Prawdopodobieństwo istnienia światów równoległych. Wszechświaty równoległe związane z pojawieniem się paradoksów kwantowych

W wywiadzie z 2011 r. fizyk Brian Greene z Columbia University, który napisał książkę Ukryta rzeczywistość: Wszechświaty równoległe i głębokie prawa kosmosu, wyjaśnił, że nie jesteśmy do końca pewni, jak duży jest wszechświat. Może być bardzo, bardzo duży, ale skończony. Lub, jeśli odejdziesz od Ziemi w dowolnym kierunku, przestrzeń może rozciągać się w nieskończoność. Tak większość z nas to sobie wyobraża.

Ale jeśli kosmos jest nieskończony, to według Greene'a musi to być wielokrotny wszechświat z nieskończonymi równoległymi rzeczywistościami. Wyobraź sobie, że wszechświat i cała materia w nim jest odpowiednikiem talii kart. Tak jak w talii są 52 karty, tak będzie dokładnie taka sama liczba różnych form materii. Jeśli przetasujesz talię wystarczająco długo, w końcu kolejność kart powtórzy się z pierwotną. Podobnie w nieskończonym wszechświecie materia w końcu się powtórzy i zorganizuje w podobny sposób. Multiwers, tzw. multiwers, z nieskończoną liczbą równoległych rzeczywistości, zawiera podobne, ale nieco różne wersje wszystkiego, co istnieje, a tym samym zapewnia prosty i wygodny sposób wyjaśnienia powtórzeń.

Jak możesz wyjaśnić, jak zaczyna się i kończy wszechświat?

Ludzie mają szczególną pasję – związaną ze zdolnością mózgu do tworzenia schematów – chcemy poznać początek i koniec każdej historii. Łącznie z historią samego wszechświata. Ale jeśli Wielki Wybuch był początkiem wszechświata, co go spowodowało i co istniało przed nim? Czy wszechświat się skończy i co będzie po nim? Każdy z nas przynajmniej raz zadał te pytania.

Multiwszechświat może wyjaśnić wszystkie te rzeczy. Niektórzy fizycy sugerowali, że nieskończone regiony multiwersu można nazwać światami branowymi. Te brany istnieją w wielu wymiarach, ale nie możemy ich wykryć, ponieważ w naszym własnym świecie bran możemy postrzegać tylko trzy wymiary przestrzeni i jeden czas.

Niektórzy fizycy uważają, że te brany są ułożone razem jak talerze, jak krojony chleb w torbie. Bardzo czas ich rozdzielenia. Ale czasami się zderzają. Teoretycznie zderzenia te są na tyle katastrofalne, że powodują powtarzające się "wielkie wybuchy" - tak, że równoległe wszechświaty zaczynają się od nowa, raz za razem.

Obserwacje sugerują, że może istnieć wiele wszechświatów

Obserwatorium orbitalne Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej gromadzi dane na temat mikrofalowego tła kosmicznego (CMB), promieniowania tła, które wciąż świeci z wczesnej i gorącej fazy Wszechświata.

Jej badania doprowadziły również do możliwych dowodów na istnienie wieloświata. W 2010 roku zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Kanady i USA odkrył cztery niezwykłe i mało prawdopodobne okrągłe wzory w CMB. Naukowcy sugerują, że te ślady mogą być „siniakami”, które pozostały na ciele naszego wszechświata po zderzeniu z innymi.

W 2015 r. badacz ESA Rang-Ram Hari dokonał podobnego odkrycia. Hari wziął model CMB z obrazu nieba z obserwatorium, a następnie usunął wszystko, co o nim wiemy - gwiazdy, gaz, pył międzygwiazdowy i tak dalej. W tym momencie niebo powinno być w większości puste, z wyjątkiem szumu tła.

Ale tak się nie stało. Zamiast tego, w pewnym zakresie częstotliwości, Hari był w stanie wykryć rozproszone plamy na mapie kosmosu, obszary, które były około 4500 razy jaśniejsze niż powinny. Naukowcy wymyślili inne możliwe wyjaśnienie: te obszary są śladami zderzeń między naszym wszechświatem a równoległym.

Hari uważa, że ​​jeśli nie znajdziemy innego sposobu na wyjaśnienie tych oznaczeń, „będziemy musieli dojść do wniosku, że Natura potrafi grać w kości, a my jesteśmy tylko jednym losowym wszechświatem spośród wielu innych”.

Wszechświat jest zbyt duży, aby wykluczyć możliwość istnienia równoległych rzeczywistości

Istnieje możliwość istnienia wielu wszechświatów, chociaż nie widzieliśmy rzeczywistości równoległych, ponieważ nie możemy obalić ich istnienia.

Na pierwszy rzut oka może się to wydawać sprytnym wyczynem retorycznym, ale rozważ to: nawet w naszym świecie odkryliśmy wiele rzeczy, o których wcześniej nie wiedzieliśmy, i takie rzeczy się wydarzyły – globalny kryzys z 2008 roku jest dobrym przykładem. Przed nim nikt nie sądził, że to w ogóle możliwe. David Hume nazwał tego rodzaju wydarzenia „czarnymi łabędziami”: ludzie będą zakładać, że wszystkie łabędzie są białe, dopóki nie zobaczą czarnych łabędzi.

Skala wszechświata pozwala pomyśleć o możliwości istnienia wielu wszechświatów. Wiemy, że wszechświat jest bardzo, bardzo duży, być może nieskończony. Oznacza to, że nie będziemy w stanie wykryć wszystkiego, co istnieje we wszechświecie. A ponieważ naukowcy ustalili, że wszechświat ma około 13,8 miliarda lat, możemy wykryć tylko światło, które zdołało do nas dotrzeć w tym czasie. Jeśli równoległa rzeczywistość znajduje się dalej niż 13,8 lat świetlnych od nas, możemy nigdy nie wiedzieć o jej istnieniu, nawet jeśli istnieje w rozróżnianych przez nas wymiarach.

Wiele wszechświatów ma sens w kategoriach ateizmu

Jak wyjaśnił fizyk ze Stanford University Andrei Linde w wywiadzie z 2008 roku, jeśli świat fizyczny przestrzegał nieco innych zasad, życie nie mogło istnieć. Gdyby protony były na przykład o 0,2% masywniejsze niż obecnie, byłyby tak niestabilne, że natychmiast rozpadłyby się na proste cząstki bez tworzenia atomu. A gdyby grawitacja była trochę silniejsza, wynik byłby potworny. Gwiazdy takie jak nasze Słońce zapadłyby się na tyle ciasno, że spaliłyby swoje paliwo w ciągu kilku milionów lat, uniemożliwiając tworzenie się planet takich jak Ziemia. Jest to tak zwany „problem dostrajania”.

Niektórzy widzą tę precyzyjną równowagę warunków jako dowód zaangażowania wszechpotężnej siły, wyższej istoty, która stworzyła wszystko, co bardzo denerwuje ateistów. Ale całkiem dobrze im odpowiada możliwość istnienia wieloświata, w którym ta siła będzie po prostu w odrębnej rzeczywistości ze wszystkimi niezbędnymi do życia czynnikami.

Jak powiedział Linde: „Dla mnie realność wielu wszechświatów jest logicznie możliwa. Można powiedzieć: może to jakiś mistyczny zbieg okoliczności. Być może Bóg stworzył wszechświat dla naszego dobra. Nie wiem nic o Bogu, ale sam wszechświat mógłby się reprodukować nieskończoną liczbę razy we wszystkich możliwych przejawach”.

Podróżnicy w czasie nie mogą złamać historii

Popularność trylogii Powrót do przyszłości zafascynowała wiele osób ideą podróży w czasie. Odkąd film został wydany, nikt jeszcze nie opracował DeLorean, który może podróżować tam iz powrotem w czasie, dekady lub stulecia. Ale naukowcy uważają, że podróże w czasie mogą być przynajmniej teoretycznie możliwe.

A jeśli to możliwe, moglibyśmy być w takiej samej sytuacji, jak główny bohater„Powrót do przyszłości” Marty'ego McFly – ryzykując nieumyślną zmianę czegoś w przeszłości, zmieniając w ten sposób przyszłość i bieg historii. McFly przypadkowo uniemożliwił rodzicom spotkanie i zakochanie się, tym samym skutecznie usuwając się z rodzinnych zdjęć.

Jednak artykuł z 2015 r. sugerował, że istnienie wieloświata nie sprawia, że ​​takie kłopoty są konieczne. „Istnienie alternatywnych światów oznacza, że ​​nie ma jednej chronologii, którą można złamać” – pisał Georg Dvorsky. Wręcz przeciwnie, jeśli ktoś odejdzie w przeszłość i coś zmieni, po prostu stworzy nowy zestaw równoległych wszechświatów.

