Czy istnieje życie w równoległym wszechświecie? Równoległe wszechświaty. Wszechświat jest zbyt duży, aby wykluczyć możliwość istnienia równoległych rzeczywistości

Wieloświat – koncepcja naukowa sugerując istnienie wielu równoległych wszechświatów. Istnieje wiele hipotez opisujących różnorodność tych światów, ich właściwości i wzajemne oddziaływanie.

Sukces teorii kwantowej jest niezaprzeczalny. Przecież on wraz z nim reprezentuje wszystkie znane podstawowe prawa fizyki nowoczesny świat. Mimo to teoria kwantowa wciąż stawia szereg pytań, na które wciąż nie ma jednoznacznych odpowiedzi. Jednym z nich jest dobrze znany „problem kota Schrödingera”, który wyraźnie pokazuje chwiejne podstawy teorii kwantowej, która opiera się na przewidywaniach i prawdopodobieństwie określonego zdarzenia. Rzecz w tym, że cechą cząstki, zgodnie z teorią kwantową, jest jej istnienie w stanie równym sumie wszystkich jej możliwych stanów. W tym przypadku, jeśli zastosujemy to prawo do świata kwantowego, okaże się, że kot jest sumą stanów żywego i martwego kota!

I chociaż prawa teorii kwantowej są z powodzeniem wykorzystywane w zastosowaniach takich technologii jak radar, radio, Telefony komórkowe i Internetu, musimy pogodzić się z powyższym paradoksem.

Próbując rozwiązać problem kwantowy, powstała tzw. „teoria kopenhaska”, według której stan kota staje się określony, gdy otworzymy pudełko i zaobserwujemy jego stan, który wcześniej był nieokreślony. Jednakże zastosowanie teorii kopenhaskiej do, powiedzmy, oznacza, że ​​Pluton istnieje dopiero od chwili odkrycia go przez amerykańskiego astronoma Clyde'a Tombaugha 18 lutego 1930 roku. Dopiero tego dnia zarejestrowano funkcję falową (stan) Plutona, a cała reszta uległa załamaniu. Wiadomo jednak, że wiek Plutona wynosi znacznie ponad 3,5 miliarda lat, co wskazuje na problemy z interpretacją kopenhaską.

Wielość światów

Inne rozwiązanie problem kwantowy zaproponowany przez amerykańskiego fizyka Hugh Everetta w 1957 r. Sformułował tak zwaną „wieloświatową interpretację światów kwantowych”. Według niej za każdym razem, gdy obiekt przechodzi ze stanu niepewnego do pewnego, obiekt ten ulega rozszczepieniu na pewną liczbę stanów prawdopodobnych. Biorąc przykład z kota Schrödingera, kiedy otwieramy pudełko, pojawia się wszechświat ze scenariuszem, w którym kot nie żyje, i pojawia się wszechświat, w którym pozostaje on żywy. Jest zatem w dwóch stanach, ale w światach równoległych, to znaczy wszystkie funkcje falowe kota pozostają ważne i żadna z nich się nie załamuje.

To właśnie tę hipotezę wykorzystywało wielu pisarzy science fiction w swoich dziełach science fiction. Mnogość równoległych światów sugeruje obecność szeregu alternatywnych wydarzeń, dzięki którym historia potoczyła się inaczej. Na przykład w jakimś świecie niezwyciężona Armada Hiszpańska nie została pokonana lub Trzecia Rzesza wygrała II wojnę światową.

Nowoczesna interpretacja tego modelu wyjaśnia niemożność interakcji z innymi światami brakiem spójności funkcji falowych. Z grubsza mówiąc, w pewnym momencie nasza funkcja falowa przestała oscylować w czasie z funkcjami światów równoległych. Wtedy jest całkiem możliwe, że możemy współistnieć w mieszkaniu ze „współlokatorami” z innych wszechświatów, nie wchodząc z nimi w żaden sposób w interakcję i tak jak oni mieć pewność, że nasz Wszechświat jest ten prawdziwy.

Tak naprawdę określenie „wiele światów” nie do końca jest adekwatne do tej teorii, gdyż zakłada jeden świat z wieloma wariantami zdarzeń zachodzących jednocześnie.

Większość fizyków teoretyków zgadza się, że hipoteza ta jest niesamowicie fantastyczna, ale wyjaśnia problemy teorii kwantowej. Jednak wielu naukowców nie uważa interpretacji wielu światów za naukową, ponieważ nie można jej potwierdzić ani obalić metodą naukową.

W kosmologii kwantowej

Dziś hipoteza o wielości światów powraca na scenę naukową, gdyż naukowcy zamierzają zastosować teorię kwantową nie do jakichkolwiek obiektów, ale zastosować ją do całego Wszechświata. Mówimy o tzw. kosmologia kwantowa”, co, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka, jest absurdalne nawet w swoim sformułowaniu. Pytania z tej dziedziny nauki dotyczą Wszechświata. Niewielki rozmiar Wszechświata na pierwszych etapach jego powstawania jest w pełni zgodny ze skalą teorii kwantowej.

W tym przypadku, gdyby wymiary Wszechświata były rzędu , to stosując do niego teorię kwantową, również możemy otrzymać nieokreślony stan Wszechświata. To ostatnie implikuje istnienie innych wszechświatów w różnych stanach z różnymi prawdopodobieństwami. Wówczas stany wszystkich światów równoległych łącznie dają jedną „funkcję falową Wszechświata”. W przeciwieństwie do interpretacji wielu światów, wszechświaty kwantowe istnieją osobno.

Jak wiadomo, istnieje problem dostrojenia Wszechświata, co zwraca uwagę na fakt, że podstawowe stałe fizyczne określające podstawowe prawa natury na świecie są dobrane idealnie do istnienia życia. Gdyby masa protonu była nieco mniejsza, powstawanie pierwiastków cięższych od wodoru byłoby niemożliwe. Problem ten można rozwiązać za pomocą modelu wieloświata, w którym realizowanych jest wiele równoległych wszechświatów o różnych podstawowych wartościach. Wtedy prawdopodobieństwo istnienia niektórych z tych światów jest małe i wkrótce po urodzeniu „umierają”, np. kurczą się lub rozlatują. Inne, których stałe tworzą niesprzeczne prawa fizyki, najprawdopodobniej pozostają stabilne. Zgodnie z tą hipotezą wieloświat obejmuje dużą liczbę światów równoległych, z których większość jest „martwa”, a tylko niewielka liczba wszechświatów równoległych pozwala im istnieć przez długi czas, a nawet daje prawo do obecności inteligentnych życie.

W teorii strun

Jednym z najbardziej obiecujących obszarów fizyki teoretycznej jest. Zajmuje się opisem strun kwantowych – rozciągniętych obiektów jednowymiarowych, których wibracje jawią się nam w postaci cząstek. Pierwotnym celem tej teorii jest ujednolicenie dwóch podstawowych teorii: ogólnej teorii względności i teorii kwantowej. Jak się później okazało, można tego dokonać na kilka sposobów, w wyniku czego powstało kilka teorii strun. W połowie lat 90. wielu fizyków teoretycznych odkryło, że teorie te są różnymi przykładami jednego konstruktu, nazwanego później „teorią M”.

Jego osobliwość polega na istnieniu pewnej 11-wymiarowej membrany, której struny przenikają nasz Wszechświat. Żyjemy jednak w świecie czterowymiarowym (trzy współrzędne przestrzenne i jeden czasowy), dokąd idą pozostałe wymiary? Naukowcy sugerują, że zamykają się one na bardzo małą skalę, czego nie można jeszcze zaobserwować ze względu na niewystarczający rozwój technologii. Z tego stwierdzenia wynika kolejny problem czysto matematyczny - powstaje duża liczba „fałszywych próżni”.

Najprostszym wyjaśnieniem tego nieobserwowalnego przez nas splotu przestrzeni, a także obecności fałszywej próżni, jest wieloświat. Fizycy strun wychodzą z założenia, że ​​istnieje ogromna liczba innych wszechświatów, w których różnią się nie tylko prawa fizyczne, ale także inna liczba wymiarów. Zatem membranę naszego Wszechświata w uproszczonej formie można przedstawić jako kulę, bańkę, na powierzchni której żyjemy i której 7 wymiarów znajduje się w stanie „zapadniętym”. Wtedy nasz świat, wraz z innymi wszechświatami membranowymi, jest czymś w rodzaju baniek mydlanych unoszących się w 11-wymiarowej hiperprzestrzeni. My, egzystując w przestrzeni trójwymiarowej, nie możemy się z niej wydostać i dlatego nie mamy możliwości interakcji z innymi wszechświatami.

Jak wspomniano wcześniej, większość światów i wszechświatów równoległych nie żyje. Oznacza to, że z powodu niestabilnych lub nieodpowiednich praw fizycznych dla życia ich substancję można przedstawić na przykład tylko w postaci bezstrukturalnej akumulacji elektronów i. Powodem tego jest różnorodność możliwych stanów kwantowych cząstek, różne wartości stałych podstawowych i różna liczba wymiarów. Warto zauważyć, że takie założenie nie jest sprzeczne z zasadą kopernikańską, która głosi, że nasz świat nie jest wyjątkowy. Ponieważ, choć w małych ilościach, mogą istnieć światy, których prawa fizyczne, pomimo różnic w stosunku do naszych, nadal pozwalają na tworzenie złożonych struktur i pojawienie się inteligentnego życia.

