Наличието на паралелни вселени може да изглежда като фантастичен въпрос, който само авторите на научна фантастика могат да си зададат и който няма нищо общо със съвременната теоретична физика. Но идеята, че живеем в множество вселени от паралелни вселени, отдавна се смята за научно обоснована - макар и силно противоречива. И все пак търсенето на начини за тестване на тази теория, включително сканиране на небето за сблъсъци с други вселени, е в ход.
Важно е да се има предвид, че множествената теория на Вселената всъщност не е теория, а по-скоро следствие от нашето сегашно разбиране на теоретичната физика. Това е важна разлика. Не можем да се откажем и да кажем: „Добре, нека имаме мултиверс“. Това, че нашата Вселена може да бъде една от много други, следва от съвременните теории като квантова механика и теория на струните.
Интерпретация на много светове
Може би сте чували за мисловния експеримент с котката на Шрьодингер, страховито животно, което живее в затворена кутия. Актът за отваряне на кутията ни позволява да открием една от възможните истории на бъдещата ни котка, включително тази, в която той е и жив, и мъртъв. Причината това изглежда невъзможно е, защото нашата човешка интуиция просто не е запозната с този резултат.
Според странните правила на квантовата механика обаче такова бъдеще е напълно възможно. Причината това да се случи е поради огромното пространство от възможности в квантовата механика. Математически квантово механично състояние е сумата (суперпозицията) на всички възможни състояния. В случая с котката на Шрьодингер, котката е в суперпозиция на "живите" и "мъртвите" състояния.
Но как да приведем всичко това в съответствие с нашия здрав разум? Може да се предположи, че от всички тези състояния само едно е „обективно вярно“: което наблюдаваме. Но може да се предположи, че всички възможности са верни и че съществуват в различни вселени на множествена вселена.
Промоционално видео:
Струнен пейзаж
Теорията на струните е една от най-перспективните ни (ако не най-) перспективни области на изследване, която може да комбинира квантова механика и гравитация. Това е изключително трудно, тъй като гравитационната сила е трудно да се опише на малки разстояния, където атомите и субатомните частици функционират - в областта на квантовата механика.
Но теорията на струните, която твърди, че всички основни частици са направени от едномерни струни, може да опише едновременно всички известни сили на природата: гравитация, електромагнетизъм и ядрени взаимодействия.
За да работи теорията на струните обаче математически, са необходими минимум десет физически измерения. Тъй като можем да наблюдаваме само четири измерения: височина, ширина, дълбочина (пространствено) и време (времево), допълнителните измерения на теорията на струните трябва да бъдат скрити по някакъв начин.
За да използваме тази теория за обяснение на познатите ни физически явления, тези допълнителни измерения трябва да бъдат „уплътнени“, свити, така че да не могат да се видят. Може би във всеки един момент от нашите четири основни измерения има шест допълнителни неразличими измерения.
Проблемът или, както някои биха казали, черта на теорията на струните е, че има много начини да направите това уплътняване - 10 ^ 500 възможности. Всяко от тези уплътнения води до вселена с различни физически закони - с различни маси от електрони и гравитационни константи. Съществуват обаче и енергични възражения срещу методологията на уплътняване, така че въпросът не може да се счита за решен.
От всичко това възниква въпросът: в кой от възможните струнни пейзажи живеем? Теорията на струните сама по себе си не предоставя механизъм за това предсказване, което го прави безполезен поради своята неустойчива природа. За щастие, идеята зад нашето изследване на космологията на ранната Вселена превърна този бъг във функция.
Ранна вселена
По времето на най-ранната вселена, дори преди Големия взрив, Вселената претърпя период на ускорено разрастване - инфлация. Първоначално инфлацията имаше за цел да обясни защо температурата на настоящата наблюдаема вселена е почти еднаква.
Въпреки това, тази теория също предвиждаше спектър от температурни колебания около това равновесие, което по-късно беше потвърдено от Cosmic Backgroung Explorer, Уилкинсън Микровълнова анизотропична сонда и космически кораб PLANCK.
Въпреки че точните детайли на тази теория са все още горещо обсъждани, инфлацията е добре приета от физиците. Отражението на тази теория обаче е, че трябва да има други части на Вселената, които все още се ускоряват.
Поради квантовите колебания в космическото време някои части на Вселената никога няма да стигнат до крайното състояние на инфлация. Това означава, че Вселената, поне според сегашното ни разбиране, ще бъде в състояние на непреходна инфлация. Някои от неговите части могат в крайна сметка да се превърнат в други вселени, тези от своя страна различни. Такъв механизъм създава безкраен брой вселени.
Ако комбинирате този сценарий с теория на струните, има вероятност всяка от тези вселени да има различно уплътняване на допълнителни измерения и следователно различни физически закони.
Тестване на теорията
Такива вселени, предсказани от теорията на струните и инфлацията, които живеят в едно и също физическо пространство (за разлика от много квантови механични вселени, които живеят в математическо пространство), могат да се припокриват или да се сблъскат. Те неизбежно ще се сблъскат, оставяйки възможни подписи в космическото небе, които можем да опитаме да търсим.
Точните детайли на тези подписи зависят от конкретни модели - от студени до горещи точки в космическия микровълнов фон до аномални празнини при разпределението на галактиките. Тъй като обаче сблъсъците с други вселени трябва да се осъществяват в определена посока, се очаква всички подписи да нарушат еднообразието на нашата наблюдаема вселена.
Учените активно търсят тези подписи. Някои надничат в отпечатъците на космическия микровълнов фон, последващото сияние на Големия взрив. Все още обаче не са намерени такива подписи. Други търсят косвено потвърждение под формата на гравитационни вълни, пулсации в тъканта на пространството-време, които се появяват, когато масивни предмети преминават през него. Подобни вълни могат пряко да потвърдят наличието на инфлация, което допълнително ще засили теорията за множеството вселени.
Дали можем да докажем съществуването им или не, все още не е известно. Но предвид огромните последици от подобни доказателства, търсенето със сигурност си струва да продължи.
ИЛЯ КХЕЛ
