Параллельные вселенные - красивая теория или реальность?

В 1954 году молодой кандидат в докторантуру Принстонского университета по имени Хью Эверетт III придумал радикальную идею: что если существуют параллельные вселенные, подобные нашей. Все эти вселенные связаны с нашей и наша Вселенная отделяется от других. Внутри этих параллельных вселенных наши войны имели разные результаты, чем те, которые мы знаем. Виды, которые вымерли в нашей вселенной, эволюционировали и адаптировались в других. В других вселенных мы, люди, могли исчезнуть.

Эта мысль пугает разум, и все же она по-прежнему понятна. Понятия параллельных вселенных, которые напоминают наши собственные, появились в произведениях научной фантастики и использовались в качестве объяснений для метафизики. Но почему молодой потенциальный физик, возможно, рискует своей будущей карьерой, создав теорию о параллельных вселенных?

Теорией множественности миров Эверетт пытался ответить на довольно липкий вопрос, связанный с квантовой физикой: почему квантовая материя ведет себя беспорядочно? Квантовый уровень - это самая молодая наука, изучающая самый крохотный уровень организации материи, обнаруженный до сих пор. Изучение квантовой физики началось в 1900 году, когда физик Макс Планк впервые представил концепцию в научный мир. Изучение излучения Планком привело к некоторым необычным выводам, которые противоречили классическим физическим законам. Эти данные свидетельствуют о том, что во Вселенной действуют другие законы, действующие на более глубоком уровне, чем тот, который мы знаем.

Принцип неопределенности Гейзенберга

Физики, изучающие квантовый уровень, заметили некоторые странные вещи в этом крошечном мире. Во-первых, частицы, которые существуют на этом уровне, имеют способность принимать разные формы произвольно. Например, ученые наблюдали фотоны - крошечные пакеты света, действующие как частицы и волны. Даже один фотон демонстрирует это изменение формы. Представьте, если бы вы выглядели и действовали как сплошной человек, когда друг взглянул на вас, но когда он снова оглянулся, вы бы приняли газообразную форму.

Это стало известно как принцип неопределенности Гейзенберга. Физик Вернер Гейзенберг предположил, что, наблюдая квантовую материю, мы влияем на поведение этого вещества. Таким образом, мы никогда не можем быть полностью уверены в природе квантового объекта или его параметров, таких как скорость и местоположение.

Эта идея поддерживается копенгагенской интерпретацией квантовой механики. По словам датского физика Нильса Бора, эта интерпретация говорит о том, что все квантовые частицы не существуют ни в одном состоянии, ни во всех возможных состояниях сразу. Сумма возможных состояний квантового объекта называется его волновой функцией. Состояние объекта, существующего во всех его возможных состояниях сразу, называется суперпозицией.

Согласно Бору, когда мы наблюдаем квантовый объект, мы влияем на его поведение. Наблюдение нарушает суперпозицию объекта и, по сути, заставляет объект выбирать одно состояние из его волновой функции. Эта теория объясняет, почему физики проводили противоположные измерения одного и того же квантового объекта: объект выбирал разные состояния при различных измерениях.

Интерпретация Бора была широко принята и по-прежнему учитывается большим количеством ученых квантового сообщества. Но в последнее время теория множественности миров Эверетта приобретает серьезное внимание.

Теория множественности миров

Молодой Хью Эверетт согласился с тем, что высказал очень уважаемый физик Нильс Бор о квантовом мире. Он согласился с идеей суперпозиции, а также с понятием волновых функций. Но Эверетт не согласился с Бором в одном жизненно важном отношении.

Для Эверетта измерение квантового объекта не приводит его к одному понятному состоянию. Вместо этого измерение квантового объекта приводит к фактическому расколу во Вселенной. Вселенная буквально дублируется, разбиваясь на одну вселенную для каждого возможного результата измерения. Например, говорят, что волновая функция объекта является как частицей, так и волной. Когда физик измеряет частицу, возможны два возможных результата: она будет либо измеряться как частица, либо как волна. Это различие делает теорию множественности миров Эверетта конкурентом копенгагенской интерпретации объяснения квантовой механики.

Когда физик измеряет объект, Вселенная делится на две отдельные вселенные, чтобы учесть каждый из возможных результатов. Итак, ученый в одной вселенной обнаруживает, что объект был измерен в волновой форме. Тот же ученый в другой вселенной измеряет объект как частицу. Это также объясняет, как одна частица может быть измерена более чем в одном состоянии.