Ważność teorii

Chociaż hipoteza wieloświata brzmi jak wyjęta z książki science fiction, ma jedną wadę: naukowcy nie są w stanie jej udowodnić ani obalić za pomocą metody naukowej. Ale kryje się za tym złożona matematyka oraz wiele znaczących i obiecujących teorie fizyczne. Argumenty przemawiające za wieloświatem przedstawiono na poniższej liście:

• Stanowi podstawę istnienia wieloświatowej interpretacji mechaniki kwantowej. Jedna z dwóch wiodących teorii (wraz z Interpretacja kopenhaska), rozwiązanie problemu niepewność w mechanika kwantowa.
• Wyjaśnia przyczyny istnienia drobnego dostrojenia Wszechświata. W przypadku multiwersu parametry naszego świata są tylko jedną z wielu możliwych opcji.
• Jest to tak zwany „krajobraz teorii strun”, gdyż rozwiązuje problem fałszywej próżni i pozwala nam opisać przyczynę zapadania się pewnej liczby wymiarów naszego Wszechświata.

• wspierane, które Najlepszym sposobem wyjaśnia jego ekspansję. We wczesnych stadiach powstawania Wszechświata najprawdopodobniej można było go podzielić na dwa lub więcej wszechświatów, z których każdy ewoluował niezależnie od drugiego. Współczesny standardowy model kosmologiczny Wszechświata Lambda-CDM opiera się na teorii inflacji.

Szwedzki kosmolog Max Tegmark zaproponował klasyfikację różnych alternatywnych światów:

1. Wszechświaty poza naszym widzialnym Wszechświatem.
2. Wszechświaty z innymi podstawowymi stałymi i liczbą wymiarów, które zgodnie z M-teorią mogą na przykład znajdować się na innych membranach.
3. Równoległe wszechświaty, powstające zgodnie z wieloświatową interpretacją mechaniki kwantowej.
4. Ostatnim zespołem są wszystkie możliwe wszechświaty.

O przyszły los nie ma jeszcze nic do powiedzenia na temat teorii wieloświata, ale dziś zajmuje ona honorowe miejsce w kosmologii i Fizyka teoretyczna i jest wspierany przez wielu wybitnych fizyków naszych czasów: Stephena Hawkinga, Briana Greene'a, Maxa Tegmarka, Michio Kaku, Alana Gutha, Neila Tysona i innych.

Spory i hipotezy na temat istnienia nieznanych planet bliźniaczych, wszechświatów równoległych, a nawet galaktyk trwają od wielu dziesięcioleci. Wszystkie opierają się na teorii prawdopodobieństwa bez angażowania pojęć współczesnej fizyki. W ostatnie lata dodano do nich ideę istnienia superwszechświata opartą na sprawdzonych teoriach – mechanice kwantowej i teorii względności.

„Polit.ru” publikuje artykuł Maxa Tegmarka „Wszechświaty równoległe”, w którym stawia się hipotezę dotyczącą struktury rzekomego superwszechświata, który teoretycznie obejmuje cztery poziomy. Jednak w następnej dekadzie naukowcy mogą to zrobić prawdziwa szansa uzyskać nowe dane dotyczące właściwości przestrzeń kosmiczna i odpowiednio potwierdzić lub obalić tę hipotezę. Artykuł ukazał się w czasopiśmie „W Świecie Nauki” (2003. nr 8).

Ewolucja dała nam intuicję dotyczącą fizyki codziennej, która była niezbędna naszym wczesnym przodkom; dlatego też, gdy tylko wyjdziemy poza codzienność, możemy spodziewać się dziwnych rzeczy.

Najprostszy i najpopularniejszy model kosmologiczny przewiduje, że w galaktyce oddalonej o około 10 do potęgi 1028 metrów mamy bliźniaka. Odległość jest tak duża, że ​​wykracza poza zasięg obserwacji astronomicznych, ale to nie czyni naszego bliźniaka mniej realnym. Założenie opiera się na teorii prawdopodobieństwa bez angażowania pojęć współczesnej fizyki. Jedynym przyjętym założeniem jest to, że przestrzeń jest nieskończona i wypełniona materią. Może istnieć wiele zamieszkałych planet, w tym także te, na których żyją ludzie o tym samym wyglądzie, tych samych imionach i wspomnieniach, którzy przeszli przez te same perypetie życiowe co my.

Ale nigdy nie będziemy mieli okazji zobaczyć naszego innego życia. Najdalsza odległość, jaką możemy zobaczyć, to odległość, jaką światło może pokonać w ciągu 14 miliardów lat od Wielkiego Wybuchu. Odległość pomiędzy najdalszymi od nas widocznymi obiektami wynosi około 431026 m; określa obserwowalny obszar Wszechświata, zwany objętością Hubble'a lub objętością kosmiczny horyzont lub po prostu Wszechświat. Wszechświaty naszych bliźniaków to kule tej samej wielkości, których środki znajdują się na ich planetach. Jest to najprostszy przykład wszechświatów równoległych, z których każdy stanowi jedynie małą część superwszechświata.

Już sama definicja „wszechświata” sugeruje, że na zawsze pozostanie on w obszarze metafizyki. Granicę między fizyką a metafizyką wyznacza jednak możliwość eksperymentalnego sprawdzenia teorii, a nie istnienie obiektów nieobserwowalnych. Granice fizyki stale się poszerzają, obejmując coraz bardziej abstrakcyjne (a wcześniej metafizyczne) idee, na przykład o kulistej Ziemi, niewidzialnej pola elektromagnetyczne, dylatacja czasu przy dużych prędkościach, superpozycja stanów kwantowych, krzywizna przestrzeni i czarne dziury. W ostatnich latach do tej listy dodano ideę superwszechświata. Opiera się na sprawdzonych teoriach – mechanice kwantowej i teorii względności – i spełnia oba podstawowe kryteria nauk empirycznych: predykcyjne i falsyfikowalne. Naukowcy rozważają cztery typy wszechświatów równoległych. Główne pytanie nie to, czy superwszechświat istnieje, ale ile może mieć poziomów.

Poziom I

Poza naszym kosmicznym horyzontem

Wszechświaty równoległe naszych odpowiedników stanowią pierwszy poziom superwszechświata. To najmniej kontrowersyjny typ. Wszyscy rozpoznajemy istnienie rzeczy, których nie możemy zobaczyć, ale można je zobaczyć, przemieszczając się w inne miejsce lub po prostu czekając, aż statek pojawi się na horyzoncie. Podobny status mają obiekty znajdujące się poza naszym kosmicznym horyzontem. Rozmiar obserwowalnego obszaru Wszechświata zwiększa się o jeden rok świetlny każdego roku, w miarę jak dociera do nas światło emanujące z coraz odleglejszych obszarów, za którymi leży nieskończoność, której jeszcze nie widzieliśmy. Prawdopodobnie umrzemy na długo, zanim nasi odpowiednicy znajdą się w zasięgu obserwacji, ale jeśli ekspansja Wszechświata pomoże, nasi potomkowie będą mogli je zobaczyć za pomocą wystarczająco potężnych teleskopów.

Poziom I superwszechświata wydaje się banalnie oczywisty. Jak przestrzeń może nie być nieskończona? Czy jest gdzieś tablica z napisem „Uwaga! Koniec kosmosu”? Jeśli istnieje koniec przestrzeni, co jest poza nią? Jednak teoria grawitacji Einsteina podała w wątpliwość tę intuicję. Przestrzeń może być skończona, jeśli ma dodatnią krzywiznę lub niezwykłą topologię. Wszechświat sferyczny, toroidalny lub „precelowy” może mieć skończoną objętość bez granic. Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła umożliwia badanie istnienia takich struktur. Jednak fakty nadal przemawiają przeciwko nim. Dane odpowiadają modelowi nieskończonego wszechświata, a wszystkie inne opcje podlegają ścisłym ograniczeniom.

Inna opcja jest następująca: przestrzeń jest nieskończona, ale materia jest w niej skoncentrowana ograniczony obszar wokół nas. W jednej z opcji nie ma czasu popularny model„Wszechświat wyspiarski” zakłada, że ​​w dużych skalach materia jest rozrzedzona i ma strukturę fraktalną. W obu przypadkach prawie wszystkie wszechświaty w superwszechświecie poziomu I powinny być puste i pozbawione życia. Ostatnie badania trójwymiarowego rozkładu galaktyk i promieniowania tła (reliktowego) wykazały, że rozkład materii w dużych skalach jest równomierny i nie tworzy struktur większych niż 1024 m. Jeśli ta tendencja się utrzyma, wówczas przestrzeń poza nią obserwowalny Wszechświat powinien być pełen galaktyk, gwiazd i planet.

Dla obserwatorów we wszechświatach równoległych pierwszego poziomu obowiązują te same prawa fizyki, co dla nas, ale w innych warunkach początkowych. Według współczesne teorie, procesy, które miały miejsce początkowe etapy Wielki Wybuch rozrzucił materię losowo, więc istniała możliwość pojawienia się jakichkolwiek struktur.