Moglibyśmy być symulacją dla zaawansowanej cywilizacji

Wszystkie te tematy dotyczące wszechświatów równoległych, które do tej pory omawialiśmy, były niezwykle interesujące. Ale jest jeszcze coś ciekawego.

W 2003 roku filozof Nick Bostrom, dyrektor Instytutu Przyszłości Ludzkości na Uniwersytecie Oksfordzkim, zastanawiał się, czy wszystko, co postrzegamy jako rzeczywistość – w szczególności nasz oddzielny równoległy wszechświat – może być po prostu cyfrową symulacją innego wszechświata. Według Bostroma, aby stworzyć szczegółowy model całości, potrzeba 1036 obliczeń historia ludzkości.

Dobrze rozwinięta obca cywilizacja – istoty, których poziom technologiczny sprawiłby, że wyglądaliśmy jak mieszkańcy paleolitycznych jaskiń – mogłaby mieć wystarczającą moc obliczeniową do tego wszystkiego. Co więcej, symulacja każdej żywej osoby nie wymaga absolutnie oszałamiających zasobów elektronicznych, więc na komputerze może być znacznie więcej symulowanych stworzeń niż prawdziwych.

Wszystko to może oznaczać, że żyjemy w cyfrowym świecie, jak z filmu Matrix.

Ale co się stanie, jeśli ta zaawansowana cywilizacja sama w sobie jest symulacją?

Ludzie od niepamiętnych czasów myśleli o wielu wszechświatach.

Udowodnienie tego będzie niezwykle trudne. Ale tutaj nie sposób nie przywołać starych powiedzeń, które przypisuje się albo Picasso, albo Susan Sontag: jeśli możesz coś sobie wyobrazić, to musi istnieć.

I coś w tym jest. W końcu na długo przed tym, jak Hugh Everett popijał koniak, wielu ludzi w historii ludzkości wyobrażało sobie różne wersje wieloświata.

Na przykład starożytne indyjskie teksty religijne wypełnione są opisami wielu równoległych wszechświatów. A starożytni Grecy mieli filozofię atomizmu, która głosiła, że ​​istnieje nieskończona liczba światów rozsianych w tej samej nieskończonej pustce.

Idea wielu światów zrodziła się również w średniowieczu. Paryski biskup w 1277 r. twierdził, że grecki filozof Arystoteles nie miał racji, mówiąc, że istnieje tylko jeden możliwy świat, ponieważ stawia to pod znakiem zapytania wszechmoc Bożą do tworzenia światów równoległych. Ten sam pomysł został wskrzeszony w XVII wieku przez Gottfrieda Wilhelma Leibniza, jeden z filarów rewolucji naukowej. Twierdził, że istnieje wiele możliwych światów, z których każdy posiada odrębną fizykę.

Wszystko to pasuje do naszego schematu wiedzy o wszechświecie.

Choć koncepcja wieloświata może wydawać się dziwna, w pewien sposób pasuje do postępu. Współczesna historia i jak ludzie widzą siebie i wszechświat.

W 2011 roku fizycy Alexander Vilenkin i Max Tegmark zauważyli, że ludzie zachodniej cywilizacji stopniowo uspokajali się, odkrywając naturę rzeczywistości. Zaczęli z nastawieniem, że Ziemia jest centrum wszystkiego. Okazało się, że tak nie jest, a nasza to tylko maleńka część Drogi Mlecznej.

Multiwszechświat musi doprowadzić tę ideę do logicznego zakończenia. Jeśli wieloświat istnieje, oznacza to, że nie jesteśmy wybrańcami i że istnieją nieskończone wersje nas samych.

Ale niektórzy uważają, że jesteśmy dopiero na samym początku drogi do ekspansji świadomości. Jak napisał fizyk teoretyczny z Uniwersytetu Stanforda Leonard Susskind, być może za kilka stuleci filozofowie i naukowcy spoglądają wstecz na nasze czasy jako „złoty wiek, w którym wąska prowincjonalna koncepcja wszechświata XX wieku została zastąpiona przez większy i lepszy multiwers o oszałamiających proporcjach.”

Istnieje teoria, zgodnie z którą istnieje wiele wszechświatów, w których żyjemy zupełnie innym życiem: każde nasze działanie wiąże się z pewnym wyborem i dokonując tego wyboru w naszym Wszechświecie, równolegle, „inny ja” dokonuje przeciwna decyzja. Jak uzasadniona jest ta teoria? punkt naukowy wizja? Dlaczego naukowcy się do tego uciekali? Spróbujmy zrozumieć nasz artykuł.

Wieloświatowa koncepcja wszechświata
Po raz pierwszy o teorii prawdopodobnego zbioru światów wspomniał amerykański fizyk Hugh Everett. Zaproponował swoje rozwiązanie jednej z głównych kwantowych tajemnic fizyki. Zanim przejdziemy bezpośrednio do teorii Hugh Everetta, trzeba zrozumieć, czym jest ta tajemnica cząstek kwantowych, która od kilkunastu lat nawiedza fizyków na całym świecie.

Wyobraź sobie zwykły elektron. Okazuje się, że jako obiekt kwantowy może znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie. Ta właściwość nazywana jest superpozycją dwóch stanów. Ale magia na tym się nie kończy. Jak tylko chcemy jakoś określić położenie elektronu, na przykład próbujemy go strącić innym elektronem, to z kwantu stanie się zwyczajny. Jak to możliwe: elektron był zarówno w punkcie A, jak iw punkcie B i nagle w pewnym momencie przeskoczył do punktu B?

Hugh Everett przedstawił swoją interpretację tej kwantowej zagadki. Zgodnie z jego teorią wielu światów elektron nadal istnieje w dwóch stanach jednocześnie. Chodzi o samego obserwatora: teraz zamienia się w obiekt kwantowy i dzieli się na dwa stany. W jednej z nich widzi elektron w punkcie A, w drugiej - w B. Istnieją dwie równoległe rzeczywistości i nie wiadomo, w której z nich znajdzie się obserwator. Podział na rzeczywistość nie ogranicza się do dwóch: ich rozgałęzienie zależy tylko od zmienności wydarzeń. Jednak wszystkie te rzeczywistości istnieją niezależnie od siebie. My jako obserwatorzy wpadamy w jedną, z której nie sposób się wydostać, jak również przejść do równoległej.

Z punktu widzenia tej koncepcji eksperyment z najbardziej naukowym kotem w historii fizyki, kotem Schrödingera, również jest łatwy do wyjaśnienia. Zgodnie z wieloświatową interpretacją mechaniki kwantowej nieszczęsny kot w stalowej komorze jest jednocześnie żywy i martwy. Kiedy otwieramy tę komnatę, wydaje się, że łączymy się z kotem i tworzymy dwa stany - żywy i martwy, które się nie przecinają. Powstają dwa różne wszechświaty: w jednym obserwator z martwym kotem, w drugim z żywym.
Należy od razu zauważyć, że koncepcja wieloświatów nie implikuje istnienia wielu wszechświatów: jest to jeden, tylko wielowarstwowy, a każdy znajdujący się w nim obiekt może być w różnych stanach. Takiej koncepcji nie można uznać za teorię potwierdzoną eksperymentalnie. Jak dotąd jest to tylko matematyczny opis zagadki kwantowej.

Teorię Hugh Everetta popierają Howard Wiseman, fizyk z Griffith University w Australii, dr Michael Hall z Griffith University Center for Quantum Dynamics oraz dr Dirk-Andre Deckert z University of California. Ich zdaniem tak naprawdę istnieją światy równoległe i są obdarzone różnymi cechami. Wszelkie zagadki i wzorce kwantowe są konsekwencją „odpychania” sąsiednich światów od siebie. Te zjawiska kwantowe powstają w taki sposób, że każdy świat nie jest podobny do drugiego.

Podobnie jak w przypadku koncepcji wielu światów, teoria strun jest trudna do udowodnienia eksperymentalnie. Oprócz, aparat matematyczny teoria jest tak trudna, że ​​dla każdej nowej idei matematycznego wyjaśnienia należy szukać dosłownie od zera.

Hipoteza matematyczny wszechświat
Kosmolog, profesor w Massachusetts Institute of Technology Max Tegmark w 1998 roku przedstawił swoją „teorię wszystkiego” i nazwał ją hipotezą matematycznego wszechświata. Na swój sposób rozwiązał problem istnienia dużej liczby praw fizycznych. Jego zdaniem, każdy zbiór tych praw, niesprzecznych z punktu widzenia matematyki, odpowiada niezależnemu wszechświatowi. Uniwersalność teorii polega na tym, że można ją wykorzystać do wyjaśnienia całej różnorodności praw fizycznych i wartości stałych fizycznych.

