Наш всесвіт єдиний? Чи існують інші світи, з іншими фізичними законами та іншою реальністю, яку ми не можемо собі уявити?
Закони фізики, як ми знаємо, виникли на дуже ранніх стадіях, коли розпочалася інфляція, надшвидке розширення простору-часу. Якщо наші уявлення правильні, а на самому початку існували лише квантові флуктуації, то альтернативний всесвіт матиме дещо інші закони природи, ніж “земні”, до яких ми звикли.
Теоретично квантові флуктуації могли народити інший всесвіт. Якщо це сталося, то “вони” розвиваються за своїми законами, а ми — за власними, доступними нам у фізичному вимірі.
Кожен всесвіт, навіть якщо він починався приблизно так само з умовного Великого вибуху, отримав власні константи, а згодом й фізичні закони.
Від атомів до галактик
Концепція мультивсесвіту - це дуже давня ідея, яка обговорювалась ще у філософії давньогрецького атомізму. Вона стверджує, що фізичний світ складається з фундаментальних неподільних компонентів, атомів.
Стародавні філософи припускали: нескінченні паралельні світи виникли в результаті зіткнення атомів.
У 3 столітті до н.е. дехто Хрісіпп вчив, що світ вічно закінчується і відроджується у певному часі. По суті, він сформулював концептуальну модель, пізніше реалізовану в теорії Пенроуза про циклічний Всесвіт.
Таким чином, концепт множинності всесвітів пройшов довгий шлях, вплинувши на сучасну фізику.
В 1952 році вже похилий Ервін Шредінгер прочитав лекцію, наголосивши, що те, що він збирається сказати, може здатися божевільним. Він стверджував, що його рівняння, здається, описують кілька різних історій. Це не альтернативи однієї реальності, бо все відбувається одночасно.
Такий вид дуальності назвали суперпозицією: з'ясувалось, що вона пояснює не тільки поведінку частинок, а й цілком собі великі макрооб'єкти. Навіть космічні структури на кшталт галактик та галактичних скупчень.
Кванти, космос та альтернативні всесвіти
Наш мозок еволюційно не пристосований до інтуїтивного розуміння квантової механіки й великомасштабних космічних явищ, але ми все одно намагаємось знайти раціональні відповіді.
У мультивсесвіті одночасно можуть існувати ділянки, які розширюються, не знаючи про існування інших світів. Вони “живуть” незалежно один від одного, і ніколи не зустрінуться. Помітити альтернативний всесвіт, перебиваючи в рідному всесвіті, - навіть теоретично неможливо.
Але там, за обрієм, є свій горизонт. Питання лише в ому, чи можуть і за ких обставин такі горизонти перетинаються. Ми не знаємо, як це зробити з нашого всесвіту, а тому вважаємо їх такими, що не мають причинно-наслідкових зв'язків.
Колись, можливо нам вдасться знайти спосіб прокласти тунель з одного всесвіту в інший, хоча закони фізики... а ми не знаємо, що це означає. І яка виникне реальність, коли одні закони зконфліктують зі своїми природними аналогами.
Безліч світів
Так, мультивсесвіт - це гіпотетична група з кількох всесвітів. Разом вони складаються з усього, що існує. Весь простір, час, матерія, енергія, інформація, а також фізичні закони та константи, які їх описують.
Різні всесвіти в межах мультивсесвіту називаються паралельними всесвітами, альтернативними всесвітами або багатьма світами. У попкультурі вони відомі як паралельні виміри, квантові реальності, альтернативні реальності і т.д.
Протягом тривалого часу фізична спільнота обговорювала різні теорії мультивсесвіту. Видатні фізики розділилися в думках щодо того, чи існують інші всесвіти поза нашим.
Деякі вчені стверджують, що мультивсесвіт не є законною темою для наукових досліджень. Також висловлюються побоювання, що спроби звільнити мультивсесвіт від експериментальної перевірки підривають довіру до наукового знання і, зрештою, знецінюють фундаментальну фізику.
Дехто стверджує, що мультивсесвіт - це радше філософське поняття, ніж наукова гіпотеза, оскільки його неможливо емпірично фальсифікувати. Можливість спростувати теорію за допомогою експерименту залишається частиною загальноприйнятого наукового методу.