Kosmolodzy przyjmują, że nasz Wszechświat, z niemal równomiernym rozkładem materii i początkowymi wahaniami gęstości rzędu 1/105, jest bardzo typowy (przynajmniej wśród tych, w których znajdują się obserwatorzy). Szacunki oparte na tym założeniu wskazują, że najbliższa dokładna kopia Ciebie znajduje się w odległości 10 do potęgi 1028 m. W odległości 10 do potęgi 1092 m powinna znajdować się kula o promieniu 100 lat świetlnych. identyczny z tym, w którego centrum się znajdujemy; tak, że wszystko, co zobaczymy w następnym stuleciu, będzie także widoczne dla naszych tamtejszych odpowiedników. W odległości około 10 do potęgi 10118 m od nas powinna znajdować się objętość Hubble'a identyczna z naszą. Szacunki te wyprowadzane są poprzez obliczenie możliwej liczby stanów kwantowych, jakie może posiadać objętość Hubble'a, jeśli jej temperatura nie przekracza 108 K. Liczbę stanów można oszacować zadając pytanie: ile protonów może pomieścić objętość Hubble'a w tej temperaturze ? Odpowiedź brzmi 10118. Jednakże każdy proton może być obecny lub nieobecny, co daje 2 do potęgi 10118 możliwych konfiguracji. „Pudełko” zawierające tak wiele tomów Hubble’a obejmuje wszystkie możliwości. Jego rozmiar wynosi 10 do potęgi 10118 m. Poza nim wszechświaty, w tym nasz, muszą się powtarzać. W przybliżeniu te same liczby można uzyskać na podstawie termodynamicznych lub kwantowo-grawitacyjnych szacunków całkowitej zawartości informacji we Wszechświecie.

Jednak nasz najbliższy bliźniak jest najprawdopodobniej bliżej nas, niż sugerują te szacunki, ponieważ sprzyja temu proces powstawania planet i ewolucja życia. Astronomowie uważają, że nasz obszar Hubble'a zawiera co najmniej 1020 planet nadających się do zamieszkania, z których niektóre mogą być podobne do Ziemi.

We współczesnej kosmologii koncepcja superwszechświata poziomu I jest szeroko stosowana do testowania teorii. Przyjrzyjmy się, jak kosmolodzy wykorzystują kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła do odrzucenia modelu skończonej geometrii sferycznej. Gorące i zimne „punkty” na mapach CMB mają charakterystyczną wielkość zależną od krzywizny przestrzeni. Zatem rozmiar obserwowanych plam jest zbyt mały, aby był zgodny z geometrią sferyczną. Ich średni rozmiar zmienia się losowo w zależności od objętości Hubble'a, jest więc możliwe, że nasz Wszechświat jest kulisty, ale ma anomalnie małe plamki. Kiedy kosmolodzy mówią, że wykluczają model sferyczny na poziomie ufności 99,9%, mają na myśli, że jeśli model jest poprawny, to mniej niż jeden na tysiąc objętości Hubble'a będzie zawierał plamki tak małe jak obserwowane. Wynika z tego, że teorię superwszechświata można przetestować i można ją odrzucić, chociaż nie jesteśmy w stanie zobaczyć innych wszechświatów. Kluczem jest przewidzenie, czym jest zespół wszechświatów równoległych i znalezienie rozkładu prawdopodobieństwa, czyli tego, co matematycy nazywają miarą tego zespołu. Nasz Wszechświat musi być jednym z najbardziej prawdopodobnych. Jeżeli nie, jeśli w ramach teorii superwszechświata nasz Wszechświat okaże się nieprawdopodobny, wówczas teoria ta napotka trudności. Jak zobaczymy później, problem miary może stać się dość poważny.

Poziom II

Inne domeny poinflacyjne

Jeśli trudno było ci wyobrazić sobie superwszechświat Poziomu I, spróbuj wyobrazić sobie nieskończoną liczbę takich superwszechświatów, z których niektóre mają inny wymiar czasoprzestrzeni i charakteryzują się różnymi stałymi fizycznymi. Razem tworzą superwszechświat poziomu II przewidywany przez teorię chaotycznej, wiecznej inflacji.

Teoria inflacji jest uogólnieniem teorii Wielkiego Wybuchu, które eliminuje wady tej drugiej, takie jak niemożność wyjaśnienia, dlaczego Wszechświat jest tak duży, jednorodny i płaski. Gwałtowna ekspansja kosmosu w czasach starożytnych pozwala wyjaśnić te i wiele innych właściwości Wszechświata. Takie rozciąganie przewiduje szeroka klasa teorii cząstki elementarne i wszystkie dostępne dowody to potwierdzają. Wyrażenie „chaotyczny wieczny” w odniesieniu do inflacji wskazuje na to, co dzieje się na największą skalę. Ogólnie rzecz biorąc, przestrzeń stale się rozciąga, ale w niektórych obszarach ekspansja zatrzymuje się i powstają oddzielne domeny, niczym rodzynki w rosnącym cieście. Pojawia się nieskończona liczba takich domen, a każda z nich służy jako zarodek superwszechświata poziomu I, wypełnionego materią zrodzoną z energii pola powodującej inflację.

Sąsiednie domeny są od nas oddalone o więcej niż nieskończoność, w tym sensie, że nie można do nich dotrzeć, nawet jeśli poruszamy się w nieskończoność z prędkością światła, ponieważ przestrzeń między naszą dziedziną a sąsiednimi rozciąga się szybciej, niż możemy się w niej poruszać. Nasi potomkowie nigdy nie zobaczą swoich odpowiedników z poziomu II. A jeśli ekspansja Wszechświata będzie przyspieszać, jak wskazują obserwacje, to nigdy nie zobaczą swoich odpowiedników nawet na poziomie I.

Superwszechświat poziomu II jest znacznie bardziej zróżnicowany niż superwszechświat poziomu I. Domeny różnią się nie tylko warunkami początkowymi, ale także warunkami podstawowe właściwości. Wśród fizyków panuje pogląd, że wymiary czasoprzestrzeni, właściwości cząstek elementarnych i wiele tak zwanych stałych fizycznych nie są wbudowane w prawa fizyczne, ale są wynikiem procesów znanych jako łamanie symetrii. Uważa się, że przestrzeń w naszym Wszechświecie miała kiedyś dziewięć równych wymiarów. Na początku historii kosmosu trzy z nich wzięły udział w ekspansji i stały się trzema wymiarami charakteryzującymi dzisiejszy Wszechświat. Pozostałych sześć jest obecnie niewykrywalnych, albo dlatego, że pozostają mikroskopijne, zachowując topologię toroidalną, albo dlatego, że cała materia jest skoncentrowana na trójwymiarowej powierzchni (membranie lub po prostu branie) w przestrzeni dziewięciowymiarowej. Tym samym naruszona została pierwotna symetria pomiarów. Fluktuacje kwantowe powodujące chaotyczną inflację mogą powodować różne naruszenia symetrii w różnych jaskiniach. Niektóre mogłyby stać się czterowymiarowe; inne zawierają tylko dwie, a nie trzy generacje kwarków; i jeszcze inne - mieć silniejszą stałą kosmologiczną niż nasz Wszechświat.

Inny sposób pojawienia się superwszechświata poziomu II można przedstawić jako cykl narodzin i zniszczenia wszechświatów. W latach 30. XX wieku fizyk Richard C. Tolman zaproponował tę koncepcję, a ostatnio Paul J. Steinhardt z Princeton University i Neil Turok z Cambridge University rozwinęli ją. Model Steinhardta i Turoka przewiduje drugą trójwymiarową branę, idealnie równoległą do naszej i przesuniętą względem niej jedynie w wymiarze wyższego rzędu. Tego równoległego wszechświata nie można uznać za odrębny, ponieważ oddziałuje z naszym. Jednakże zespół wszechświatów – przeszłych, teraźniejszych i przyszłych – jaki tworzą te brany, reprezentuje superwszechświat o różnorodności najwyraźniej zbliżonej do tej wynikającej z chaotycznej inflacji. Inną hipotezę superwszechświata zaproponował fizyk Lee Smolin z Perimeter Institute w Waterloo (Ontario, Kanada). Jego superwszechświat jest pod względem różnorodności bliski poziomowi II, ale mutuje i generuje nowe wszechświaty raczej poprzez czarne dziury niż brany.

Chociaż nie możemy wchodzić w interakcje z wszechświatami równoległymi poziomu II, kosmolodzy oceniają ich istnienie na podstawie dowodów pośrednich, ponieważ mogą one powodować dziwne zbiegi okoliczności w naszym Wszechświecie. Na przykład hotel daje ci pokój o numerze 1967 i zauważasz, że urodziłeś się w 1967 roku. „Co za zbieg okoliczności” – mówisz. Jednak po namyśle dochodzi się do wniosku, że nie jest to aż tak zaskakujące. W hotelu są setki pokoi i nie zastanawiałbyś się dwa razy, gdyby zaoferowano ci pokój, który nic dla ciebie nie znaczył. Jeśli nie wiedziałeś nic o hotelach, aby wyjaśnić ten zbieg okoliczności, możesz założyć, że w hotelu były inne pokoje.