Tegmark zaproponował podzielenie wszystkich światów zgodnie z jego koncepcją na cztery grupy. Pierwsza obejmuje światy znajdujące się poza naszym kosmicznym horyzontem, tzw. obiekty pozametagalaktyczne. Druga grupa obejmuje światy o innych stałych fizycznych, odmiennych od stałych naszego Wszechświata. W trzecim - światy, które powstają w wyniku interpretacji praw mechaniki kwantowej. Czwarta grupa to pewien zbiór wszystkich wszechświatów, w których manifestują się pewne struktury matematyczne.

Jak zauważa naukowiec, nasz Wszechświat nie jest jedyny, ponieważ przestrzeń jest nieograniczona. Nasz świat, w którym żyjemy, jest ograniczony przestrzenią, której światło dotarło do nas 13,8 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. O innych wszechświatach będziemy mogli wiedzieć na pewno za co najmniej kolejny miliard lat, dopóki ich światło nie dotrze do nas.

Stephen Hawking: Czarne dziury to droga do innego wszechświata
Stephen Hawking jest także zwolennikiem teorii wielu wszechświatów. Jeden z najsłynniejszych naukowców naszych czasów w 1988 roku po raz pierwszy zaprezentował swój esej „Czarne dziury i młode wszechświaty”. Badacz sugeruje, że czarne dziury to droga do alternatywnych światów.
Dzięki Stephenowi Hawkingowi wiemy, że czarne dziury tracą energię i parują, uwalniając promieniowanie Hawkinga, które otrzymało imię badacza. Zanim wielki naukowiec dokonał tego odkrycia, społeczność naukowa wierzyła, że ​​wszystko, co w jakiś sposób wpadło do czarnej dziury, zniknęło. Teoria Hawkinga obala to założenie. Według fizyka hipotetycznie każda rzecz, obiekt, obiekt, który wpadnie do czarnej dziury, wylatuje z niej i wchodzi do innego wszechświata. Taka podróż jest jednak ruchem w jedną stronę: nie ma możliwości powrotu.

Z tego wszystkiego wynika, że ​​przejście przez czarną dziurę raczej nie będzie popularnym i niezawodnym sposobem. podróż kosmiczna. Po pierwsze, będziesz musiał się tam dostać, poruszając się w wyimaginowanym czasie i nie przejmując się, że twoja historia w czasie rzeczywistym kończy się smutno. Po drugie, nie mógłbyś wybrać miejsca docelowego. To jak latanie jakąś linią lotniczą, która jest w twojej głowie,
– pisze badacz.

Wszechświaty równoległe i brzytwa Ockhama
Jak widzimy, wciąż nie da się z całkowitą pewnością udowodnić teorii wielu wszechświatów. Przeciwnicy teorii uważają, że nie mamy prawa mówić o nieskończonym zbiorze wszechświatów, choćby dlatego, że nie potrafimy wyjaśnić postulatów mechaniki kwantowej. Takie podejście jest sprzeczne z filozoficzną zasadą Williama Ockhama: „Nie należy niepotrzebnie mnożyć rzeczy”. Zwolennicy tej samej teorii mówią: o wiele łatwiej jest założyć istnienie wielu wszechświatów niż istnienie jednego ideału.

Czyja argumentacja (zwolennicy lub przeciwnicy teorii wieloświata) jest bardziej przekonująca – Ty decydujesz. Kto wie, może to Ty będziesz w stanie odgadnąć kwantową zagadkę fizyki i zaproponować nową uniwersalną „teorię wszystkiego”.

A jeśli jesteś zaniepokojony strukturą naszego Wszechświata i pociągają Cię tajniki fizyki, radzimy przeczytać nasz artykuł o hipotezie symulacji komputerowej.

Fizyk i astronom Stephan Feeney z University College London, jednej z czołowych brytyjskich uczelni, jest przekonany, że ślady takich zderzeń można zobaczyć na mapach kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła, które podobno zachowało się z początkowych etapów istnienia Wszechświata i równomiernie go wypełnia. Jest uważany za jedno z głównych potwierdzeń teorii Wielkiego Wybuchu.

Takie mapy pokazują wyniki pomiarów widma CMB - cieplejsze rejony zaznaczono na czerwono, zimniejsze na niebiesko. Po dokładnym przestudiowaniu okrągłych formacji na panoramie Feeney i jego koledzy doszli do wniosku, że są to pewnego rodzaju „kosmiczne dziury” pozostałe po zderzeniu równoległych wszechświatów.

Środek takiego okręgu to obszar najcieplejszy, natomiast bliżej obrzeża kolory widma stają się zimniejsze.

Zgodnie z założeniami naukowców, w odległej przeszłości w kosmosie toczyły się prawdziwe „bitwy” między równoległymi światami, w których uczestniczyli także i nasz. Mówią, że „bąbelkowy wszechświat”, w którym żyjemy, doświadczył co najmniej czterech takich kolizji.

Wielu kosmologów już jednak wyszło z krytyką, twierdząc, że w ten sposób można łatwo wyciągnąć wiele innych pochopnych wniosków. Autorzy badania są zgodni, że wciąż jest wiele do sprawdzenia. Jeśli jednak teoria "bąbelków" zostanie potwierdzona przyszłymi badaniami, wówczas ludzkość będzie mogła po raz pierwszy "zajrzeć" do światów równoległych, nieograniczonych tylko do własnego wszechświata - mówią optymistycznie.

To „odkrycie” śladów promieniowania reliktowego nastąpiło miesiąc po tym, jak inna grupa naukowców, na podstawie podobnych danych, zakwestionowała teorię, według której wszechświat został stworzony przez Wielki Wybuch. Wierzą, że wszechświat był przed nim, a „wielkie wybuchy” zdarzają się okresowo – według kosmicznych standardów.

Profesor Uniwersytetu Oksfordzkiego Roger Penrose i profesor Uniwersytetu w Erywaniu Uniwersytet stanowy Vahe Gurzadyan znalazł 12 koncentrycznych okręgów na mapach CMB, niektóre z nich mają do pięciu pierścieni. Podział koła na pięć pierścieni oznacza, że ​​podczas istnienia obiektu, który przedstawia ten okrąg, zanotowano pięć zdarzeń o dużej skali.

Kosmolodzy uważają, że kręgi są odciskami najpotężniejszych fal promieniowania grawitacyjnego powstałych w wyniku zderzenia czarnych dziur podczas „poprzedniej wieczności” – epoki kosmicznej, która była przed Wielkim Wybuchem.

Profesor Penrose uważa, że ​​ostatecznie czarne dziury pochłoną całą materię we wszechświecie. Po zniszczeniu materii pozostaje tylko energia. A to z kolei spowoduje nowy Wielki Wybuch i nową „wieczność”. Tymczasem zgodnie z obecną teorią Wielkiego Wybuchu wszechświat stale się rozszerza, a proces ten będzie trwał w nieskończoność. Niektórzy astronomowie uważają, że w rezultacie zamieni się w zimne, martwe pustkowie.

Światy równoległe przyciągnęły tysiące badaczy, udowodniono już, że jest to rzeczywistość, która istnieje równolegle. Fizyka przestrzeni może być zarówno podobna, jak i inna, jest czarostwo i magia, czas płynie inaczej. Ludzi, którym przypadkowo udało się znaleźć portal do równoległego świata, przez długi czas nie było i tylko godziny mijały w kolejnej refleksji.

Światy równoległe - co to jest?

Pomysł, że istnieje wiele światów, wysunęli starożytni filozofowie Demokryt, Metrodor z Chios i Epikur. Później naukowcy wyprowadzili tę samą teorię, opartą na zasadzie izonomii - równego bytu. Prawa fizyki twierdzą, że wszystkie wymiary są połączone tunelami fotonowymi, co pozwala poruszać się po nich bez zakłócania prawa zachowania energii. Istnieje wersja o takich portalach:

1. Drzwi do innego świata otwierają się w "czarnych dziurach", ponieważ są to lejki zasysające materię.
2. Możliwe jest otwarcie portalu do równoległego świata z poprawnie zaprojektowanymi modelami różnych luster. Takie kamienne powierzchnie znaleziono w pobliżu piramid tybetańskich, kiedy członkowie ekspedycji zaczęli widzieć siebie w innej rzeczywistości.

