Параллельные вселенные


Параллельные вселенные

Команда ученых в Оксфорде сделали открытие в области математики. Параллельные миры действительно существуют.
Сама теория таких миров появилась еще в 1950 в США (автор — Хью Эверетт) и объяснила тайны квантовой механики, вызывавшие споры ученых. В Эвереттовской «многомирной» Вселенной каждое новое событие возможно, вызывая разделение Вселенной. Число возможных альтернативных исходов равно числу миров.

К примеру, водитель машины видит выскочившего на дорогу пешехода. В одной реальности он, избегая наезда, гибнет сам, в другой попадает в больницу и остается живым, в третьей гибнет пешеход. Число альтернативных сценариев бесконечно.

Теория была признана фантастической и забыта. Но неожиданно в Оксфорде в ходе математического исследования обнаружили, что Эверетт был на верном пути.

Главный вывод из открытия состоит в следующем. Кустоподобные ветвящиеся структуры, возникающие при расщеплении Вселенной на параллельные версии ее самой, объясняют вероятностный характер результатов в квантовой механике. То есть неизбежно мы живем лишь в одном из множества параллельных миров, а не в единственном».

После прочтения этой статьи мне захотелось найти официальные научные положения относительно данной темы.
Вот, что получилось.

***
В 1954 году молодой кандидат наук из Университета Пристон, Хью Эверетт, выдвинул совершенно изумительное предположение о том, что в Галактике существуют параллельные миры, идентичные нашей Вселенной. Согласно его точке зрения, все эти вселенные связаны с нашей вселенной, но в то же время, все они отклоняются от нашей вселенной, а наша вселенная в свою очередь отклоняется от всех других. Вероятно, в других вселенных тоже происходили свои войны, которые, возможно, носили несколько иной характер, чем те, которые происходили на нашей планете. Некоторые виды живых организмов, погибших в нашей вселенной, могли эволюционировать и приспособиться к другим условиям в другой вселенной. Возможно, что в других галактиках совсем нет людей, ведь в тех условиях люди могли просто не выжить.

Выдвинув теорию о существование нескольких миров, Эверетт пытался дать ответ на давно волнующий всех вопрос, относящийся к квантовой физике: «Почему количество вещества ведет себя непостоянно и беспорядочно?»
квантовой физики началось в 1900 году, когда физик Макс Планк предложил выделить еще один раздел в области физики и назвать его квантовой физикой. Во время одного из своих опытов Планк обнаружил странное поведение излучения, что полностью противоречило классическим законам физики. Во-первых, частицы на микроуровне могут произвольно менять различные формы. Например, ученые наблюдали за фотонами (светом). Даже один-единственный фотон проявляет свою способность принимать разные формы. Это можно представить в виде того, как если бы Вы были обычным цельным человеком и вдруг могли принять газообразную форму.

Такое явление стали называть принципом неопределённости Гейзенберга. Физик Вернер Гейзенберг утверждал, что просто наблюдая за квантовым веществом, мы уже можем повлиять на поведение этого вещества. Поэтому мы никогда не будем знать наверняка истинную природу квантового объекта или его свойства, такие как и скорость и местоположение. Эту точку зрения поддержали ученые из Копенгагенского института квантовой механики. Согласно определению датского физика Нильса Бора, «все квантовые частицы не могут существовать в одном или другом состоянии, они существуют во всех возможных состояниях сразу. Общее количество возможных состояний квантового объекта называется его волновой функцией. Состояние объекта одновременно во всех его возможных состояниях называется суперпозицией (наложением)».

Согласно Бору, когда мы наблюдаем за квантовым объектом, мы как бы влияем на его поведение. Наблюдение нарушает суперпозицию объекта и обычно вынуждает объект принять одно из своих состояний в волновой функции. Эта теория объясняет, почему у физиков получились разные данные одного и того же квантового объекта: каждый раз объект «выбирал» различные состояния.