Jako bliższy przykład rozważmy masę Słońca. Jak wiadomo, jasność gwiazdy zależy od jej masy. Korzystając z praw fizyki, możemy obliczyć, że życie na Ziemi może istnieć tylko wtedy, gdy masa Słońca mieści się w przedziale: od 1,6x1030 do 2,4x1030 kg. W przeciwnym razie klimat Ziemi byłby zimniejszy niż Mars i gorętszy niż Wenus. Pomiary masy Słońca dały wartość 2,0x1030 kg. Na pierwszy rzut oka masa Słońca mieszcząca się w przedziale wartości umożliwiających życie na Ziemi jest przypadkowa.

Masy gwiazd mieszczą się w przedziale od 1029 do 1032 kg; Gdyby Słońce uzyskało swoją masę przez przypadek, wówczas szansa na wpadnięcie dokładnie w optymalny dla naszej biosfery przedział byłaby niezwykle mała.

Pozorną zbieżność można wytłumaczyć zakładając istnienie zespołu (w tym przypadku wielu układów planetarnych) i czynnika selekcji (nasza planeta musi nadawać się do życia). Takie kryteria selekcji związane z obserwatorem nazywane są antropicznymi; i chociaż wzmianka o nich zwykle budzi kontrowersje, większość fizyków zgadza się, że kryteriów tych nie można pominąć przy wyborze teorii podstawowych.

Co te wszystkie przykłady mają wspólnego ze wszechświatami równoległymi? Okazuje się, że niewielka zmiana stałych fizycznych wyznaczanych przez złamanie symetrii prowadzi do powstania jakościowo innego wszechświata – takiego, w którym nie moglibyśmy istnieć. Gdyby masa protonu była zaledwie o 0,2% większa, protony rozpadłyby się, tworząc neutrony, co spowodowałoby niestabilność atomów. Gdyby siły oddziaływania elektromagnetycznego były o 4% słabsze, wodór i zwykłe gwiazdy nie istniałyby. Być słaba interakcja jeszcze słabszy, nie byłoby wodoru; a gdyby była silniejsza, supernowe nie mogłyby wypełnić przestrzeni międzygwiazdowej ciężkimi pierwiastkami. Gdyby stała kosmologiczna była zauważalnie większa, Wszechświat stałby się niewiarygodnie rozdęty, zanim w ogóle mogłyby powstać galaktyki.

Podane przykłady pozwalają oczekiwać istnienia wszechświatów równoległych o różnych wartościach stałych fizycznych. Teoria superwszechświata drugiego poziomu przewiduje, że fizycy nigdy nie będą w stanie wyprowadzić wartości tych stałych z podstawowych zasad, a jedynie będą w stanie obliczyć rozkład prawdopodobieństwa różnych zbiorów stałych w całości wszystkich wszechświatów. Co więcej, wynik musi być zgodny z naszym istnieniem w jednym z nich.

Poziom III

Kwantowe wiele wszechświatów

Superwszechświaty poziomów I i II zawierają wszechświaty równoległe, niezwykle odległe od nas poza granicami astronomii. Jednakże następny poziom superwszechświata leży tuż obok nas. Wynika to ze słynnej i wysoce kontrowersyjnej interpretacji mechaniki kwantowej – idei, że losowość procesy kwantowe spowodować, że wszechświat „rozmnoży się”, tworząc wiele kopii samego siebie – po jednej dla każdego możliwego wyniku procesu.

Na początku XX wieku. mechanika kwantowa wyjaśniła naturę świat atomowy, które nie przestrzegały praw klasycznej mechaniki Newtona. Pomimo oczywistych sukcesów wśród fizyków toczyły się gorące debaty na temat prawdziwego znaczenia tego zjawiska. nowa teoria. Definiuje stan Wszechświata nie w kategoriach mechaniki klasycznej, takiej jak położenie i prędkość wszystkich cząstek, ale poprzez obiekt matematyczny zwany funkcją falową. Zgodnie z równaniem Schrödingera stan ten zmienia się w czasie w sposób, który matematycy nazywają „jednolitym”. Oznacza to, że funkcja falowa obraca się w abstrakcyjnej, nieskończenie wymiarowej przestrzeni zwanej przestrzenią Hilberta. Chociaż mechanikę kwantową często definiuje się jako zasadniczo przypadkową i niepewną, funkcja falowa ewoluuje w sposób dość deterministyczny. Nie ma w tym nic przypadkowego ani niepewnego.

Najtrudniejszą częścią jest powiązanie funkcji falowej z tym, co obserwujemy. Wiele prawidłowych funkcji falowych odpowiada nienaturalnym sytuacjom, takim jak sytuacja, gdy kot jest jednocześnie martwy i żywy, co nazywa się superpozycją. W latach 20 XX wiek fizycy obeszli tę dziwność, postulując, że funkcja falowa zapada się w pewnym konkretnym klasycznym wyniku, gdy dokonuje się obserwacji. Dodatek ten umożliwił wyjaśnienie obserwacji, ale zmienił elegancką teorię jednostkową w niechlujną i niejednolitą. Podstawowa losowość, przypisywana zwykle mechanice kwantowej, jest konsekwencją właśnie tego postulatu.

Z biegiem czasu fizycy porzucili ten pogląd na rzecz innego, zaproponowanego w 1957 roku przez absolwenta Uniwersytetu Princeton, Hugh Everetta III. Pokazał, że można obejść się bez postulatu upadku. Czysta teoria kwantowa nie nakłada żadnych ograniczeń. Chociaż przewiduje, że jedna klasyczna rzeczywistość będzie stopniowo rozdzielać się na superpozycję kilku takich rzeczywistości, obserwator subiektywnie postrzega to rozszczepienie jako po prostu małą losowość z rozkładem prawdopodobieństwa dokładnie odpowiadającym temu, jaki daje stary postulat załamania. Ta superpozycja klasycznych wszechświatów jest superwszechświatem III poziomu.

Przez ponad czterdzieści lat ta interpretacja dezorientowała naukowców. Jednak teorię fizyczną łatwiej zrozumieć, porównując dwa punkty widzenia: zewnętrzny, z pozycji fizyka badającego równania matematyczne (jak ptak obserwujący krajobraz z wysokości); i wewnętrznego, z pozycji obserwatora (nazwijmy go żabą) żyjącego na obserwowanym przez ptaka krajobrazie.

Z ptasiego punktu widzenia superwszechświat poziomu III jest prosty. Istnieje tylko jedna funkcja falowa, która płynnie ewoluuje w czasie, bez podziału i równoległości. Abstrakcyjny świat kwantowy opisywany ewoluującą funkcją falową zawiera ogromną liczbę stale rozdzielających się i łączących linii równoległych historii klasycznych, a także szereg zjawisk kwantowych, których nie da się opisać w ramach klasycznych koncepcji. Ale z punktu widzenia żaby widać tylko niewielką część tej rzeczywistości. Widzi wszechświat Poziomu I, ale proces rozrywania spójności przypomina zapadnięcie się funkcja falowa, ale zachowanie jedności nie pozwala jej widzieć równoległych kopii siebie na poziomie III.

Kiedy obserwatorowi zostaje zadane pytanie, na które musi szybko odpowiedzieć, efekt kwantowy w jego mózgu prowadzi do nakładania się takich decyzji: „czytaj dalej artykuł” i „przestań czytać artykuł”. Z punktu widzenia ptaka akt podjęcia decyzji powoduje, że osoba rozmnaża się w kopie, z których część kontynuuje czytanie, a inne przestają czytać. Jednak z wewnętrznego punktu widzenia żaden z sobowtórów nie jest świadomy istnienia pozostałych i postrzega rozszczepienie po prostu jako lekką niepewność, jakąś możliwość kontynuowania lub zaprzestania czytania.

Bez względu na to, jak dziwne może się to wydawać, dokładnie taka sama sytuacja ma miejsce nawet w superwszechświecie Poziomu I. Oczywiście zdecydowałeś się kontynuować czytanie, ale jeden z twoich odpowiedników w odległej galaktyce odłożył magazyn po pierwszym akapicie. Poziomy I i III różnią się jedynie lokalizacją swoich odpowiedników. Na poziomie I żyją gdzieś daleko, w starej, dobrej przestrzeni trójwymiarowej, a na poziomie III żyją w innej kwantowej gałęzi nieskończenie wymiarowej przestrzeni Hilberta.

Istnienie poziomu III jest możliwe tylko pod warunkiem, że ewolucja funkcji falowej w czasie jest jednolita. Dotychczasowe eksperymenty nie wykazały jej odchyleń od jedności. W ostatnich dziesięcioleciach zostało to potwierdzone dla wszystkich ponad duże systemy, w tym fuleren C60 i kilometrowe światłowody. W ujęciu teoretycznym stanowisko unitarności zostało poparte odkryciem naruszenia spójności. Niektórzy teoretycy pracujący w tej dziedzinie grawitacja kwantowa, zapytaj. W szczególności zakłada się, że parujące czarne dziury mogą niszczyć informację, co nie jest procesem jednolitym. Jednak ostatnie postępy w teorii strun sugerują, że nawet grawitacja kwantowa jest jednolita.

