Новости всё Наука - iCity.life Екатеринбург

Одна из самых интересных для обсуждения и размышлений тем — идея того, что наша реальность, наша Вселенная, может быть не единственной версией, расписанием происходящих событий. Возможно, существуют другие вселенные, с другими версиями нас, другими историями и исходами событий, не такими, как у нас. Что касается физики, то с научной точки зрения эта тема тоже крайне интересна. Вот что на самом деле наука говорит о том, может ли это быть правдой или нет.

Вселенная, насколько могут увидеть самые мощные телескопы (даже в теории), огромна, массивна и велика. Включая фотоны и нейтрино, она содержит 1090 частиц, слипшихся и сгруппированных в сотни миллиардов или триллионы галактик. Каждая из этих галактик вмещает порядка триллиона звезд (в среднем) и все они разбросаны по космосу в сфере диаметром 92 миллиарда лет, если смотреть с нашей позиции. Но несмотря на то, что подсказывает нам наша интуиция, это не значит, что мы находимся в центре конечной Вселенной. На самом деле, все данные указывают на то, что все строго наоборот.

Причина, по которой Вселенная кажется конечной для нас — причина, по которой мы не можем увидеть все, что находится за пределами определенного порога, — не в том, что Вселенная конечна по размерам, а в том, что Вселенная существовала определенное время. Если мы хорошо понимаем, что такое Большой Взрыв, все было так: Вселенная не была постоянной в пространстве и времени, она эволюционировала из более однородного, горячего, плотного состояния в более разрозненное, холодное и диффузное современное состояние.

И так мы получили богатую Вселенную, изобилующую многими поколениями звезд; сверхолодный фон, послесвечение Большого Взрыва; галактики, разбегающиеся тем быстрее, чем дальше они находятся. Пределы видимого нами устанавливаются расстоянием, которое свет пропутешествовал с момента Большого Взрыва.

Но это вовсе не означает, что не существует другой Вселенной за пределами участка, доступного для нас. На самом деле, у нас есть все основания полагать, что Вселенная может быть практически бесконечной. Наблюдательно мы можем измерить несколько различных интересных величин, включая пространственную кривизну Вселенной, насколько однородна и гладка она с позиции температуры и плотности и как развивалась с течением времени.

Оказывается, Вселенная практически плоская пространственно, однородна, а за ее пределами, вероятнее всего, будет точно такая же Вселенная, как и наша, растянутая на сотни миллиардов лет во всех направлениях, которых мы уже не увидим. Но если вернуться назад во времени, отмотать историю до Большого Взрыва, можно обнаружить нечто еще более интересное. До Большого Взрыва Вселенной был другой этап.

Этот этап, период космологической инфляции, описывает фазу Вселенной, которая была наполнена не привычной нам материей и излучением, а энергией, присущей самому пространству: и в этом состоянии Вселенная расширялась экспоненциально. То есть расширение происходило не с определенной скоростью, а скорее разворачивалось, как сложенный лист бумаги — в два, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать два раза и так далее.

Поскольку это расширение было не только экспоненциальным, но и стремительным, «удвоение» происходило с промежутком в 10-35 секунды. То есть, когда прошло 10-34секунды, Вселенная стала в 1000 раз больше; прошло 10-33 секунды — Вселенная стала больше в 1030 раз (или 100010); прошло 10-32 секунды — и Вселенная стала размером в 10300 раз больше и так далее. Экспоненциальное расширение хорошо не тем, что происходит быстро, а тем, что неумолимо.

Теперь, очевидно, Вселенная не всегда продолжала расширяться таким образом, потому что мы ведь здесь, а значит инфляция должна была завершиться и дать начало Большому Взрыву. Можно представить, что инфляция начинается на вершине плоского холма и подобно шару медленно катится вниз. Пока шар остается возле вершины и медленно катится, инфляция продолжается, а Вселенная расширяется экспоненциально. Как только шар скатывается вниз в долину, инфляция завершается, а энергия рассеивается. Энергия, присущая самому пространству, преобразуется в материю и излучение. Мы переходим из состояния инфляции в Большой Взрыв.

Прежде чем мы двинемся дальше, стоит отметить несколько важных вещей:

• Инфляция — это не шар, не классическое поле — а скорее волна, которая распространяется с течением времени, подобно квантовому полю.
• Это значит, что по мере течения времени, когда образуется все больше и больше пространства из-за инфляции, определенные области, вероятно, наблюдают конец инфляции, а другие — ее продолжение.
• Области, в которых инфляция завершилась, дают начало Большому Взрыву и нашей Вселенной; в других же инфляция продолжается.
• Со временем, из-за динамики расширения, никакие две области, в которых инфляция завершилась, не смогут взаимодействовать или столкнуться. Между ними будут области с продолжающейся инфляцией, которые будут расталкивать первые.