Теория о множестве миров
Хью Эверетт согласился с большинством утверждений, сделанных Нильсом Бором о квантовом мире. Он полностью поддерживает теорию о суперпозиции и согласен с понятием волновой функции. Но Эверетт не согласен с Бором только в одном, но весьма важном вопросе: Эверетт считает, что принимать то или иное состояние квантового объекта заставляют не измерения. Наоборот, измерение взятого квантового объекта вызывает некий раскол во Вселенной. Вселенная буквально дублирована, в результате измерения она раскалывается на вселенные для каждого возможного результата. Например, предположим, что волновая функция объекта является и частицей и волной. Когда физик измеряет частицу, существует два возможных исхода: данная частица может быть измерена как частица или как волна.

Когда физик исследует объект, он может заметить, как вселенная делится на две отличные вселенные, в результате чего и существует два разных исхода опыта. Поэтому получается, что ученый в одной вселенной исследовал объект в форме волны. Тогда как этот же самый ученый но в другой вселенной измерил объект в качестве частицы.

Если действие имеет больше чем один возможный результат, и если теория Эверетта действительна, то получается, что Вселенная раскалывается, когда предпринимается какое-то действие для ее раскола. Это означает, что, если Вы когда-либо оказывались в смертельно опасной для вас ситуации, когда ваша жизнь была буквальна «на волоске», то по законам параллельной для нас вселенной, Вы мертвы. Это одна из причин, почему многие считают эту теорию неправдоподобной.

Еще одним тревожащим аспектом интерпретации теории о многих мирах является то, что она полностью меняет наше представление о времени как о линейном понятии.

Но человек не может знать о другом себе, или даже о смерти самого себя, существующего в параллельном мире. Тогда как нам проверить подлинность теории о существовании параллельных миров? Теоретическое подтверждение возможности данной теории появилось в конце 1990-х годов, когда ученые провели воображаемый эксперимент, названный «квантовым самоубийством». Этот эксперимент вновь привлек внимание к теории Эверетта, которую много лет считали нелепостью. После того, как теория о нескольких мирах была признана возможной, физики и математики стремились как можно глубже проникнуть в ее смысл и развить ее. Поэтому теория о существовании нескольких миров — не единственная теория, пытающаяся объяснить вселенную. Другие ученые тоже заявляли о вероятности существования параллельных вселенных.

Параллельные миры.
После создания теории относительности, Альберт Эйнштейн всю свою оставшуюся часть жизни пытался найти один универсальный ответ на все вопросы. Физики называют эту теорию «Теорией Всего». Квантовые физики полагают, что они находятся как раз на пути такой конечной теории. Другие же физики считают это бессмысленной тратой времени, поскольку еще малоизвестная отрасль науки вряд ли может решить такую сложную задачу. Тогда они обратились к подквантовому уровню и назвали свою теорию «Теорией струн». Но самое интересное, что все научные исследования подтверждали факт существования параллельных миров.

Теория струн была предложена японско-американским физиком Мичайо Каку. Его теория говорит о том, что все фундаментальные компоненты любого вещества, равно как и все силы, действующие во вселенной, например гравитация, существуют на подквантовом уровне. Эти компоненты напоминают крошечные резиновые ленты или струны, из которых состоят кварки (квантовые частицы), и в свою очередь электроны, атомы, клетки и т.д. То, какое вещество получается из этих струн и как ведет себя вещество, зависит от вибрации этих струн. Именно из таких вот небольших струн и вот таки образом создана вся наша вселенная.

Подобно теории «Многих миров», Теория струн также пытается доказать существование параллельных вселенных. Согласно этой теории, наша собственная вселенная представляет собой нечто вроде пузыря, который существует рядом с подобными параллельными вселенными. В отличие от теории «многих миров», Теория струн предполагает, что эти вселенные могут входить в контакт друг с другом. Но согласно теории струн, между этими параллельными вселенными может существовать гравитационное поле. И поэтому, если вселенные вступят в контакт, то может произойти «Большой взрыв», подобно тому, который вероятно и создал нашу вселенную.