Światy równoległe - dowód istnienia

Od wielu lat naukowcy łamią włócznie w sporach: czy istnieją światy równoległe? Poważne badania problemu przeprowadzono w połowie ubiegłego wieku, kiedy naukowiec Hugh Everett opublikował materiały swojego Praca naukowa, które dają sformułowanie mechaniki fotonów za pomocą warunkowości stanów. Fizyk jako pierwszy zauważył rozbieżności między wzorami falowymi i macierzowymi, które stały się podstawą teorii Multiwersu:

1. W procesie selekcji realizowane są wszystkie jego możliwości.
2. Każdy wybór jest inny, ponieważ jest osadzony w innym odbiciu.
3. Nie ma znaczenia, kto dokona wyboru: elektron czy osoba.

Teoria wyprowadzona przez fizyków o obecności wielu światów nazywana jest teorią superstrun lub teorią Multiwersu. Z kolei parapsychologowie twierdzą, że podobno na świecie istnieje ponad 40 portali do innych wymiarów, 4 z nich znajdują się w Australii, 7 więcej w USA, a 1 w Rosji, w regionie Gelendżik, w starej kopalni . Istnieją dowody na to, że młody chłopak, który zdecydował się tam zejść, zniknął na tydzień, poszedł na górę już bardzo stary i nic nie pamiętał z tego, co się stało.

Ile jest światów równoległych?

Fizycy sugerują, że istnienie światów równoległych potwierdza teorię superstrun. Świadczy o tym, że wszystkie elementy świata zbudowane są z wibrujących nici i błon energii. Zgodnie z tą teorią, w innych wymiarach może być od 10 do 100 potęgi do 10 do 500 potęgi. Matematycy przedstawiają swoje dowody. Jeśli równoległe linie mogą współistnieć w przestrzeni dwuwymiarowej, a równoległe płaszczyzny mogą współistnieć w przestrzeni trójwymiarowej, to równoległe przestrzenie trójwymiarowe mogą również współistnieć w przestrzeni czterowymiarowej.

Jak wygląda świat równoległy?

Naukowcom trudno jest opisać światy równoległe, ponieważ paralele nie mogą się przecinać i trudno jest odwiedzać tę refleksję dla samego doświadczenia. W tej sprawie można polegać tylko na słowach naocznych świadków. W ich wizji światy równoległe to:

• przepiękna przyroda, zamieszkana przez elfy, gnomy i smoki;
• obszar przypominający krater wulkanu, skąpany w szkarłatnym świetle;
• wypełnione światłem pokoje i ulice przypominają miejsca dzieciństwa.

Jedyną rzeczą, w której opisy są podobne, jest silny strumień światła, który manifestuje się z pustki. Podobne zjawiska zaobserwowali naukowcy w piramidach faraonów, naukowcy wywnioskowali z wersji, że komory są pokryte unikalnymi stopami, które świecą w ciemności. Podczas próby wyjęcia żetonu światło słoneczne, stopy te ulegają rozkładowi, nie można ich zbadać, dlatego nie ma dokładnych danych.

Jak dostać się do równoległego świata?

Podróżowanie to jeden z popularnych tematów science fiction i marzenie wielu mieszkańców Ziemi. Według teoretyków najłatwiejszy sposób to sen, w którym informacje są odbierane i przekazywane wielokrotnie szybciej niż w rzeczywistości. Jeśli mówimy o świadomym ruchu, sytuacja jest nieco inna. Według ezoteryków można dostać się do innego świata, ale jest to bardzo niebezpieczne, ponieważ inny charakter emitowanych fal może negatywnie wpłynąć na strukturę ludzki mózg. Jednak metodą prób i błędów opracowano kilka sposobów, które pomogą w odbyciu takiej podróży:

1. świadomy sen, zapewniający wyłączenie świadomości i zanurzenie w innej rzeczywistości.
2. Medytacja. Metody są podobne.
3. Z lustrem. Od czasów starożytnych magowie stworzyli w tym celu specjalne rytuały.
4. Przez windę. Przejście najlepiej wykonać w nocy, samotnie, naciskając numery pięter w określonej kolejności.

Stworzenia z równoległych światów

Trudno powiedzieć, czym są światy równoległe, co się tam znajduje. Ale istoty z innego odbicia rzeczywistości były obserwowane przez ludzi przez cały czas w ogromnej liczbie. Nie chodzi tylko o humanoidy. Najsłynniejsze przypadki takich spotkań:

1. 93 rok. W Rzymie ludzie widzieli świecącą, złotą kulę, która unosiła się po niebie.
2. 235 rok. W Chinach walczące strony zobaczyły dużą szkarłatną kulę, która wyrzucała promienie w postaci sztyletów, przemieszczając się z północy na południe.
3. 848 rok. Francuzi zauważyli na niebie obiekty w kształcie świecących cygar.

• wróżki;
• poltergeisty;
• zwierzaki.

Filmy o światach równoległych

Istnieje wiele filmów o równoległych światach, reżyserach i pisarzach, które nazywają ten gatunek fantasy. Tam nasz świat jest przedstawiony jako część wieloświata. Wszystkie kategorie widzów uwielbiają oglądać światy równoległe. Najpopularniejsze filmy:

1. „Światy równoległe” (2011, Kanada)- przygoda, fantazja.
2. Opowieści z Narnii (2005, USA)- czysta fantazja.
3. „Suwaki” (1995 - 2000, USA)- serial, bliższy science fiction.
4. „Zacięta planeta” (2011, USA)- przygodowy, fantasy, thriller.
5. „Werbo” (2011, Hiszpania)- fikcja.

Książki o światach równoległych

Czy na ziemi są światy równoległe? Pisarze długo szukali odpowiedzi na to pytanie. Już pierwsze opowieści o Ogrodach Edenu, Piekle, Olimpu i Walhalli mieszczą się w kategorii opowieści o światach równoległych. Specyficzna koncepcja istnienia innych wymiarów pojawiła się już w XIX wieku z lekką ręką HG Wellsa. We współczesnej literaturze istnieją setki powieści o podróżach w czasie, ale następujące klasyki nazywane są pionierami:

1. HG Wells, Drzwi w ścianie.
2. Herbert Dent, cesarz Kraju Jeśli.
3. Veniamin Hirshgorn, „Nieceremonialny romans”.
4. Jorge Borges, Ogród rozwidlających się ścieżek.
5. „Tiered World” to seria opowiadań fantasy.
6. „Kroniki Bursztynu” to najbardziej żywe odzwierciedlenie innych wymiarów w literaturze.

Spory i hipotezy dotyczące istnienia nieznanych nam bliźniaczych planet, wszechświatów równoległych, a nawet galaktyk toczą się od wielu dziesięcioleci. Wszystkie opierają się na teorii prawdopodobieństwa bez angażowania idei współczesnej fizyki. W ostatnie lata do nich dodano ideę istnienia superwszechświata, opartą na sprawdzonych teoriach – mechanice kwantowej i teorii względności. Polit.ru publikuje artykuł Max Tegmark„Wszechświaty równoległe”, które stawiają hipotezę dotyczącą struktury rzekomego superwszechświata, teoretycznie obejmującego cztery poziomy. Jednak w ciągu następnej dekady naukowcy mogą mieć prawdziwa okazja uzyskać nowe dane dotyczące właściwości przestrzeni kosmicznej i odpowiednio potwierdzić lub obalić tę hipotezę. Artykuł został opublikowany w czasopiśmie „W świecie nauki” (2003. nr 8).

Ewolucja dostarczyła nam intuicji na temat codziennej fizyki, niezbędnej dla naszych odległych przodków; dlatego gdy tylko wyjdziemy poza codzienność, możemy spodziewać się osobliwości.

Najprostszy i najpopularniejszy model kosmologiczny przewiduje, że mamy bliźniaka w galaktyce oddalonej o około 10 do potęgi 1028 metrów. Odległość jest tak duża, że ​​jest poza zasięgiem obserwacji astronomicznych, ale to nie czyni naszego bliźniaka mniej realnym. Założenie opiera się na teorii prawdopodobieństwa bez angażowania idei współczesnej fizyki. Przyjmuje się tylko założenie, że przestrzeń jest nieskończona i wypełniona materią. Może istnieć wiele planet nadających się do zamieszkania, w tym te, na których ludzie żyją o tym samym wyglądzie, tych samych nazwach i wspomnieniach, którzy przeszli przez te same wzloty i upadki w życiu co my.

