Взгляд на физику позади множества вселенных

Науки физики и астрофизики исследуют множество интересных идей о Вселенной. Одной из самых интригующих является концепция множественных вселенных. Это также называют «теорией параллельной вселенной». Это идея, что наша вселенная не единственная в существовании. Большинство людей слышали о возможности создания более чем одной вселенной из научно-фантастических рассказов и фильмов. Согласно современной физике, это далеко не воображаемая идея, и множество вселенных могут существовать. Однако одно дело разработать теорию об их существовании, а совсем другое - обнаружить их. Это то, с чем борется современная физика, используя в качестве данных наблюдения сигналов дальнего света от Большого взрыва.

Так же, как существует и может существовать наша вселенная со всеми ее звездами, галактиками, планетами и другими структурами. изученные физики подозревают, что другие вселенные, заполненные материей и пространством, существуют параллельно с наши. Они могут быть, а могут и не быть такими же, как наши. Скорее всего, это не так. Например, у них могут быть другие законы физики, чем у нас. Они не обязательно пересекаются с нашими, но могут столкнуться с ними. Некоторые теоретики заходят так далеко, что объясняют, что у каждого человека есть близнец или зеркало в других вселенных. Это одна из интерпретаций теории множественных вселенных, называемая подходом многих миров. Это говорит о том, что там много вселенных.

Есть другая интерпретация множественных вселенных, которая становится довольно сложной и является результатом квантовой физики, которая является физикой очень маленьких. Он имеет дело с взаимодействиями на уровне атомов и субатомных частиц (которые составляют атомы). По сути, квантовая физика говорит, что небольшие взаимодействия - называемые квантовыми взаимодействиями - происходят. Когда они это делают, они имеют далеко идущие последствия и создают бесконечные возможности с бесконечными выходами из этих взаимодействий.

В качестве примера представьте, что в нашей вселенной человек делает неправильный поворот на пути к встрече. Они пропускают встречу и теряют шанс поработать над новым проектом. Если бы они не пропустили очередь, они пошли бы на встречу и получили проект. Или они пропустили очередь, и встречу, но встретили кого-то еще, кто предложил им лучший проект. Есть бесконечные возможности, и каждая из них (если это произойдет) вызывает бесконечные последствия. В параллельных вселенных происходят ВСЕ эти действия, реакции и последствия, по одному на каждую вселенную.

Это подразумевает, что существуют параллельные вселенные, где все возможные результаты происходят одновременно. Тем не менее, мы наблюдаем только действие в нашей собственной вселенной. Все остальные действия мы не наблюдаем, но они происходят параллельно, в другом месте. Мы их не наблюдаем, но они случаются, по крайней мере, теоретически.

Аргумент в пользу множества вселенных включает в себя множество интересных мысленных экспериментов. Каждый углубляется в космологию (которая является изучением происхождения и эволюции вселенной) и что-то называется проблема тонкой настройки. Это говорит о том, что, когда мы начинаем понимать, как устроена наша вселенная, наше существование в ней становится все более нестабильным. Как физики изучили, как изменилась Вселенная с течением времени Большой взрывони подозревают, что если бы ранние условия вселенной были бы немного другими, наша вселенная могла бы эволюционировать, чтобы стать негостеприимной к жизни.

Фактически, если бы вселенная возникла самопроизвольно, физики ожидали бы, что она самопроизвольно разрушится или, возможно, расширится так быстро, что частицы никогда не будут взаимодействовать друг с другом. Британский физик сэр Мартин Риз много писал об этой идее в своей классической книге «Только шесть чисел: глубокие силы, которые формируют Вселенную».

Используя эту идею «тонко настроенных» свойств во вселенной, некоторые утверждают, что нужен создатель. Существование такого существа (для которого нет никаких доказательств) не объясняет свойств вселенной. Физики хотели бы понять эти свойства, не призывая божество любого рода.

Самым простым решением было бы просто сказать: «Ну, вот так». Однако это не совсем объяснение. Это просто замечательный счастливый случай, когда возникнет единственная вселенная, и у этой вселенной будут очень точные свойства, необходимые для развития жизни. Большинство физических свойств приведет к тому, что вселенная мгновенно разрушится. Или он продолжает существовать и распространяется в огромное море небытия. Это не просто попытка объяснить человеческое существо таким, каким мы существуем, но объяснить само существование вселенной любого рода.

Другая идея, которая хорошо согласуется с квантовой физикой, гласит, что действительно существует огромное количество вселенных с различными свойствами. В этом мультивселенной из вселенных, некоторые их подмножества (включая нашу собственную) будут содержать свойства, которые позволяют им существовать в течение относительно длительных периодов времени. Это означает, что подмножество (включая нашу собственную вселенную) будет обладать свойствами, которые позволяют им образовывать сложные химические вещества и, в конечном итоге, жизнь. Другие не будут. И это было бы хорошо, поскольку квантовая физика говорит нам, что все возможности могут существовать.

Теория струн (в котором говорится, что все различные фундаментальные частицы материи являются проявлениями базового объекта, называемого «струной») недавно начал поддерживать эту идею. Это потому, что существует огромное количество возможных решений теории струн. Другими словами, если теория струн верна, то есть еще много разных способов построения вселенной.

Теория струн представляет идею дополнительных измерений в то же время, что она включает в себя структуру, чтобы думать о том, где могут находиться эти другие вселенные. Наша вселенная, которая включает в себя четыре измерения пространство-время, кажется, существует во вселенной, которая может содержать целых 11 измерений. Этот многомерный «регион» часто называют масса теоретиками струн. Нет оснований думать, что масса не может содержать другие вселенные, кроме нашей. Итак, это своего рода вселенная вселенных.

Вопрос о существовании мультивселенной является вторичным по отношению к способности обнаруживать другие вселенные. Пока что никто не нашел убедительных доказательств существования другой вселенной. Это не значит, что их там нет. Доказательства могут быть чем-то, что мы еще не узнали. Или наши детекторы недостаточно чувствительны. В конце концов, физики найдут способ, используя надежные данные, чтобы найти параллельные вселенные и измерить, по крайней мере, некоторые из их свойств. Это может быть далеко, однако.

Отредактировано и обновлено Кэролин Коллинз Петерсен.