Jeśli tak jest, to czarne dziury nie niszczą informacji, a po prostu ją gdzieś przesyłają. Jeśli fizyka jest jednolita, standardowy obraz wpływu fluktuacji kwantowych we wczesnych stadiach Wielkiego Wybuchu musi zostać zmodyfikowany. Fluktuacje te nie wyznaczają losowo superpozycji wszystkich możliwych warunków początkowych, które współistnieją jednocześnie. W tym przypadku naruszenie koherencji powoduje, że warunki początkowe na różnych gałęziach kwantowych zachowują się w sposób klasyczny. Kluczową kwestią jest to, że rozkład wyników w różnych gałęziach kwantowych jednej gałęzi Hubble'a (poziom III) jest identyczny z rozkładem wyników w różnych objętościach Hubble'a jednej gałęzi kwantowej (poziom I). Ta właściwość fluktuacji kwantowych jest znana w mechanice statystycznej jako ergodyczność.

To samo rozumowanie dotyczy poziomu II. Proces łamania symetrii nie prowadzi do unikalnego wyniku, ale do superpozycji wszystkich wyników, które szybko rozchodzą się swoimi odrębnymi ścieżkami. Zatem, jeśli stałe fizyczne, wymiar czasoprzestrzeni itp. mogą różnić się w równoległych gałęziach kwantowych na poziomie III, wówczas będą się różnić także w równoległych wszechświatach na poziomie II.

Innymi słowy, superwszechświat Poziomu III nie dodaje nic nowego do tego, co istnieje na Poziomie I i II, a jedynie więcej kopii tych samych wszechświatów – tych samych linii historycznych rozwijających się raz za razem w różnych gałęziach kwantowych. Wydaje się, że gorąca debata wokół teorii Everetta wkrótce ucichnie wraz z odkryciem równie wspaniałych, ale mniej kontrowersyjnych superwszechświatów Poziomu I i II.

Zastosowania tych pomysłów są głębokie. Na przykład to pytanie: czy liczba wszechświatów rośnie wykładniczo w czasie? Odpowiedź jest nieoczekiwana: nie. Z punktu widzenia ptaka istnieje tylko jeden wszechświat kwantowy. Jaka jest liczba oddzielnych wszechświatów ten moment dla żaby? Jest to liczba zauważalnie różnych tomów Hubble'a. Różnice mogą być niewielkie: wyobraź sobie planety poruszające się w różnych kierunkach, wyobraź sobie, że jesteś żonaty z kimś innym, itp. Na poziomie kwantowym istnieje 10 do potęgi 10118 wszechświatów o temperaturze nie wyższej niż 108 K. Liczba jest gigantyczna, ale skończona.

W przypadku żaby ewolucja funkcji falowej odpowiada nieskończonemu ruchowi z jednego z tych 10 do potęgi 10118 stanów do innego. Jesteś teraz we Wszechświecie A, gdzie czytasz to zdanie. A teraz jesteś już w wszechświecie B, gdzie czytasz kolejne zdanie. Innymi słowy, w B istnieje obserwator identyczny z obserwatorem we wszechświecie A, z tą tylko różnicą, że ma on dodatkowe wspomnienia. W każdej chwili istnieją wszystkie możliwe stany, aby upływ czasu mógł nastąpić na oczach obserwatora. Idea ta została wyrażona w jego powieści science fiction „Permutation City” (1994) przez pisarza Grega Egana i rozwinięta przez fizyka Davida Deutscha z Uniwersytetu Oksfordzkiego, niezależnego fizyka Juliana Barboura i innych. Widzimy, że idea superwszechświata może zagrać kluczowa rola w zrozumieniu natury czasu.

Poziom IV

Inne struktury matematyczne S

Warunki początkowe i stałe fizyczne w superwszechświatach poziomów I, II i III mogą się różnić, ale podstawowe prawa fizyki są takie same. Dlaczego zatrzymaliśmy się tutaj? Dlaczego same prawa fizyczne nie mogą się różnić? A co powiesz na wszechświat, który przestrzega klasycznych praw bez żadnych praw? efekty relatywistyczne? A co powiesz na czas poruszający się dyskretnymi krokami, jak w komputerze?

A co ze wszechświatem jako pustym dwunastościanem? W superwszechświecie poziomu IV wszystkie te alternatywy rzeczywiście istnieją.

O tym, że taki superwszechświat nie jest absurdalny, świadczy zgodność świata abstrakcyjnego rozumowania z naszym. prawdziwy świat. Równania oraz inne pojęcia i struktury matematyczne – liczby, wektory, obiekty geometryczne – opisują rzeczywistość z zadziwiającą prawdopodobieństwem. I odwrotnie, postrzegamy struktury matematyczne jako rzeczywiste. Tak, spełniają podstawowe kryterium rzeczywistości: są takie same dla każdego, kto je bada. Twierdzenie będzie prawdziwe niezależnie od tego, kto je udowodni – osoba, komputer czy inteligentny delfin. Inne dociekliwe cywilizacje odnajdą te same struktury matematyczne, które my znamy. Dlatego matematycy mówią, że nie tworzą, lecz odkrywają obiekty matematyczne.

Istnieją dwa logiczne, choć diametralnie przeciwstawne paradygmaty relacji między matematyką i fizyką, które powstały w czasach starożytnych. Zgodnie z paradygmatem Arystotelesa rzeczywistość fizyczna jest pierwotna, a język matematyczny jest jedynie wygodnym przybliżeniem. W ramach paradygmatu Platona to struktury matematyczne są naprawdę rzeczywiste, a obserwatorzy postrzegają je w sposób niedoskonały. Innymi słowy, paradygmaty te różnią się rozumieniem tego, co pierwotne – żabiego punktu widzenia obserwatora (paradygmat Arystotelesa) lub punktu widzenia ptaka z wyżyn praw fizyki (punkt widzenia Platona).

Paradygmat Arystotelesa opisuje sposób, w jaki postrzegaliśmy świat od wczesnego dzieciństwa, na długo przed tym, zanim po raz pierwszy usłyszeliśmy o matematyce. Punkt widzenia Platona opiera się na wiedzy nabytej. Współcześni fizycy teoretyczni skłaniają się ku temu, sugerując, że matematyka dobrze opisuje Wszechświat właśnie dlatego, że Wszechświat ma matematyczną naturę. Wtedy cała fizyka sprowadza się do rozwiązania problemu matematycznego, a nieskończenie mądry matematyk może jedynie na podstawie podstawowych praw obliczyć obraz świata na poziomie żaby, tj. obliczyć, jacy obserwatorzy istnieją we Wszechświecie, co postrzegają i jakie języki wymyślili, aby przekazać swoje spostrzeżenia.

Struktura matematyczna jest abstrakcją, niezmiennym bytem poza czasem i przestrzenią. Gdyby opowieść była filmem, wówczas struktura matematyczna odpowiadałaby nie jednej klatce, ale filmowi jako całości. Weźmy na przykład świat składający się z cząstek o zerowych wymiarach rozmieszczonych w przestrzeni trójwymiarowej. Z punktu widzenia ptaka w czterowymiarowej czasoprzestrzeni trajektorie cząstek to „spaghetti”. Jeśli żaba widzi cząstki poruszające się ze stałą prędkością, ptak widzi pęczek prostego, niegotowanego spaghetti. Jeśli żaba widzi dwie cząstki krążące po orbitach, to ptak widzi dwie „spaghetyny” skręcone w podwójna helisa. Dla żaby świat opisują prawa ruchu i grawitacji Newtona, dla ptaka świat opisuje geometria „spaghetti”, czyli tzw. struktura matematyczna. Dla niej sama żaba jest ich grubą kulą, której złożone sploty odpowiadają grupie cząstek przechowujących i przetwarzających informacje. Nasz świat jest bardziej złożony niż rozważany przykład, a naukowcy nie wiedzą, jakiej strukturze matematycznej odpowiada.

Paradygmat Platona zawiera pytanie: dlaczego nasz świat jest taki, jaki jest? Dla Arystotelesa jest to pytanie pozbawione sensu: świat istnieje i tak właśnie jest! Ale zwolennicy Platona są zainteresowani: czy nasz świat mógłby być inny? Jeśli Wszechświat jest w istocie matematyczny, to dlaczego opiera się tylko na jednej z wielu struktur matematycznych? Wydaje się, że w samej istocie natury tkwi fundamentalna asymetria. Aby rozwiązać zagadkę, postawiłem hipotezę, że symetria matematyczna istnieje: że wszystkie struktury matematyczne są fizycznie zrealizowane i każda z nich odpowiada równoległemu wszechświatowi. Elementy tego superwszechświata nie znajdują się w tej samej przestrzeni, ale istnieją poza czasem i przestrzenią. Większość z nich prawdopodobnie nie ma obserwatorów. Hipotezę tę można uznać za skrajny platonizm, twierdząc, że matematyczne struktury świata idei Platona, czyli „krajobraz mentalny” matematyka Rudy'ego Ruckera z Uniwersytetu Stanowego w San Jose, istnieją w sensie fizycznym. Jest to podobne do tego, co kosmolog John D. Barrow z Uniwersytetu Cambridge nazwał „p w niebiosach”, filozof Robert Nozick z Uniwersytetu Harvarda określił mianem „zasady płodności”, a filozof David K. Lewis) z Uniwersytetu Princeton nazwał „rzeczywistością modalną” .” Poziom IV zamyka hierarchię superwszechświatów, gdyż każdą spójną teorię fizyczną można wyrazić w postaci pewnej struktury matematycznej.