Стоит отметить, что мы знаем не так много об этом инфляционном состоянии, поэтому сталкивается с множеством неопределенностей и возможностей:

• Мы не знаем, сколько длилось инфляционное состояние до того, как завершилось и привело к Большому Взрыву. Вселенная может быть либо ненамного больше той, что мы видим, либо намного больше, либо вообще бесконечной.
• Мы не знаем, одинаковы ли области, в которых инфляция завершилась, или же сильно отличаются от нашего собственного. Вполне вероятно, что существует неизвестная физическая динамика, которая приводит к тому, что все фундаментальные константы — массы частиц, силы взаимодействий, количество темной энергии — одинаковы для всех областей, где завершилась инфляция. Также возможно, что в разных областях будет разная физика.

И если эти вселенные все одинаковы, говоря о законах физики, и число этих вселенных воистину бесконечно, и многомировая интерпретация квантовой механики вполне справедлива, значит ли это, что существуют параллельные вселенные, в которых все происходило точно так же, как в нашей Вселенной, не считая одного крошечного квантового результата?

В других мирах все могло происходить точно так же, как и в нашем, не считая одной крошечной детали, из-за которой ваша жизнь пошла совершенно другим путем…

• Когда вы выбрали работу за океаном, а не остались в стране?
• Когда вы заступились за девушку и не дали ее в обиду?
• Когда вы поцеловали ее на прощание, а не дали просто уйти?
• Когда в какой-то поворотный момент что-то не позволило вам ее потерять?

Просто вдумайтесь: что, если существует Вселенная на каждый из возможных исходов событий? Если вероятность существования такой Вселенной не нулевая, а число таких миров бесконечно, значит все возможно? Только для этого должно произойти много «если». Инфляционное состояние должно было оставаться не просто долгим, а бесконечным.

Почему?

Если Вселенная расширялась экспоненциально — не только в течение крошечной доли секунды, а в течение 13,8 миллиарда лет (это около 4 х 1017 секунд) — мы имеем дело с гигантским объемом пространства. В конце концов, несмотря на то что существуют области пространства, где инфляция завершилась, большая часть объема Вселенной представлена областями, в которых инфляция не завершилась. То есть, мы говорим минимум о 1010^50вселенных, которые начали с таких же условий, что и наша собственная. Это 10¹⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰ вселенных. Довольно большое число. И числа, описывающие число возможных исходов взаимодействий частиц, будут еще больше.

В каждой Вселенной 1090 частиц, и нам нужно, чтобы все они прошли точно такую же историю 13,8 миллиарда лет, чтобы дать нам идентичную нашей Вселенную. Для Вселенной с 1090 квантовыми частицами, которые будут взаимодействовать между собой 13,8 миллиардов лет в 1010^50 возможных вариациях… Число, которое вы видите выше, например, это просто 1000! (или (103)!), факториал 1000, который описывает число возможных перестановок для 1000 различных частиц в любое конкретное время. Представьте, насколько больше число (103)!, чем (101000). (103)! — это почти 102477.

Факториал тысячи: все числа от 1 до 1000, перемноженные между собой

Но во Вселенной не 1000 частиц, а 1090. Каждый раз, когда две частицы взаимодействуют, результат не один — целый квантовый спектр результатов. Во Вселенной много больше возможных результатов, чем (1090)!, и это число на много гуголплексов больше, чем ничтожные 1010^50.

Другими словами, число возможных исходов взаимодействия частиц в любой вселенной стремится к бесконечности быстрее, чем увеличивается число возможных вселенных из-за инфляции. Даже если отложить в сторону такие вопросы, что может быть бесконечное число возможных значений фундаментальных констант, частиц и взаимодействий, и даже отложить вопросы интерпретации, например, описывает ли многомировая интерпретация нашу физическую реальность, факт в том, что число возможных исходов возрастает настолько быстро — намного быстрее, чем просто в геометрической прогрессии — что если инфляция на самом деле будет протекать бесконечно, не будет ни одной параллельной вселенной, идентичной нашей.

Это значит, что может существовать огромное количество Вселенных, с другими законами и прочим. Но их недостаточно, чтобы дать нам альтернативные версии самих себя. Что это значит для вас?

Что нет другой копии вас нигде в мире. И нет будущего, которое за вас выберет кто-то другой. Поэтому проживите эту жизнь так, как ее не прожил бы никто другой во всех параллельных вселенных.