Ale nigdy nie będziemy mogli zobaczyć naszych innych żyć. Najdalsza odległość, jaką możemy zobaczyć, to ta, którą światło może przebyć w ciągu 14 miliardów lat od Wielkiego Wybuchu. Odległość pomiędzy najdalszymi widocznymi od nas obiektami wynosi około 431026 m; określa obszar Wszechświata dostępny do obserwacji, zwany objętością Hubble'a lub objętością kosmicznego horyzontu lub po prostu Wszechświatem. Wszechświaty naszych bliźniaków to kule tej samej wielkości, wyśrodkowane na ich planetach. Jest to najprostszy przykład wszechświatów równoległych, z których każdy jest tylko niewielką częścią superwszechświata.

Już sama definicja „wszechświata” sugeruje, że na zawsze pozostanie on w dziedzinie metafizyki. Jednak granicę między fizyką a metafizyką wyznacza możliwość eksperymentalna weryfikacja teorie, a nie istnienie obiektów nieobserwowalnych. Granice fizyki nieustannie się poszerzają, obejmując coraz bardziej abstrakcyjne (i wcześniej metafizyczne) wyobrażenia, 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 główne kryteria nauki empirycznej: umożliwia przewidywanie i może zostać obalona. Naukowcy rozważają cztery typy wszechświatów równoległych. Głównym pytaniem nie jest to, czy superwszechświat istnieje, ale ile poziomów może mieć.

Poziom I

Poza naszym kosmicznym horyzontem

Wszechświaty równoległe naszych odpowiedników stanowią pierwszy poziom superwszechświata. To najmniej kontrowersyjny typ. Wszyscy uznajemy istnienie rzeczy, których nie możemy zobaczyć, ale możemy zobaczyć, przenosząc się w inne miejsce lub po prostu czekając, jak czekamy na pojawienie się statku z horyzontu. Podobny status mają obiekty poza naszym kosmicznym horyzontem. Rozmiar obserwowalnego obszaru wszechświata zwiększa się o jeden rok świetlny każdego roku, gdy światło dociera do nas z coraz bardziej odległych obszarów, za którymi kryje się nieskończoność, której jeszcze nie widać. Prawdopodobnie umrzemy na długo, zanim nasze bliźnięta znajdą się w zasięgu wzroku, ale jeśli ekspansja wszechświata pomoże, nasi potomkowie będą mogli je zobaczyć za pomocą wystarczająco silnych teleskopów.

Poziom I superwszechświata wydaje się banalnie oczywisty. Jak przestrzeń może nie być nieskończona? Czy jest gdzieś znak z napisem „Uważaj! Koniec przestrzeni? Jeśli istnieje kres przestrzeni, co jest poza nią? Jednak teoria grawitacji Einsteina zakwestionowała tę intuicję. Przestrzeń może być skończona, jeśli ma dodatnią krzywiznę lub nietypową topologię. Sferyczny, toroidalny lub „precelkowy” wszechświat może mieć skończoną objętość bez granic. Kosmiczne promieniowanie mikrofalowe w tle umożliwia sprawdzenie istnienia takich struktur. Jednak fakty wciąż przemawiają przeciwko nim. Model nieskończonego wszechświata odpowiada danym, a wszystkie inne opcje są ściśle ograniczone.

Inna opcja jest taka: przestrzeń jest nieskończona, ale materia jest skoncentrowana na ograniczonym obszarze wokół nas. W jednej z wersji popularnego niegdyś modelu „wyspowego wszechświata” zakłada się, że w dużej skali materia jest rozrzedzona i ma strukturę fraktalną. W obu przypadkach prawie wszystkie wszechświaty w superwszechświecie I poziomu muszą być puste i pozbawione życia. Ostatnie badania trójwymiarowego rozkładu galaktyk i promieniowania tła (reliktowego) wykazały, że rozkład materii ma tendencję do jednorodności w dużych skalach i nie tworzy struktur większych niż 1024 m. Jeśli ten trend się utrzyma, to przestrzeń poza 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 zachodzące w dniu wczesne stadia Wielki Wybuch, losowo rozrzucona materia, więc istniała możliwość powstania dowolnych struktur.

Kosmolodzy przyjmują, że nasz Wszechświat o niemal równomiernym rozkładzie materii i początkowych fluktuacjach gęstości rzędu 1/105 jest dość typowy (zgodnie z przynajmniej, wśród tych, w których są obserwatorzy). Szacunki oparte na tym założeniu wskazują, że twoja najbliższa replika 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, identyczna jak jeden, w centrum którego się znajdujemy; aby wszystko, co zobaczymy w następnym stuleciu, zobaczyli nasi odpowiednicy, którzy tam są. W odległości około 10 do potęgi 10118 m od nas powinien znajdować się identyczny jak nasz wolumen Hubble'a. Szacunki te są uzyskiwane poprzez zliczenie możliwej liczby stanów kwantowych, które może mieć objętość Hubble'a, jeśli jej temperatura nie przekracza 108 K. Liczbę stanów można oszacować zadając pytanie: ile protonów może utrzymać objętość Hubble'a o takiej temperaturze? Odpowiedź brzmi 10118. Jednak 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 to 10 do potęgi 10118 m. Za nią wszechświaty, w tym nasz, muszą się powtarzać. W przybliżeniu te same liczby można uzyskać na podstawie termodynamicznych lub kwantowych szacunków grawitacyjnych ogólnej zawartości informacyjnej Wszechświata.

Jednak nasz najbliższy bliźniak prawdopodobnie będzie bliżej nas niż wynika to z tych szacunków, ponieważ sprzyja temu proces formowania się planet i ewolucja życia. Astronomowie uważają, że nasz tom Hubble'a zawiera co najmniej 1020 planet nadających się do zamieszkania, z których niektóre mogą być podobne do Ziemi.

We współczesnej kosmologii koncepcja superwszechświata I poziomu jest szeroko stosowana do testowania teorii. Zastanówmy się, jak kosmolodzy używają CMB do odrzucenia modelu skończonej geometrii sferycznej. Gorące i zimne „plamy” na mapach CMB mają charakterystyczny rozmiar, który zależy od krzywizny przestrzeni. Tak więc rozmiar obserwowanych plam jest zbyt mały, aby być zgodnym z geometrią sferyczną. Ich średnia wielkość zmienia się losowo w zależności od objętości Hubble'a, więc możliwe jest, że nasz Wszechświat jest kulisty, ale ma anomalnie małe plamki. Kiedy kosmologowie twierdzą, że wykluczają model sferyczny z 99,9% poziomem ufności, mają na myśli, że jeśli model jest poprawny, to mniej niż jeden wolumen Hubble'a na tysiąc będzie miał plamki tak małe jak te obserwowane. Wynika z tego, że teoria superwszechświata jest weryfikowalna i może zostać odrzucona, nawet jeśli nie możemy zobaczyć innych wszechświatów. Najważniejsze jest przewidzenie, jak wygląda zespół wszechświatów równoległych i znalezienie rozkładu prawdopodobieństwa, czyli tego, co matematycy nazywają miarą zespołu. Nasz wszechświat musi być jednym z najbardziej prawdopodobnych. Jeśli nie, to jeśli nasz wszechświat okaże się mało prawdopodobny w ramach teorii superwszechświata, teoria ta napotka trudności. Jak zobaczymy później, problem miary może stać się dość dotkliwy.

Poziom II

Inne domeny postinflacyjne

Jeśli trudno było wam wyobrazić sobie superwszechświat I poziomu, spróbujcie wyobrazić sobie nieskończoną liczbę takich superwszechświatów, z których niektóre mają inny wymiar czasoprzestrzenny i charakteryzują się różnymi stałymi fizycznymi. Razem tworzą superwszechświat II poziomu, przewidziany przez teorię chaotycznej, nieustannej inflacji.

Teoria inflacji jest uogólnieniem teorii Wielkiego Wybuchu, pozwalającą wyeliminować wady tej ostatniej, na przykład niemożność wyjaśnienia, dlaczego Wszechświat jest tak duży, jednorodny i płaski. Gwałtowna ekspansja kosmosu w czasach starożytnych umożliwia wyjaśnienie tych i wielu innych właściwości Wszechświata. Takie rozciąganie jest przewidywane przez szeroką klasę teorii cząstek elementarnych i potwierdzają to wszystkie dostępne dowody. Wyrażenie „chaotyczny wieczny” w odniesieniu do inflacji wskazuje na to, co dzieje się na największą skalę. Ogólnie rzecz biorąc, przestrzeń stale się rozszerza, ale w niektórych obszarach ekspansja zatrzymuje się i pojawiają się poszczególne domeny, jak rodzynki w cieście rosnącym. Pojawia się nieskończona liczba takich domen, a każda z nich służy jako zalążek superwszechświata I poziomu wypełnionego materią zrodzoną z energii pola wywołującego inflację.

