить теорію множинних всесвітів.

Чи зможемо ми довести їх існування чи ні, поки невідомо. Але з огляду на грандіозні наслідки такого докази, пошук, безумовно, варто продовжувати.

# Sci @ vkwhy Джерело: lt;