***
Несколько десятилетий назад в советской научной литературе принято было утверждать, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени. Студенты философских факультетов принимали это утверждение на веру точно так же, как студенты-богословы на веру принимали противоположное утверждение о том, что мир ограничен и был создан Богом в не таком уж от нас отдаленном прошлом. Бесконечность Вселенной представлялась многим (в том числе и космологам) неисчислимым скоплением галактик, звезд, планет, туманностей, электромагнитного и других видов излучений, а также разного другого космического мусора.

После того, как российский математик Фридман, а затем бельгийский богослов и физик Леметр создали концепцию расширяющейся Вселенной, и концепция эта стала частью научного мировоззрения, проблема бесконечности мироздания перешла на иной — не философский, а физический — уровень изучения. Определяющим критерием стала плотность материи (вещества и всех видов полей) в возникшей миллиарды лет назад Вселенной — если плотность эта достаточно велика (конкретное число не имеет значения, важна постановка вопроса в принципе), то силы гравитации во Вселенной таковы, что способны не только замедлить продолжающееся расширение, не только затем остановить его, но и впоследствии сжать Вселенную, собрать материю вновь в ту самую точку-сингулярность, где она пребывала в странном неизученном состоянии миллиарды лет назад. А потом…

Потом, вероятно, вновь произошел бы такой же Большой взрыв — и Вселенная повторила бы с какими-то вариациями многомиллиарднолетний путь своего развития. Каждый цикл во времени конечен, но число таких циклов должно быть бесконечным в материальной картине мира, причем все бесконечно рождающиеся и умирающие Вселенные отличаются друг от друга лишь в том случае, если в момент Большого взрыва формируются различные по характеру законы природы и мировые постоянные. В одной Вселенной скорость света может оказаться равной миллиону километров в секунду, в следующей — пяти километрам в час и так далее; понятно, что условия существования и развития материи в таких Вселенных будут принципиально отличаться друг от друга, что никак, однако, не скажется на нашем главном допущении — все последовательные Вселенные, конечные в пространстве-времени, являются звеньями единой бесконечной во времени цепи мирозданий.

Бесконечное число циклов развития материи уже миновало и бесконечное число циклов еще предстоит в так называемой «закрытой» модели Вселенной. Антропный принцип утверждает, что законы природы в момент Большого взрыва сформировались таким образом, чтобы в нашей Вселенной было возможно зарождение человеческого разума. Ведь достаточно малейшего отклонения физических постоянных (постоянной Планка, например, или постоянной тонкой структуры) от известных ныне значений, и в такой Вселенной невозможным становится появление не только человека, но вообще чего бы то ни было, состоящего из органических веществ.

В закрытой модели Вселенной антропный принцип, вообще говоря, парадоксом не является — да, наше мироздание именно таково, но это не значит, что нам просто дико повезло, и Вселенная оказалась такой, какая нам нужна: ведь в бесконечной череде предшествовавших миров человечество не появлялось и развитие происходило без наблюдателей/

Получается, что мироздание может быть бесконечным либо в пространстве, либо во времени — но не во всех четырех координатах сразу. Действительно, если плотность материи (включая, естественно, невидимую, «темную») недостаточна и Вселенной предстоит бесконечно расширяться в пространстве, то во времени она имела начало — момент Большого взрыва, единственный и неповторимый. Ось времени в таком случае ограничена с одного конца и, значит, не бесконечна.

Если Вселенная ограничена в пространстве, то она испытывает бесконечное число циклов расширений-сжатий, и следовательно, не имеет ни начала, ни конца на оси времени. На первый взгляд в рассуждеиях о Вселенной нет формальных изъянов, но, тем не менее, имеются ошибочные предположения.