Sąsiednie domeny są oddalone od nas 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 domeną a sąsiednimi rozciąga się szybciej, niż można się w niej poruszać. Nasi potomkowie nigdy nie zobaczą swoich odpowiedników na poziomie II. A jeśli ekspansja wszechświata przyspiesza, jak pokazują 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 ich podstawowe właściwości. Wśród fizyków dominuje opinia, że ​​wymiar 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 historia kosmiczna trzy z nich wzięły udział w ekspansji i stały się trzema wymiarami charakteryzującymi dzisiejszy Wszechświat. Pozostałe sześć jest teraz niewykrywalnych, albo dlatego, że pozostały mikroskopijne, zachowując topologię toroidalną, albo dlatego, że cała materia jest skoncentrowana na trójwymiarowej powierzchni (błonie lub po prostu branie) w dziewięciowymiarowej przestrzeni. Tym samym została naruszona pierwotna symetria pomiarów. Fluktuacje kwantowe, które powodują chaotyczną inflację, mogą powodować różne łamanie symetrii w różnych kawernach. Niektóre mogą stać się czterowymiarowe; inne zawierają tylko dwa, a nie trzy pokolenia kwarków; a jeszcze inne, aby mieć silniejszą stałą kosmologiczną niż nasz wszechświat.

Inny sposób pojawienia się superwszechświata poziomu II można przedstawić jako cykl narodzin i niszczenia wszechświatów. W latach 30. fizyk Richard C. Tolman zasugerował ten pomysł, a ostatnio rozwinęli go Paul J. Steinhardt z Princeton University i Neil Turok z Cambridge University. Model Steinhardta i Turoka wyobraża sobie drugą trójwymiarową branę, idealnie równoległą do naszej i odsuniętą od niej tylko w wyższym wymiarze. Ten równoległy wszechświat nie może być uważany za oddzielny, ponieważ oddziałuje z naszym. Jednakże zespół wszechświatów — przeszłych, teraźniejszych i przyszłych — który tworzą te brany, jest superwszechświatem o różnorodności, która wydaje się być zbliżona do tej wynikającej z chaotycznej inflacji. Inną hipotezę dotyczącą superwszechświata przedstawił fizyk Lee Smolin z Perimeter Institute w Waterloo (Ontario, Kanada). Jego superwszechświat jest zbliżony pod względem różnorodności do poziomu II, ale mutuje i tworzy nowe wszechświaty poprzez czarne dziury, a nie przez brany.

Chociaż nie możemy wchodzić w interakcje z równoległymi wszechświatami poziomu II, kosmolodzy oceniają ich istnienie na podstawie: znaki pośrednie, ponieważ mogą być przyczyną dziwnych zbiegów okoliczności w naszym wszechświecie. Na przykład w hotelu dostajesz pokój 1967 i zauważasz, że urodziłeś się w 1967. „Co za zbieg okoliczności”, mówisz. Jednak po namyśle dojdź do wniosku, że nie jest to takie zaskakujące. W hotelu są setki pokoi i nie przyszłoby ci do głowy o niczym myśleć, gdyby zaoferowano ci pokój, który nic dla ciebie nie znaczy. Jeśli nie wiedziałeś nic o hotelach, możesz założyć, że w hotelu są inne pokoje, aby wyjaśnić ten zbieg okoliczności.

Jako bliższy przykład rozważ masę Słońca. Jak wiecie, 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 zakresie: od 1,6x1030 do 2,4x1030 kg. W przeciwnym razie klimat Ziemi byłby chłodniejszy niż Marsa lub gorętszy niż Wenus. Pomiary masy Słońca dały wartość 2,0x1030 kg. Na pierwszy rzut oka masa Słońca mieszcząca się w przedziale wartości zapewniających życie na Ziemi jest przypadkowa.

Masy gwiazd mieszczą się w przedziale od 1029 do 1032 kg; gdyby Słońce uzyskało swoją masę przez przypadek, to szansa, że ​​wpadnie w optymalny przedział dla naszej biosfery, byłaby niezwykle mała.

Pozorną zbieżność można wytłumaczyć założeniem istnienia zespołu (w tym przypadku wielu układów planetarnych) i czynnika selekcji (nasza planeta musi nadawać się do zamieszkania). Takie kryteria selekcji odnoszące się do obserwatora nazywane są antropicznymi; i chociaż wzmianka o nich zwykle budzi kontrowersje, to jednak większość fizyków zgadza się, że kryteriów tych nie należy lekceważyć przy wyborze teorii fundamentalnych.

A co te wszystkie przykłady mają wspólnego z równoległymi wszechświatami? Okazuje się, że niewielka zmiana stałych fizycznych określonych przez łamanie symetrii prowadzi do jakościowo innego wszechświata – takiego, w którym nie moglibyśmy istnieć. Gdyby masa protonu była tylko o 0,2% większa, protony rozpadłyby się, tworząc neutrony, czyniąc atomy niestabilnymi. Gdyby siły oddziaływania elektromagnetycznego były słabsze o 4%, nie byłoby wodoru i zwykłych gwiazd. Gdyby słaba siła była jeszcze słabsza, nie byłoby wodoru; a gdyby była silniejsza, supernowe nie mogłyby wypełnić przestrzeni międzygwiazdowej ciężkimi pierwiastkami. Gdyby stała kosmologiczna była zauważalnie większa, wszechświat rozrósłby się niewiarygodnie, zanim galaktyki mogłyby się w ogóle uformować.

Podane przykłady pozwalają oczekiwać istnienia wszechświatów równoległych o innych wartościach stałych fizycznych. Teoria superwszechświatów drugiego poziomu przewiduje, że fizycy nigdy nie będą w stanie wydedukować wartości tych stałych na podstawie podstawowych zasad, a jedynie obliczyć rozkład prawdopodobieństwa różnych zestawów stałych w całości wszystkich wszechświatów. W tym przypadku wynik musi być zgodny z naszym istnieniem w jednym z nich.

Poziom III

Kwantowy zbiór wszechświatów

Superwszechświaty poziomów I i II zawierają wszechświaty równoległe, niezwykle odległe od nas, poza granicami astronomii. Jednak następny poziom superwszechświata leży tuż wokół nas. Wywodzi się ze słynnej i wysoce kontrowersyjnej interpretacji mechaniki kwantowej, idei, że losowe procesy kwantowe powodują, że wszechświat „pomnaża się” w wiele kopii samego siebie, po jednej dla każdego możliwego wyniku procesu.

Na początku XX wieku. mechanika kwantowa wyjaśniła naturę świat nuklearny, który nie przestrzegał praw klasycznej mechaniki Newtona. Pomimo oczywistych sukcesów, wśród fizyków toczyła się gorąca debata na temat prawdziwego znaczenia nowej teorii. Określa stan Wszechświata nie w takich koncepcjach mechaniki klasycznej, jak położenia i prędkości wszystkich cząstek, ale poprzez obiekt matematyczny zwany funkcją falową. Zgodnie z równaniem Schrödingera stan ten zmienia się w czasie w sposób, który matematycy określają jako „jednostkowy”. Oznacza to, że funkcja falowa obraca się w abstrakcyjnej przestrzeni nieskończenie wymiarowej zwanej przestrzenią Hilberta. Chociaż mechanika kwantowa jest często definiowana jako zasadniczo losowa i nieokreślona, ​​funkcja falowa ewoluuje w dość deterministyczny sposób. Nie ma w niej nic przypadkowego ani niepewnego.

Najtrudniejsze jest powiązanie funkcji falowej z tym, co obserwujemy. Wiele ważnych funkcji falowych odpowiada nienaturalnym sytuacjom, na przykład gdy kot jest martwy i żywy w tak zwanej superpozycji. W latach 20. XX wiek fizycy obchodzą tę dziwność, postulując, że funkcja falowa załamuje się do pewnego konkretnego klasycznego wyniku podczas obserwacji. Ten dodatek umożliwił wyjaśnienie wyników obserwacji, ale zmienił elegancką teorię unitarną w niechlujną, a nie unitarną. Fundamentalna 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 się obejść bez postulatu upadku. Czysta teoria kwantów nie nakłada żadnych ograniczeń. Chociaż przewiduje, że jedna klasyczna rzeczywistość będzie się stopniowo rozpadać na superpozycję kilku takich rzeczywistości, obserwator subiektywnie postrzega to rozszczepienie jako tylko niewielką losowość z rozkładem prawdopodobieństwa dokładnie takim samym, jak ten, który podaje stary postulat upadku. Ta superpozycja klasycznych wszechświatów to superwszechświat III poziomu.