Hipoteza superwszechświata poziomu IV pozwala na kilka sprawdzalnych przewidywań. Podobnie jak na poziomie II, obejmuje on zespół (w tym przypadku ogół wszystkich struktur matematycznych) i efekty selekcji. Klasyfikując struktury matematyczne, naukowcy muszą pamiętać, że struktura opisująca nasz świat jest najbardziej ogólną strukturą zgodną z obserwacjami. Dlatego wyniki naszych przyszłych obserwacji powinny być jak najbardziej ogólne z tych, które są zgodne z danymi z poprzednich badań, a dane z poprzednich badań powinny być najbardziej ogólne z tych, które są ogólnie zgodne z naszym istnieniem.

Ocena stopnia ogólności nie jest zadaniem łatwym. Jedną z uderzających i uspokajających cech struktur matematycznych jest to, że właściwości symetrii i niezmienności, dzięki którym nasz wszechświat jest prosty i uporządkowany, są na ogół wspólne. Struktury matematyczne zazwyczaj domyślnie posiadają te właściwości i pozbycie się ich wymaga wprowadzenia skomplikowanych aksjomatów.

Co powiedział Ockham?

Zatem teorie wszechświatów równoległych mają czteropoziomową hierarchię, gdzie na każdym kolejnym poziomie wszechświaty są coraz mniej podobne do naszego. Można je scharakteryzować różnymi warunkami początkowymi (poziom I), stałymi fizycznymi i cząsteczkami (poziom II) lub prawami fizycznymi (poziom IV). Zabawne, że poziom III był w ostatnich dekadach najbardziej krytykowany jako jedyny, który nie wprowadza jakościowo nowych typów uniwersów. W nadchodzącej dekadzie szczegółowe pomiary kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła oraz wielkoskalowego rozmieszczenia materii we Wszechświecie pozwolą nam dokładniej określić krzywiznę i topologię przestrzeni oraz potwierdzić lub obalić istnienie Poziomu I. Te same dane pozwoli nam uzyskać informacje o Poziomie II poprzez testowanie teorii chaotycznej, wiecznej inflacji. Postępy w astrofizyce i fizyce cząstek wysokoenergetycznych pomogą udoskonalić stopień dostrojenia stałych fizycznych, wzmacniając lub osłabiając pozycje Poziomu II. Jeśli wysiłki na rzecz stworzenia komputer kwantowy zakończy się sukcesem, pojawi się dodatkowy argument za istnieniem poziomu III, gdyż obliczenia równoległe będą wykorzystywać równoległość tego poziomu. Eksperymentatorzy poszukują także dowodów na naruszenie jedności, co pozwoli im odrzucić hipotezę o istnieniu poziomu III. Wreszcie sukces lub porażka próby rozwiązania najważniejszego problemu współczesnej fizyki – połączenia ogólnej teorii względności z teoria kwantowa pola - odpowie na pytanie o poziom IV. Albo zostanie odnaleziona struktura matematyczna, która dokładnie opisuje nasz Wszechświat, albo osiągniemy granicę niesamowitej efektywności matematyki i będziemy zmuszeni porzucić hipotezę Poziomu IV.

Czy zatem można wierzyć w wszechświaty równoległe? Głównymi argumentami przeciwko ich istnieniu jest to, że są zbyt marnotrawne i niezrozumiałe. Pierwszy argument jest taki, że teorie superwszechświatów są podatne na brzytwę Ockhama, ponieważ postulują istnienie innych wszechświatów, których nigdy nie zobaczymy. Dlaczego przyroda miałaby tak marnotrawić i „bawić się” tworząc nieskończoną liczbę różnych światów? Jednakże argument ten można obrócić na korzyść istnienia superwszechświata. W jaki sposób przyroda marnuje energię? Oczywiście nie w przestrzeni, masie czy liczbie atomów: nieskończona ich liczba zawarta jest już w poziomie I, którego istnienie nie ulega wątpliwości, więc nie ma co się martwić, że natura wyda ich więcej. Prawdziwym problemem jest widoczny spadek prostoty. Sceptyków niepokoją dodatkowe informacje potrzebne do opisu niewidzialnych światów.

Jednak cały zespół jest często prostszy niż każdy z jego członków. Objętość informacyjna algorytmu liczbowego to, w przybliżeniu, wyrażona w bitach długość najkrótszego programu komputerowego generującego tę liczbę. Weźmy na przykład zbiór wszystkich liczb całkowitych. Co jest prostsze – cały zestaw czy pojedyncza liczba? Na pierwszy rzut oka - drugi. Jednak tę pierwszą można skonstruować za pomocą bardzo prostego programu, a pojedyncza liczba może być niezwykle długa. Dlatego cały zestaw okazuje się prostszy.

Podobnie zbiór wszystkich rozwiązań równań Einsteina dla pola jest prostszy niż każde konkretne rozwiązanie - pierwsze składa się tylko z kilku równań, a drugie wymaga podania ogromnej ilości danych początkowych na pewnej hiperpowierzchni. Zatem złożoność wzrasta, gdy skupiamy się na pojedynczym elemencie zespołu, tracąc symetrię i prostotę nieodłącznie związaną z całością wszystkich elementów.

W tym sensie superwszechświaty wyższych poziomów są prostsze. Przejście z naszego Wszechświata do superwszechświata poziomu I eliminuje potrzebę określania warunków początkowych. Dalsze przejście do poziomu II eliminuje konieczność określania stałych fizycznych, a na poziomie IV nie ma już potrzeby określania czegokolwiek. Nadmierna złożoność to tylko subiektywna percepcja, żabi punkt widzenia. A z perspektywy ptaka ten superwszechświat nie mógłby być prostszy. Narzekania na niezrozumiałość mają charakter estetyczny, a nie naukowy i mają uzasadnienie jedynie w światopoglądzie arystotelesowskim. Czy zadając pytanie o naturę rzeczywistości, nie powinniśmy spodziewać się odpowiedzi, która może wydawać się dziwna?

Wspólną cechą wszystkich czterech poziomów superwszechświata jest to, że najprostsza i najwyraźniej najbardziej elegancka teoria domyślnie uwzględnia wszechświaty równoległe. Aby odrzucić ich istnienie, należy skomplikować teorię poprzez dodanie procesów, których nie potwierdza eksperyment i wymyślonych w tym celu postulatów - o skończoności przestrzeni, załamaniu się funkcji falowej i asymetrii ontologicznej. Nasz wybór sprowadza się do tego, co uważa się za bardziej marnotrawne i nieeleganckie – wiele słów lub wiele wszechświatów. Być może z czasem przyzwyczaimy się do dziwactw naszego kosmosu i uznamy jego dziwność za czarującą.

Nauka

Wszechświat, w którym żyjemy, nie jest jedyny w swoim rodzaju. W rzeczywistości jest ona tylko jedną jednostką nieskończonej liczby wszechświatów, których całość nazywa się Wieloświat.

Twierdzenie, że istniejemy w Multiwersum, może wydawać się fantazją, ale kryje się za tym wiele powodów. prawdziwe naukowe wyjaśnienia. Ogromna liczba teorii fizycznych niezależnie wskazuje, że Wieloświat naprawdę istnieje.

Zapraszamy do zapoznania się z najsłynniejszymi teoriami naukowymi, które potwierdzają fakt, że nasz Wszechświat jest jedynie cząstką Multiwersum.

1) Nieskończoność wszechświatów

Naukowcy nie są jeszcze pewni, jaki kształt ma czasoprzestrzeń, ale jest to najprawdopodobniejsze ma ten model fizyczny Płaski (w przeciwieństwie do kształtu kulistego lub pączka) i rozciąga się w nieskończoność. Jeśli czasoprzestrzeń jest nieskończona, w pewnym momencie musi się powtórzyć. Wynika to z faktu, że cząstki można ułożyć w przestrzeni i czasie w określony sposób, a liczba tych sposobów jest ograniczona.

Jeśli więc spojrzysz wystarczająco daleko, możesz natknąć się na inną wersję siebie, a raczej nieskończonej liczby opcji. Niektóre z tych bliźniaków będą robić to samo, co Ty, inne będą nosić inne ubrania, wykonywać inną pracę i dokonywać różnych wyborów życiowych.

Trudno sobie wyobrazić wielkość naszego wszechświata. Cząsteczki światła pokonują odległość od środka do krawędzi w ciągu 13,7 miliardów lat. Dokładnie tyle lat temu miał miejsce Wielki Wybuch. Czasoprzestrzeń poza tą odległością można uznać za odrębny wszechświat. W ten sposób istnieje wiele wszechświatów obok siebie, reprezentujących nieskończenie gigantyczną patchworkową kołdrę.