***
Почему?
А почему, рассуждая о Вселенной, мы предполагаем, что это явление природы присутствует в единственном числе? Почему, рассуждая о Большом взрыве, мы предполагаем, что результатом этого физического процесса стало рождение одной-единственной Вселенной, а не бесконечно большого их количества? Почему, рассуждая об эволюции Вселенной, мы молчаливо предполагаем, что развитие происходит в одном-единственном направлении, а не в бесконечно большом количестве независимых друг от друга направлений, порождающих, соответственно, бесконечно большое число мирозданий?
В настоящее время в космологии популярна инфляционная теория Большого взрыва. Идею предложил Алан Гут 20 лет назад, и, согласно этой идее, в первые микросекунды после Большого взрыва мироздание было похоже на стремительно раздувающийся мыльный пузырь, но не один, а, как это часто бывает с мыльными пузырями, состоящий из множества (в принципе — бесконечного числа) мелких пузырей, причем каждый пузырек расширялся по-своему, поскольку в каждом были чуть (или не чуть) иные плотности, температуры, давления. И физические законы тоже чуть (или не чуть) отличались. В результате возникла и та Вселенная, в которой мы живем — одна из множества (в принципе — бесконечного числа) вселенных, образовавшихся тогда.

Все эти вселенные отделены друг от друга «линиями горизонта», а потому и не наблюдаемы, но, в принципе, возможно перекрытие пузырей, и проникновение материальных носителей из одной вселенной в другую, и соответственно, возможны природные катастрофы, связанные с тем, что в одной вселенной начинают действовать физические законы, возникшие в другой вселенной.

* * *
Мироздание, состоящее из бесконечного числа вселенных, долгое время оставалось вне рассмотрения физической науки.

В результате развития инфляционной космологической модели Вселенная, в которой мы живем, начала представляться ничем не выделенной единицей в бесконечном числе вселенных, возникших в результате Большого взрыва. По-английски Вселенная — «Universe», и потому логично было назвать мироздание, состоящее из бесконечного числа вселенных, словом «Multiverse». В научный обиход этот термин ввел 20 лет назад физик Дэвид Дойч, специалист по квантовой физике, один из создателей идеи квантовых компьютеров.

* * *
Идея Мультиверсума пришла в физику относительно недавно. Для того, чтобы теоретики отнеслись к ней вполне серьезно, понадобилось 40 лет. Основу для будущих работ в области Мультиверсума заложил в 1956 году американский физик
Хью Эверетт, защитивший докторскую диссертацию на весьма, вроде бы, специфическую тему о ветвлении волновых функций. Хью Эверетт произвел в физике революцию, заявив о том, что «свободы воли и права выбора у элементарной частицы действительно нет, а это означает, что в каждый момент времени совершаются не одно, а два или больше действий, допускаемых решениями волновых уравнений, и мироздание расщепляется на две или больше новых составляющих».

Иными словами: если в каком-то физическом процессе возможны не один, а два или несколько вариантов развития, то осуществляются в реальности все варианты без исключения. Но мы-то наблюдаем какой-то один вариант! Это действительно так, просто другие варианты осуществляются в другой вселенной. Каждый момент времени наша Вселенная расщепляется, а поскольку событий каждое мгновение происходит великое (в принципе — бесконечное) множество, то и расщепляется наш мир на великое (бесконечное) множество почти неотличимых копий, каждая из которых развивается своим собственным путем. И потому на самом деле существует не одна Вселенная — та, что представлена нашему взору и сознанию, — а великое множество вселенных.

В статье «Разветвленное древо времени» речь шла лишь об одном, хотя и очень важном, следствии эвереттизма — возможности существования многочисленных «параллельных» вселенных, возникших в результате ветвления нашей Вселенной, и о том, что в этих эвереттовских вселенных оказываются выполнены все предсказания всех наших пророков, а также осуществлены все события, которые в нашем мире не произошли.

