;
Кейсы 10 декабря 2021

У каждого есть двойник: как работает гипотеза мультивселенной и насколько она реальна

Далее

Концепция мультивселенной все чаще появляется в массовой культуре. Например, она двигает сюжет популярного телешоу «Рик и Морти» и четвертую фазу кинематографической вселенной Marvel. «Хайтек» объясняет основные принципы спорной гипотезы и разбирается, насколько она реальна.

Согласно гипотезе, Вселенная, в которой мы живем, может быть не единственной из существующих. На самом деле есть бесконечное количество вселенных, и все они объединены в мультивселенную. Эта концепция может показаться немного безумной, но если она верна, то есть альтернативный мир, в точности похожий на тот, в которой мы живем. Несмотря на то, что физики утверждают, что мультивселенная — лишь выдумка, некоторые ученые пробуют ее доказать. Даже Стивен Хокинг пытался решить ее парадокс.

Как появилась мультивселенная?

Концепция мультивселенной относится к нескольким областям физики (и даже философии), но больше всего с ней связана теория инфляции. Она описывает, что произошло, когда наша Вселенная была очень молодой и ее возраст составлял меньше секунды. За невероятно короткий промежуток времени она быстро расширилась до огромных размеров и была на порядок больше, чем сейчас.

Эта теория объединяет идеи из квантовой физики и физики элементарных частиц для исследования ранних моментов жизни Вселенной сразу после Большого взрыва. Согласно гипотезе, она простирается куда дальше, чем могут заглянуть современные телескопы. В этих отдаленных регионах инфляция продолжается уже миллиарды лет.

Концепция пузырьковой Вселенной

Есть теория, которая вписывается в гипотезу о существовании мультивселенной — хаотическая теория инфляции. Согласно ней, инфляция не случилась однажды и закончилась, а продолжается и развивается в разных регионах пространства. При некоторых предположениях в рамках теории появляется возможность существования в мультивселенной вселенных с различными элементарными частицами и законами их взаимодействия. Иными словами, сценарий хаотической инфляции согласуется с концепцией мультивселенной — в результате вечной инфляции появляются все новые пузырьковые вселенные.

В результате вечной инфляции появляются все новые пузырьковые вселенные. Фото: shutterstock

Чтобы понять, как это работает, можно представить Вселенную, в которой происходят бурные процессы роста, как закипающую воду. Избыток энергии приводит к бурлению — флуктуациям — в пространстве-времени, и в итоге образовываются пузыри — новые вселенные. Если они получаются маленькими, то быстро схлопываются, освободившаяся энергия приводит к рождению новых миров. Но если пузыри — вселенные — прочные, то они растут, становятся все больше и расширяются. Во всяком случае, пока и они не взорвутся. Когда это произойдет, энергия от этого процесса тоже приведет к образованию новых вселенных. Это и есть «пузырьковая» гипотеза. Она перекликается с теорией Большого Взрыва, с которого и началось расширение Вселенной. Но только «наш» взрыв — не единственный, а всего лишь один из многих.

Согласно гипотезе, Вселенная, в которой мы живем, может быть не единственной из существующих.
Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0

При этом, гипотеза мультивселенной предполагает, что инфляция не происходит везде с одинаковой скоростью. Отдельные вселенные могут «обворовывать» другие расширяющиеся вселенные, создавая бесконечное количество новых. В этом сценарии каждая вселенная возникает с собственными законами физики, набором частиц, расположением сил и значениями фундаментальных констант. Это может объяснить, почему в нашей Вселенной есть некоторые концепции, которые трудно объяснить с помощью фундаментальной физики — например, темная материя или космологическая постоянная.

Эту гипотезу пытались доказать?

Многие ученые пытались найти более убедительные физические доказательства существования мультивселенной. Если у нашей когда-то в прошлом была соседка, то она могла столкнуться с ней, оставив обнаруживаемый отпечаток. Например, этот отпечаток мог проявиться в форме искажений реликтового излучения (космического микроволнового фона). Но такие поиски пока ни к чему не привели, поэтому гипотеза мультивселенной остается гипотезой.

Но ученые не сдаются. Например, Хелинг Денг (Heling Deng), космолог из Университета штата Аризона (США) и эксперт по гипотезе мультивселенной, продолжает попытки доказать существование параллельных миров, ища особые виды черных дыр. Ученый считает, что они могут быть артефактами тех частей Вселенной, которые появились в процессе «деления» на нашу и параллельную в результате квантового туннелирования. Если некоторые ее регионы разделились именно так, то в ней остались «пузыри», которые и превратились в уникальные черные дыры и могут существовать до сих пор.

В своей последней работе Хокинг утверждает, что вселенных может быть несколько, однако все они похожи между собой. Фото: shutterstock

Однако в своей последней работе физик Стивен Хокинг в соавторстве с бельгийским коллегой Томасом Хертогом заявлял, что модель бесконечной инфляции является неверной, поскольку законы Общей теории относительности Эйнштейна разбиваются на квантовом уровне, становясь бесполезными. По мнению знаменитого ученого, космос не бесконечен, у всего есть четкие границы, размеры и структура. В своей последней работе Хокинг утверждает, что вселенных может быть несколько, однако все они похожи между собой.

А если гипотеза реальна?

Пожалуй, самое захватывающее в гипотезе мультивселенной, это возможность существования двойников каждого из нас. Если на самом деле существует бесконечное количество вселенных, но есть и конечное число способов упорядочить частицы в любой из них. Это значит, что, в конечном итоге, одни и те же закономерности обязательно будут повторяться. В соответствии с теорией Хокинга–Хертога, если параллельные миры существуют, но законы физики в них должны быть такими же, как в нашей. В итоге, есть вероятность того, что где-то будет точная копия вас, читающих точную копию этой статьи. И, поскольку существует бесконечное количество вселенных, то, по данным Института физики, будет столько же точных сценариев, происходящих одновременно.

Верна ли концепция мультивселенной или все же нет, это, вероятно, останется одним из тех вопросов, на которые нет ответа. По крайней мере, в этой Вселенной.


Читать далее

Посмотрите на первую микрофотографию штамма омикрон

В Японии строят танкер, который перевозит электричество для 22 тыс. домохозяйств

Ученые выяснили, как выживает самый большой гриб в мире. Он весит больше 35 000 тонн