Od ponad czterdziestu lat ta interpretacja dezorientuje naukowców. Jednak teorię fizyczną łatwiej zrozumieć, porównując dwa punkty widzenia: zewnętrzny, z pozycji fizyka badającego równania matematyczne (jak ptak przemierzający krajobraz z wysokości lotu); i wewnętrznego, z pozycji obserwatora (nazwijmy go żabą) żyjącego w przeoczonym przez ptaka krajobrazie.

Z punktu widzenia ptaka superwszechświat III poziomu jest prosty. Jest tylko jedna funkcja falowa, która płynnie ewoluuje w czasie bez rozszczepiania i równoległości. Abstrakcyjny świat kwantowy, opisany przez ewoluującą funkcję falową, zawiera ogromną liczbę nieustannie dzielących się i łączących linii równoległych historii klasycznych, a także szereg zjawisk kwantowych, których nie da się opisać w ramach pojęć klasycznych. Ale z punktu widzenia żaby widać tylko niewielką część tej rzeczywistości. Widzi wszechświat poziomu I, ale proces dekoherencji podobny do załamania się funkcji falowej, ale z zachowaną jednością, uniemożliwia jej zobaczenie równoległych kopii siebie na poziomie III.

Kiedy obserwator otrzymuje pytanie, na które musi szybko odpowiedzieć, efekt kwantowy w jego mózgu prowadzi do nakładania się decyzji, takich jak „czytaj dalej artykuł” i „przestań czytać artykuł”. Z ptasiego punktu widzenia akt podejmowania decyzji powoduje, że osoba rozmnaża się w kopie, z których niektóre nadal czytają, a inne przestają czytać. Jednak z wewnętrznego punktu widzenia żaden z sobowtórów nie zdaje sobie sprawy z istnienia pozostałych i rozłam odbiera po prostu jako niewielką niepewność, jakąś możliwość kontynuowania lub przerwania czytania.

Może się to wydawać dziwne, 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 tylko tym, gdzie znajdują się twoje odpowiedniki. Na poziomie I żyją gdzieś daleko, w starej dobrej trójwymiarowej przestrzeni, a na poziomie III żyją na innej gałęzi kwantowej nieskończenie wymiarowej przestrzeni Hilberta.

Istnienie poziomu III jest możliwe tylko pod warunkiem, że ewolucja funkcji falowej w czasie jest jednolita. Do tej pory eksperymenty nie ujawniły jej odchyleń od jedności. W ostatnich dziesięcioleciach zostało to potwierdzone dla wszystkich więcej duże systemy, w tym fuleren C60 i światłowody o długości jednego kilometra. W ujęciu teoretycznym teza o unitarności została poparta odkryciem naruszenia spójności. Niektórzy teoretycy zajmujący się grawitacją kwantową kwestionują to. W szczególności zakłada się, że parowanie czarnych dziur może niszczyć informację, a nie jest to jednolity proces. Jednak ostatnie postępy w teorii strun sugerują, że nawet grawitacja kwantowa jest jednolita.

Jeśli tak, to czarne dziury nie niszczą informacji, ale po prostu ją gdzieś przekazują. Jeśli fizyka jest jednolita, standardowy obraz wpływu fluktuacji kwantowych w początkowych stadiach Wielkiego Wybuchu musi zostać zmieniony. Te fluktuacje nie wyznaczają losowo superpozycji wszystkich możliwych warunków początkowych, które współistnieją jednocześnie. W tym przypadku naruszenie koherencji powoduje, że warunki początkowe zachowują się w klasyczny sposób na różnych gałęziach kwantowych. Kluczową kwestią jest to, że rozkład wyników w różnych gałęziach kwantowych jednej objętości 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 jednoznacznego wyniku, ale do nakładania się wszystkich wyników, które szybko rozchodzą się na oddzielne ścieżki. Tak więc, jeśli stałe fizyczne, wymiar czasoprzestrzeni itp. mogą różnić się równoległymi gałęziami kwantowymi na poziomie III, będą się również różnić we wszechświatach równoległych na poziomie II.

Innymi słowy, superwszechświat poziomu III nie dodaje nic nowego do tego, co jest dostępne tylko na poziomach I i II jeszcze kopie tych samych wszechświatów — te same linie historyczne rozwijają się w kółko na różnych gałęziach kwantowych. Gorące kontrowersje wokół teorii Everetta wydają się wkrótce słabnąć w wyniku odkrycia równie wspaniałych, ale mniej kontrowersyjnych superwszechświatów poziomu I i II.

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

Dla żaby ewolucja funkcji falowej odpowiada nieskończonemu ruchowi z jednego z tych 10 stanów do potęgi 10118 do drugiego. Jesteś teraz we wszechświecie A, gdzie czytasz to zdanie. A teraz jesteś już we wszechświecie B, gdzie czytasz następujące zdanie. Innymi słowy, w B jest obserwator, który jest identyczny z obserwatorem we wszechświecie A, z tą tylko różnicą, że ma dodatkowe wspomnienia. W każdej chwili istnieją wszystkie możliwe stany, aby upływ czasu mógł zaistnieć na oczach obserwatora. Pomysł ten został wyrażony w jego powieści science fiction Permutation City z 1994 roku przez pisarza Grega Egana i opracowany przez fizyka Davida Deutscha z Oxford University, niezależnego fizyka Juliana Barboura i innych. kluczowa rola zrozumienie natury czasu.

Poziom IV

Inne struktury matematyczne

Warunki początkowe i stałe fizyczne na poziomach I, II i III superwszechświata mogą się różnić, ale podstawowe prawa fizyki są takie same. Dlaczego na tym się zatrzymaliśmy? Dlaczego same prawa fizyczne nie mogą się różnić? Co powiesz na wszechświat, który przestrzega klasycznych praw bez żadnych relatywistycznych skutków? Co powiesz na czas płynący dyskretnymi krokami, jak w komputerze?

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

O tym, że taki superwszechświat nie jest absurdalny, świadczy zgodność świata abstrakcyjnego rozumowania z naszym. prawdziwy świat. Równania i inne pojęcia i struktury matematyczne - liczby, wektory, obiekty geometryczne - opisują rzeczywistość z niezwykłą wiarygodnością. 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 udowodnił - osoba, komputer czy inteligentny delfin. Inne dociekliwe cywilizacje znajdą te same struktury matematyczne, które znamy. Dlatego matematycy mówią, że nie tworzą, ale odkrywają obiekty matematyczne.

Istnieją dwa logiczne, ale diametralnie przeciwstawne paradygmaty korelacji między matematyką a fizyką, które powstały w starożytności. Zgodnie z paradygmatem Arystotelesa rzeczywistość fizyczna jest pierwotna, a język matematyczny jest jedynie wygodnym przybliżeniem. W ramach paradygmatu Platona to właśnie struktury matematyczne są naprawdę rzeczywiste, a obserwatorzy postrzegają je niedoskonale. Innymi słowy, paradygmaty te różnią się rozumieniem tego, co jest pierwotne - żabim punktem widzenia obserwatora (paradygmat Arystotelesa) lub ptasim spojrzeniem z wysokości praw fizyki (punkt widzenia Platona).

Paradygmat Arystotelesa to sposób, w jaki postrzegaliśmy świat od wczesnego dzieciństwa, na długo zanim po raz pierwszy usłyszeliśmy o matematyce. Punkt widzenia Platona to wiedza nabyta. Współcześni fizycy teoretyczni skłaniają się ku temu, sugerując, że matematyka dobrze opisuje wszechświat właśnie dlatego, że wszechświat ma matematyczny charakter. Wtedy cała fizyka sprowadza się do rozwiązania problem matematyczny, a nieskończenie mądry matematyk może obliczyć obraz świata tylko na podstawie podstawowych praw na poziomie żaby, tj. dowiedzieć się, którzy obserwatorzy istnieją we wszechświecie, co postrzegają i jakie języki wymyślili, aby przekazać swoją percepcję.

Struktura matematyczna jest abstrakcją, niezmiennym bytem poza czasem i przestrzenią. Gdyby historia była filmem, wówczas struktura matematyczna odpowiadałaby nie jednej klatce, ale całemu filmowi. Weźmy na przykład świat składający się z cząstek o zerowej wielkości rozmieszczonych w przestrzeni trójwymiarowej. Z ptasiego punktu widzenia trajektorie cząstek w czterowymiarowej czasoprzestrzeni to spaghetti. Jeśli żaba widzi cząstki poruszające się ze stałą prędkością, ptak widzi wiązkę prostego, niegotowanego spaghetti. Jeśli żaba widzi dwie krążące wokół siebie cząstki, to ptak widzi dwa „spaghetti” skręcone w podwójną spiralę. Dla żaby świat jest opisany prawami ruchu i grawitacji Newtona, dla ptaka – geometrią „spaghetti”, czyli struktura matematyczna. Sama żaba jest dla niej grubą kulą, której złożone przeplatanie odpowiada grupie cząstek, które przechowują i przetwarzają informacje. Nasz świat jest bardziej skomplikowany niż ten przykład i naukowcy nie wiedzą, której ze struktur matematycznych odpowiada.