Работы Эверетта с трудом пробивали дорогу в «ортодоксальной» физике даже несмотря на то, что признаны были такими корифеями физической науки, как Джон Уилер, сам создавший в физике немало парадоксальных гипотез. Идея Мультиверсума, развиваемая сейчас в работах Дэвида Дойча и его последователей, является следствием идей Эверетта — следствием идеи бесконечного ветвления физического мироздания.

* * *
Действительно, поскольку ветвление началось не сто лет назад и даже не миллиард, а существовало столько же времени, сколько существует Вселенная, то на самой ранней стадии ее развития или даже в момент Большого взрыва, когда лишь формировались законы нашего мира, происходили ветвления, при которых возникали другие физические законы и развивались, соответственно, принципиально другие вселенные. В них-то наверняка сейчас осуществляется то, что противоречит нашим законам природы.

Идея Мультиверса, идея существования бесконечного числа вселенных, где реализуется бесконечное число выборов и совершенно для нас непредставимых физических законов, заставляет по-новому взглянуть не только на наш обыденный мир, заполненный звездами, галактиками, газом, пылью и людьми, рассуждающими о природе. По-новому, в принципе, должна быть представлена и идея высшей созидающей силы — идея всемогущего и всеведущего Бога-Творца.

* * *
Пользуясь эвереттовским принципом ветвления, можно объяснить любое явление, произошедшее в нашей исторической реальности. В нашей Вселенной гитлеровцы уничтожили 6 миллионов евреев Европы. Но существует бесконечное множество вселенных, ответвившихся от нашей, где остались жить 3 миллиона невинных, и где погибло не больше миллиона, и где не погиб никто, потому что задолго до роковых тридцатых годов кто-то осуществил для себя иной выбор, и Гитлер не родился, или Гитлер родился в другой Австрии, с иным историческим прошлым…

Каждое ветвление не является чем-то ограниченным (скажем, выбрал я чай вместо кофе, и возник некий замкнутый участок Вселенной, в котором сижу я и пью чай, в то время, как в другом участке Вселенной я подношу ко рту чашечку кофе) — нет, всякое ветвление, самое незначительное, порождает весь бесконечный мир.

Однако в каждый момент ветвления возникает другая вселенная, полностью идентичная нашей, кроме одного-единственного события, породившего разделение мироздания…И если справедливы предположения Эверетта и умозаключения его последователей, то эта другая вселенная возникает сразу и именно в таком виде, в каком существовала наша Вселенная в момент ветвления.

* * *
И еще. Если мы действительно живем в мире ветвлений, в мире Мультиверса, то не существует — в принципе! — фантастической литературы. Вся литература, как и все искусство (включая абстрактное) есть сугубый и беспощадный реализм, поскольку в одной (или бесконечном числе) эвереттовских ветвлений все описанное, придуманное, нарисованное, показанное и т.д., конечно, существовало, существует или будет существовать. Включая и те идеи и сюжеты фантастики, которые явно нарушают известные нам законы природы (волшебство, магия и пр.), ибо во всех этих бесконечностях существуют и миры (для нас — «вещи в себе»), в которых действуют любые другие законы природы, в том числе миры, созданные иудейским Богом, и миры Будды, и миры Валгаллы, и миры, не созданные никем…

Одна из проблем описательного эвереттизма в том, что разум человеческий не очень-то приспособлен для оперирования бесконечностями. Скажи кому-нибудь (включая, по большей части, известных физиков и философов) что-нибудь о бесконечном, и человек представляет себе единственную бесконечность, причем часто в однозначном (по Энгельсу) ее проявлении — как бесконечное повторение чего-то. Бесконечное разнообразие бесконечностей не рассматривается, потому что не представимо. Или потому, что выходит за рамки нынешних представлений.

В конце концов эвереттизм приведет к возникновению новой науки — чего-нибудь вроде инфинитологии, науки о бесконечностях, но не математических, а физических.

Скачать полную коллекцию «Тайное и не изведанное»

Добавить комментарий