2) Wszechświat bąbelkowego giganta

W świat naukowy Istnieją inne teorie rozwoju wszechświatów, do których zalicza się teoria tzw Chaotyczna teoria inflacji . Według tej teorii wszechświat zaczął się szybko rozszerzać po Wielkim Wybuchu. Ten proces przypominał nadąć balon który jest wypełniony gazem.

Chaotyczną teorię inflacji po raz pierwszy zaproponował kosmolog Alexander Videnkin. Teoria ta sugeruje, że niektóre części przestrzeni zatrzymują się, podczas gdy inne nadal się rozszerzają pozwalając na utworzenie izolowanych „wszechświatów bańkowych”..

Nasz własny wszechświat to tylko mała bańka na rozległej przestrzeni kosmicznej, w której znajduje się nieskończona liczba podobnych bąbelków. W niektórych z nich bąbelkowe wszechświaty prawa fizyki i podstawowe stałe mogą różnić się od naszych. Te prawa mogą wydawać się nam więcej niż dziwne.

3) Wszechświaty równoległe

Inna teoria wywodząca się z teorii strun głosi, że istnieje koncepcja wszechświatów równoległych. Idea światów równoległych wynika z możliwości, że istnieje o wiele więcej wymiarów, niż możemy sobie wyobrazić. Według naszych wyobrażeń dzisiaj są 3 wymiary przestrzenne i 1 czasowy.

Fizyk Briana Greene’a z Uniwersytet Columbia opisuje to tak: „Nasz wszechświat to jeden «blok» z ogromnej liczby «bloków» unoszących się w wielowymiarowej przestrzeni.”

Ponadto, zgodnie z tą teorią, wszechświaty nie zawsze są równoległe i nie zawsze są poza naszym zasięgiem. Czasami mogą wcisnąć się w siebie, powodując powtarzające się Wielkie Wybuchy, które przywracają wszechświaty do porządku pozycja początkowa znowu i znowu.

4) Wszechświaty-córki - kolejna teoria powstawania wszechświatów

Teoria mechaniki kwantowej, która opiera się na koncepcji maleńkiego świata cząstek subatomowych, sugeruje inny sposób powstawania wielu wszechświatów. Mechanika kwartowa opisuje świat w kategoriach prawdopodobieństwa, unikając jednocześnie wyciągania ostatecznych wniosków.

Modele matematyczne, zgodnie z tą teorią, mogą zakładać wszystkie możliwe wyniki sytuacji. Na przykład na skrzyżowaniu, na którym można skręcić w prawo lub w lewo, obecny wszechświat tworzy dwa wszechświaty-córki, w jednym można jechać w prawo, a w drugim w lewo.

5) Wszechświaty matematyczne – hipoteza powstania wszechświata

Naukowcy przez długi czas debatowano, czy matematyka użyteczne narzędzie opisać wszechświat, czy też sam jest podstawową rzeczywistością i nasze obserwacje są jedynie niedoskonałym przedstawieniem prawdziwej natury matematycznej.

Jeśli to drugie jest prawdą, być może szczególna struktura matematyczna kształtująca nasz wszechświat nie jest jedyną opcją. Inne możliwe struktury matematyczne mogą istnieć niezależnie w oddzielnych wszechświatach.

„Struktura matematyczna to coś, co można opisać całkowicie niezależnie od naszej wiedzy i koncepcji,- mówi Maks Tegmark, profesor Massachusetts Institute of Technology, autor tej hipotezy. – Osobiście wierzę, że gdzieś istnieje wszechświat, który może istnieć całkowicie niezależnie ode mnie i będzie istniał nawet wtedy, gdy nie będzie w nim ludzi.”

Idea Multiwersum (czyli wielu wszechświatów istniejących równolegle) zaprząta umysły naukowców od połowy XX wieku. Teoria ta ma zarówno przeciwników, jak i zagorzałych obrońców (na przykład Sheldon Cooper z serialu „Teoria wielkiego podrywu”). Ale co sprawia, że ​​poważni ludzie w ogóle rozważają taką możliwość? Czy to naprawdę możliwe, że gdzieś w równoległym wszechświecie inny Ty siedzisz i czytasz ten sam tekst, być może z niewielkimi zmianami? Co zaskakujące, istnieją dowody zdecydowanie potwierdzające tę koncepcję. Albo nie, to zależy od tego, jak wyglądasz.

Czego więc dowodzi idea wszechświatów równoległych?

Kot Shroedingera

Słynny eksperyment myślowy Schrödinger pokazuje, że w mechanice kwantowej zdarzają się sytuacje, w których cząstki elementarne – kwanty – mogą istnieć w dwóch pozycjach jednocześnie. Z tego powodu nieszczęsny kot znajdujący się w pudełku może być zarówno żywy, jak i martwy, dopóki nie otworzysz pokrywy – w zależności od tego, jak spojrzysz na cząstkę. Trudno zrozumieć, jak jest to możliwe w świecie fizycznym. Dlatego eksperyment nazywa się paradoksem.

Multiwers eliminuje ten problem, wyjaśniając dokładnie, jak jest to możliwe. Są po prostu dwie rzeczywistości: w jednej z kotem wszystko jest w porządku. A w drugim... Ale nie mówmy o smutnych rzeczach.

Nieskończony Wszechświat

Nieskończoność Wszechświata jest trudna do zrozumienia, ale ogólnie rzecz biorąc, wydaje się, że naukowcy już się z nią pogodzili. Ta właściwość wszechświata dowodzi również prawdopodobieństwa istnienia wszechświatów równoległych. Pamiętasz hipotezę, że jeśli nieskończona liczba małp będzie walić w klawisze przez nieskończony czas, prędzej czy później napiszą „Wojna i pokój”? Podobnie jest z materią: jeśli będziesz tworzyć nowe obiekty nieskończoną ilość razy, prędzej czy później zaczną się one powtarzać i tworzyć światy prawie takie same jak nasz. To będą te same równoległe wszechświaty.

Wielki Wybuch

Poza tym, że Wszechświat może być nieskończony, ludzie zastanawiają się, jak w ogóle do tego doszło. Co spowodowało Wielki Wybuch?

Wieloświat może spróbować to wyjaśnić. Jeśli założymy, że istnieją rzeczywistości równoległe – tak, tak, równoległe! - wtedy mogą w ogóle się nie stykać, będąc obok siebie w wymiarach niedostępnych naszym zmysłom (znamy tylko trzy wymiary, plus czwarty - czas). Przypadkowy kontakt wszechświatów może prowadzić do katastrofalnych skutków, powodując Wielki Wybuch. W ten sposób wszechświaty równoległe są stale aktualizowane, stale uruchamiając się nawzajem.

Podróż w czasie

Tak, podróże w czasie są niemożliwe. Ale jeśli weźmiemy pod uwagę tylko nasz Wszechświat! W tym wypadku nieunikniony jest paradoks podróżnika w czasie, wielokrotnie opisywany w literaturze science fiction i kinie. Jeśli w przeszłości przypadkowo zmiażdżysz motyla, popchniesz osobę lub zrobisz coś równie nieistotnego, doprowadzi to do ogromnych zmian w przyszłości.

Wszechświaty równoległe rozwiązują ten problem. Będąc w przeszłości, znajdziesz się w równoległej rzeczywistości, w której mają miejsce wydarzenia, które dla twojej rzeczywistości już dawno minęły. A zmiany w niej zmieniają ją, ale nie twój świat. Chociaż nadal nie ma potrzeby miażdżenia motyli.

Wszechświaty równoległe wpisują się w logikę wiedzy

Badanie otaczającego nas świata dla człowieka na przestrzeni jego historii jest walką z ludzkim ego. Początkowo ludzie myśleli, że Ziemia jest centrum Wszechświata. Następnie zgodzili się na Słońce, przypadkowo wysyłając na stos kilku naukowców. Co więcej – więcej: Słońce jest już zaledwie maleńką gwiazdą na obrzeżach jednej z miliardów galaktyk. Kierując się tą logiką, jest prawdopodobne, że sami nie jesteśmy wyjątkowi i jesteśmy tylko jednym z nieskończonej liczby wariantów nas samych, istniejących w równoległym wszechświecie. Możemy mieć tylko nadzieję, że jesteśmy przynajmniej gdzieś równolegle zdrowy wizerunekżycie i nie rób głupich rzeczy.

Na podstawie HowStuffWorks.com

Wiara w istnienie niewidzialnych sąsiadów graniczy z fantazją. Albo z chorą wyobraźnią. Tak mówią sceptycy. A zwolennicy nie poddają się i podają aż 10 argumentów za alternatywną rzeczywistością.

1. Interpretacja wielu światów

Kwestia wyjątkowości wszystkich rzeczy zaprzątała wielkie umysły na długo przed autorami powieści science fiction. Myśleli o tym starożytni greccy filozofowie Demokryt, Epikur i Metrodorus z Chios. Święte teksty hinduskie wspominają także o wszechświatach alternatywnych.

Dla oficjalnej nauki pomysł ten narodził się dopiero w 1957 roku. Amerykański fizyk Hugh Everett stworzył teorię wielu światów, aby wypełnić luki w mechanice kwantowej. W szczególności dowiedz się, dlaczego kwanty światła zachowują się albo jak cząstki, albo jak fale.