Paradygmat Platona zawiera pytanie: dlaczego nasz świat jest taki, jaki jest? Dla Arystotelesa jest to bezsensowne pytanie: świat istnieje i tak jest! Ale zwolennicy Platona są zainteresowani: czy nasz świat może być inny? Jeśli wszechświat jest zasadniczo matematyczny, to dlaczego opiera się tylko na jednej z wielu struktur matematycznych? Wydaje się, że w samym rdzeniu natury istnieje fundamentalna asymetria.Aby rozwiązać zagadkę, zasugerowałem, że istnieje matematyczna symetria: wszystkie struktury matematyczne są fizycznie możliwe do zrealizowania 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 postrzegać jako skrajny platonizm, stwierdzający, że matematyczne struktury platońskiego świata idei, czyli „pejzaż mentalny” matematyka z Uniwersytetu San Jose, Rudy'ego Ruckera, istnieją w sensie fizycznym. Jest to podobne do tego, co kosmolog John D. Barrow z University of Cambridge nazwał „p w niebie”, filozof Robert Nozick z Harvard University określił jako „zasadę płodności”, a filozof David K. Lewis z Uniwersytetu Princeton nazwał „ rzeczywistość modalna". Poziom IV zamyka hierarchię superwszechświatów, ponieważ każdą wewnętrznie spójną teorię fizyczną można wyrazić w postaci jakiejś struktury matematycznej.

Hipoteza superwszechświata IV poziomu pozwala na kilka weryfikowalnych przewidywań. Podobnie jak na poziomie II, obejmuje zespół (w tym przypadku całość wszystkich struktur matematycznych) oraz efekty selekcji. Klasyfikując struktury matematyczne, naukowcy powinni zauważyć, że struktura opisująca nasz świat jest najbardziej ogólna z tych, które są zgodne z obserwacjami. Dlatego wyniki naszych przyszłych obserwacji powinny stać się najbardziej ogólnymi z tych, które zgadzają się z danymi z poprzednich badań, a dane z poprzednich badań najbardziej ogólnymi z tych, które są ogólnie zgodne z naszym istnieniem.

Ocena stopnia ogólności nie jest łatwym zadaniem. Jedną z uderzających i zachęcających cech struktur matematycznych jest to, że cechy symetrii i niezmienności, które utrzymują nasz wszechświat prosty i uporządkowany, wydają się być wspólne. Struktury matematyczne zwykle mają te właściwości domyślnie, a pozbycie się ich wymaga wprowadzenia złożonych aksjomatów.

Co powiedział Occam?

Tak więc teorie wszechświatów równoległych mają czteropoziomową hierarchię, gdzie na każdym kolejnym poziomie wszechświaty coraz mniej przypominają nasze. Można je scharakteryzować różnymi warunkami początkowymi (poziom I), stałymi fizycznymi i cząstkami (poziom II) lub prawami fizycznymi (poziom IV). To zabawne, że poziom III był najbardziej krytykowany w ostatnich dziesięcioleciach jako jedyny, który nie wprowadza jakościowo nowych typów wszechświatów. W nadchodzącej dekadzie szczegółowe pomiary CMB i wielkoskalowego rozkładu materii we wszechświecie pozwolą nam dokładniej określić krzywiznę i topologię przestrzeni oraz potwierdzić lub obalić istnienie poziomu I. Te same dane pozwolą nam uzyskanie informacji o poziomie II poprzez testowanie teorii chaotycznej nieustannej inflacji. Postępy w astrofizyce i fizyce cząstek wysokoenergetycznych pomogą udoskonalić stopień dostrojenia stałych fizycznych, wzmacniając lub osłabiając pozycje poziomu II. Jeśli próby stworzenia komputera kwantowego zakończą się sukcesem, pojawi się dodatkowy argument przemawiający za istnieniem poziomu III, ponieważ równoległość tego poziomu zostanie wykorzystana do obliczeń równoległych. Eksperymentatorzy poszukują również dowodów na naruszenie unitarności, które pozwolą nam odrzucić hipotezę o istnieniu poziomu III. Wreszcie sukces lub porażka próby rozwiązania głównego problemu współczesnej fizyki - połączenia ogólna teoria teoria względności z kwantową teorią pola - odpowie na pytanie o poziom IV. Albo zostanie znaleziona struktura matematyczna, która dokładnie opisuje nasz wszechświat, albo osiągniemy granicę niewiarygodnej wydajności matematyki i będziemy zmuszeni porzucić hipotezę IV poziomu.

Czy zatem można wierzyć we wszechświaty równoległe? Główne argumenty przeciwko ich istnieniu sprowadzają się do tego, że jest zbyt rozrzutny i niezrozumiały. Pierwszym argumentem jest to, że teorie superwszechświatów są podatne na Brzytwę Ockhama, ponieważ zakładają istnienie innych wszechświatów, których nigdy nie zobaczymy. Dlaczego natura miałaby być tak marnotrawna i „bawić się” tworząc nieskończoną liczbę różnych światów? Jednak ten argument można odwrócić na korzyść istnienia superwszechświata. Czym właściwie jest rozrzutna natura? Na pewno nie w przestrzeni, masie czy liczbie atomów: jest ich już nieskończona liczba na poziomie I, co do istnienia nie ma wątpliwości, więc nie ma co martwić się, że natura wyda ich trochę więcej. Prawdziwym problemem jest pozorna redukcja prostoty. Sceptycy są zaniepokojeni dodatkowymi informacjami potrzebnymi do opisania niewidzialnych światów.

Często jednak cały zespół jest prostszy niż każdy z jego członków. Objętość informacyjna algorytmu liczbowego to z grubsza długość najkrótszej liczby wyrażona w bitach. program komputerowy, który generuje ten numer. Weźmy na przykład zbiór wszystkich liczb całkowitych. Co jest prostsze - cały zestaw czy pojedyncza liczba? Na pierwszy rzut oka – drugi. Jednak te pierwsze można zbudować za pomocą bardzo prostego programu, a pojedyncza liczba może być bardzo długa. Dlatego cały zestaw okazuje się prostszy.

Podobnie zbiór wszystkich rozwiązań równań Einsteina dla pola jest prostszy niż jakiekolwiek konkretne rozwiązanie — pierwsze składa się tylko z kilku równań, a drugie wymaga określenia ogromnej ilości danych początkowych na jakiejś hiperpowierzchni. Tak więc złożoność wzrasta, gdy skupiamy się na jednym elemencie zespołu, tracąc symetrię i prostotę tkwiącą w całości wszystkich elementów.

W tym sensie superwszechświaty są czymś więcej wysokie poziomy prostsze. Przejście z naszego Wszechświata do superwszechświata I poziomu eliminuje potrzebę ustalenia warunków początkowych. Dalsze przejście do poziomu II eliminuje potrzebę określania stałych fizycznych, a na poziomie IV w ogóle nie trzeba określać niczego. Nadmierna złożoność to tylko subiektywna percepcja, punkt widzenia żaby. A z perspektywy ptaka ten superwszechświat nie mógłby być prostszy. Skargi na niezrozumiałość są estetyczne, a nie naukowy charakter i są uzasadnione tylko światopoglądem Arystotelesa. Kiedy zadajemy pytanie o naturę rzeczywistości, czy nie powinniśmy oczekiwać odpowiedzi, która może wydawać się dziwna?

Wspólną cechą wszystkich czterech poziomów superwszechświata jest to, że najprostsza i być może najbardziej elegancka teoria domyślnie obejmuje wszechświaty równoległe. Aby odrzucić ich istnienie, trzeba skomplikować teorię, dodając procesy niepotwierdzone eksperymentem i wymyślone w tym celu postulaty - o skończoności przestrzeni, załamaniu się funkcji falowej i asymetrii ontologicznej. Nasz wybór sprowadza się do tego, co jest uważane za bardziej marnotrawne i nieeleganckie - wiele słów lub wiele wszechświatów. Być może z czasem przyzwyczaimy się do dziwactw naszego kosmosu i zafascynuje nas jego dziwność.