Нобелівський лауреат Стів Вайнберг одного разу припустив, що якщо мультисвіт існує, то надія знайти раціональне пояснення точних значень мас кварків та інших констант стандартної моделі, які ми спостерігаємо в нашому Великому вибуху, приречена.
Все дуже просто: фізичні значення завжди випадкові та залежать від тієї частини мультивсесвіту, де ми живемо.Може існувати і такий всесвіт, де закони фізики ніколи не дозволять матерії об'єднатися. Там ніколи не буде зірок.
Так, це “неживий” всесвіт. Як альтернатива - світ, де створюються зірки, але не існують важкі елементи. Такий собі всесвіт із зірками і прекрасним нічним небом, як у нас зараз, але без нічого, що ми знаємо і любимо: ні планет, ні життя.
Існує аналіз даних мікрохвильового анізотропного фону, зроблений за допомогою зонда Вілкінсона у 2001 -2010 роках. Він продемонстрував, що є докази зіткнення нашого світу з іншими в далекому минулому.
Однак більш ретельний аналіз даних, отриманих космічною обсерваторією Planet Satellite, не виявив жодних статистично значущих відхилень. Не було також доказів “іншого” гравітаційного тяжіння.
Ансамблі всесвітів
У 1920-х роках була винайдена квантова механіка, Ми дізналися, що якщо ви переходите на досить малий масштаб, то втрачаєте можливість точно передбачати поведінку системи.
Ви можете описати її статистично, в діапазоні речей, які заданні методологією дослідження.
Тобто існує лише діапазон властивостей, заданих дослідником.
Проблема в тому, що те, що статистично описується на мікрорівні, не працює для простору-часу. До того ж і простір-час слабо описується фізичними законами, про існування яких ми знаємо.
Ми — з певними застереженнями — можемо говорити лише про “квантову піну”, застосовуючи до неї закони квантової механіки. І якщо “розбити” простір на окремі мікрофрагменти, то у нас виникне цілий всесвіт з варіаціями законів фізики просто тому, що умови, які породжують закони фізики, мають первинні варіації. Такі варіації співіснували на момент надшвидкого розширення.
Свого часу фізики Макс Тегмарк і Брайан Грін розробили класифікаційні схеми для різних теоретичних типів мультивсесвітів і всесвітів, які складаються. Зокрема, Макс Тегмарк запропонував таксономію чотирьох рівнів всесвітів, які виходять за межі знайомої нам спостережуваної матерії.
Тут перший рівень - розширення нашого Всесвіту.
Космічна інфляція передбачає існування нескінченного ергодичного всесвіту, який, будучи нескінченним, повинен містити об'єми Габбла, реалізуючи всі початкові умови.
Рівень другий - всесвіти з різними фізичними константами. Згідно з теорією внутрішньої інфляції, мультивсесвіт, або простір в цілому, розтягується і продовжує розтягуватися вічно.
Але деякі області простору припиняють розтягуватися і утворюють окремі бульбашки, тобто зародки всесвітів першого рівня.
Рівень 3 - багатосвітова інтерпретація квантової механіки. Один з аспектів квантової механіки полягає в тому, що деякі спостереження не передбачаються абсолютно точно.
За цією логікою, існує вірогідний ряд можливих спостережень, кожне з яких має різну ймовірність. Окреме спостереження відповідає окремому всесвіту.
Рівень 4 - остаточний ансамбль.
Кінцева математична гіпотеза всесвіту - це гіпотеза Тегмарка. Згідно з нею, на четвертому рівні всі всесвіти вважаються однаково реальними, хоча вони описуються різними математичними структурами.
Додамо: Тегмарк зауважує, що абстрактна математика настільки загальна, що будь-яка теорія всього, що піддається визначенню в чисто формальних термінах, незалежно від розпливчастої людської термінології, також є математичною структурою. Всесвітом.
Це означає, що будь-яка умоглядна теорія паралельного всесвіту може бути описана на четвертому рівні складності, включно з іншими ансамблями.
Отже, цей рівень завершує ієрархію мультивсесвітів, п'ятого рівня не існує. Відповідно, у нас представлені 24 (4 факторіал) типів всесвіту, 24 типів різних за своїм характером фізичних законів.