Według Everetta każde wydarzenie prowadzi do rozłamu i skopiowania Wszechświata. W tym przypadku liczba „klonów” jest zawsze równa liczbie możliwych wyników. A sumę wszechświatów centralnych i nowych można przedstawić w postaci rozgałęzionego drzewa.

2. Artefakty nieznanych cywilizacji

Niektóre znaleziska wprawiają w zakłopotanie nawet najbardziej doświadczonych archeologów.

Na przykład młotek odkryty w Londynie, datowany na 500 milionów lat p.n.e., czyli okres, w którym na Ziemi nie było nawet śladu homosapiens!

Lub mechanizm obliczeniowy, który pozwala określić trajektorię gwiazd i planet. Brązowy odpowiednik komputera został złapany w 1901 roku w pobliżu greckiej wyspy Antykithera. Badania nad urządzeniem rozpoczęły się w 1959 roku i trwają do dziś. W 2000 roku udało się obliczyć przybliżony wiek artefaktu - I wiek p.n.e.

Na razie nic nie wskazuje na podróbkę. Pozostały trzy wersje: komputer został wynaleziony przez przedstawicieli nieznanej starożytnej cywilizacji, zagubiony przez podróżników w czasie lub... podstawiony przez ludzi z innych światów.

3. Ofiara teleportacji

Tajemnicza historia Hiszpanki Lerina Garcii rozpoczęła się w zwyczajny lipcowy poranek, kiedy obudziła się w obcej rzeczywistości. Ale nie od razu zrozumiałem, co się stało. Był jeszcze rok 2008, Lerin miała 41 lat, była w tym samym mieście i domu, w którym poszła spać.

Tylko piżama i pościel drastycznie zmieniły kolor w ciągu nocy, a szafa uciekła do innego pokoju. Nie było biura, w którym Lerin pracował przez 20 lat. Wkrótce pojawił się „dom”. były narzeczony, była narzeczona, zwolniony sześć miesięcy temu. Nawet prywatny detektyw nie był w stanie dowiedzieć się, gdzie zniknął obecny przyjaciel jego serca...

Testy na zawartość alkoholu i narkotyków dały wynik negatywny. Oraz konsultacja z psychiatrą. Lekarz przypisał całe zdarzenie stresowi. Diagnoza nie zadowoliła Lerin i skłoniła ją do poszukiwania informacji o światach równoległych. Nigdy nie była w stanie powrócić do swojego rodzimego wymiaru.

4. Deja vu na odwrót

Istota deja vu nie sprowadza się do niejasnego poczucia „powtórzenia”, znanego wielu i codziennego przewidywania. Zjawisko to ma antypodę – jamevu. Osoby, które tego doświadczyły, nagle przestają rozpoznawać znane miejsca, starych znajomych i sceny z obejrzanych filmów. Regularne jaevu wskazuje na zaburzenia psychiczne. Pojedyncze i rzadkie awarie pamięci występują także u zdrowych osób.
Uderzającą ilustracją jest eksperyment angielskiego neuropsychologa Chrisa Moulina. 92 ochotników musiało napisać słowo „drzwi” 30 razy na minutę. W rezultacie 68% badanych poważnie wątpiło w istnienie tego słowa. Błąd w myśleniu czy chwilowe przeskoki z rzeczywistości do rzeczywistości?

5. Korzenie snów

Pomimo obfitości metod badawczych przyczyna pojawienia się snów wciąż pozostaje tajemnicą. Zgodnie z ogólnie przyjętym poglądem na sen mózg jedynie przetwarza informacje zgromadzone w rzeczywistości. I przekłada to na obrazy - najwygodniejszy format dla śpiącego umysłu. Rozwiązanie numer dwa - system nerwowy wysyła chaotyczne sygnały do ​​śpiącej osoby. Przekształcają się w kolorowe wizje.

Według Freuda w snach uzyskujemy dostęp do podświadomości. Wyzwolona spod cenzury świadomości, spieszy z opowieścią o wypartych pragnieniach seksualnych. Czwarty punkt widzenia po raz pierwszy wyraził Carl Jung. To, co widzisz we śnie, nie jest fantazją, ale konkretną kontynuacją pełnego życia. Jung również widział kod w obrazach snów. Ale nie ze stłumionego libido, ale ze zbiorowej nieświadomości.
W połowie ubiegłego wieku psychologowie zaczęli mówić o możliwości kontrolowania snu. Pojawiły się odpowiednie podręczniki. Najbardziej znana była trzytomowa instrukcja obsługi autorstwa amerykańskiego psychofizjologa Stephena LaBerge.

6. Zagubieni między dwiema Europami

W 1952 roku na lotnisku w Tokio pojawił się dziwny pasażer. Sądząc po wizach i stemplach celnych w paszporcie, w ciągu ostatnich 5 lat wielokrotnie latał do Japonii. Ale w kolumnie „Kraj” był pewien Taured. Właściciel dokumentu zapewniał, że jego ojczyzną jest państwo europejskie o tysiącletniej historii. „Obcy” przedstawił prawo jazdy i wyciągi bankowe uzyskane w tym samym tajemniczym kraju.

Obywatel Taured, nie mniej zaskoczony niż celnicy, został na noc w pobliskim hotelu. Funkcjonariusze imigracyjni, którzy przybyli następnego ranka, go nie znaleźli. Według recepcjonistki gość nawet nie opuścił pokoju.

Tokijska policja nie znalazła żadnych śladów zaginionego Taureda. Albo uciekł przez okno na 15. piętrze, albo udało mu się przetransportować z powrotem.

7. Aktywność paranormalna

„Żywe” meble, odgłosy niewiadomego pochodzenia, upiorne sylwetki unoszące się w powietrzu na fotografiach… Spotkania ze zmarłymi zdarzają się nie tylko w filmach. Na przykład wiele mistycznych wydarzeń w londyńskim metrze.

Na stacji Aldwych, która została zamknięta w 1994 r., nieustraszeni Brytyjczycy organizują imprezy, kręcą filmy i od czasu do czasu widzą kobiecą postać spacerującą po torach. W odcinku metra w pobliżu Muzeum Brytyjskiego znajduje się mumia starożytnej egipskiej księżniczki. Od lat 50. XX w. w Covent Garden bywał dandys, ubrany na wzór końca XIX w. i dosłownie rozpływający się na naszych oczach, gdy ktoś zwróci na niego uwagę...

Materialiści odsuwają na bok wątpliwe fakty, wierząc

kontakty z duchami, halucynacje, miraże i jawne kłamstwa gawędziarzy. Dlaczego więc ludzkość od wieków trzyma się opowieści o duchach? Być może mityczne królestwo umarłych jest jedną z alternatywnych rzeczywistości?

8. Czwarty i piąty wymiar

Widoczne dla oka długość, wysokość i szerokość zostały już zbadane w górę i w dół. Tego samego nie można powiedzieć o pozostałych dwóch wymiarach, których nie ma w (tradycyjnej) geometrii euklidesowej.

Społeczność naukowa nie zagłębiła się jeszcze w zawiłości kontinuum czasoprzestrzennego odkrytego przez Łobaczewskiego i Einsteina. Ale mówiło się już o wyższym – piątym – wymiarze, dostępnym jedynie dla osób posiadających zdolności parapsychiczne. Jest także otwarta dla tych, którzy poszerzają świadomość poprzez praktyki duchowe.

Jeśli odłożymy na bok domysły pisarzy science fiction, o nieoczywistych współrzędnych Wszechświata nie wiadomo prawie nic. Prawdopodobnie to właśnie stamtąd nadprzyrodzone istoty przybywają do naszej trójwymiarowej przestrzeni.

9. Ponowne przemyślenie eksperymentu z podwójną szczeliną

Howard Weissman jest przekonany, że dwoistość natury światła wynika ze styku światów równoległych. Hipoteza australijskiego badacza łączy interpretację wielu światów Everetta z doświadczeniami Thomasa Younga.

Ojciec falowej teorii światła opublikował w 1803 roku raport na temat słynnego eksperymentu z podwójną szczeliną. Jung zainstalował w laboratorium ekran projekcyjny, a przed nim znajdował się gęsty ekran z dwiema równoległymi szczelinami. Następnie światło skierowano na powstałe pęknięcia.

Część promieniowania zachowywała się jak fala elektromagnetyczna– paski światła odbijały się na tylnej szybie, przechodząc prosto przez szczeliny. Kolejna połowa strumienia światła pojawiła się jako skupisko cząstek elementarnych i została rozproszona po ekranie.
„Każdy ze światów ograniczony jest prawami fizyki klasycznej. Oznacza to, że bez ich przecięcia zjawiska kwantowe byłyby po prostu niemożliwe” – wyjaśnia Weissman.

10. Wielki Zderzacz Hadronów

Wieloświat to nie tylko model teoretyczny. Francuski astrofizyk Aurélien Barrot doszedł do tego wniosku obserwując działanie Wielkiego Zderzacza Hadronów. Dokładniej, oddziaływanie umieszczonych w nim protonów i jonów. Zderzenie ciężkich cząstek dało wyniki niezgodne z konwencjonalną fizyką.

Barro, podobnie jak Weissman, zinterpretował tę sprzeczność jako konsekwencję zderzenia równoległych światów.