Как бы удивительно это не звучало, интерпретация Эверетта имеет последствия вне квантового уровня. Если действие имеет более чем один возможный результат, то, если теория Эверетта верна, вселенная распадается, когда это действие будет предпринято. Это справедливо даже тогда, когда человек решает не предпринимать никаких действий.

Это означает, что если вы когда-либо оказались перед выбором, то во вселенной, параллельной нашей, вы сделали иной выбор. Это лишь одна из причин, по которой некоторые считают, что интерпретация множественности миров вызывает беспокойство.

Еще один тревожный аспект этой теории заключается в том, что это подрывает наше понятие времени как линейное. Представьте себе временную линию, показывающую историю второй мировой войны. Вместо прямой линии, показывающей заметные события, идущие вперед, временная линия, основанная на интерпретации множественности миров, покажет каждый возможный результат каждого предпринятого действия. Оттуда последует дальнейший хронологический анализ всех возможных результатов предпринятых действий.

Но человек не может знать о своих других личностях - или даже о его смерти, - которые существуют в параллельных вселенных. Итак, как мы можем узнать, правильна ли теория множественности миров? Уверенность в том, что теоретическая интерпретация возможна, возникла в конце 1990-х годов из мысленного эксперимента - воображаемого эксперимента, который теоретически доказывал или опровергал идею, называемую квантовым самоубийством.

Этот мысленный эксперимент возобновил интерес к теории Эверетта, которая на протяжении многих лет считалась мусором. Поскольку множественность миров оказалась возможной, физики и математики стремились исследовать последствия этой теории в глубине. Но интерпретация многих миров - не единственная теория, которая стремится объяснить вселенную. И это не единственное, что предполагает наличие вселенных параллельных нашей.

Параллельные Вселенные: струны и строки

Теория многих миров и копенгагенская интерпретация - не единственные конкуренты, пытающиеся объяснить базовый уровень Вселенной. На самом деле квантовая механика - это даже не единственное поле в физике, которое ищет такое объяснение. Теории, появившиеся после изучения субатомной физики, по-прежнему остаются теориями. Это привело к тому, что поле исследования было разделено во многом так же, как мир психологии. Теории имеют сторонников и критиков, а также психологические рамки, предложенные Карлом Юнгом, Альбертом Эллисом и Зигмундом Фрейдом.

Поскольку их наука была развита, физики занимаются обратным проектированием Вселенной - они изучили, что можно наблюдать, если двигаться все к меньшим уровням физического мира. Делая это, физики пытаются достичь конечного и самого базового уровня. Надеюсь, именно этот уровень послужит основой для понимания всего остального.

Следуя своей знаменитой теории относительности, Альберт Эйнштейн всю оставшуюся жизнь искал тот последний уровень, который отвечал бы на все физические вопросы. Физики ссылаются на эту фантомную теорию как на теорию всего. Квантовые физики считают, что они находятся на пути к поиску этой окончательной теории. Но другая область физики считает, что квантовый уровень не является наименьшим уровнем, поэтому он не может обеспечить теорию всего.

Эти физики вместо этого углубляются в теоретический уровень подкванта, называемый теорией струн, для ответов на все события в мире. Удивительно то, что благодаря их теоретическому исследованию эти физики, также пришли к выводу, что существуют параллельные вселенные.

Теория струн была создана японско-американским физиком Мичио Каку. Его теория гласит, что существенные строительные блоки всей материи, а также все физические силы во вселенной, такие как гравитация, существуют на уровне субкванта. Эти строительные блоки напоминают крошечные резиновые ленты - или струны - составляющие кварки (квантовые частицы), а в свою очередь и электроны, и атомы, и клетки и так далее. Точно, какой тип материи создается струнами и как ведет себя эта материя, зависит от вибрации этих струн. Именно так складывается вся наша Вселенная. И согласно теории струн, эта композиция имеет место в 11 отдельных измерениях.

Как и теория множественности миров, теория струн демонстрирует, что существуют параллельные вселенные. Согласно теории, наша собственная вселенная похожа на пузырь, который существует рядом с подобными параллельными вселенными. В отличие от теории множественности миров теория струн предполагает, что эти вселенные могут вступать в контакт друг с другом. Теория струн говорит, что гравитация может протекать между этими параллельными вселенными. Когда эти вселенные взаимодействуют, возникает Большой взрыв, похожий на тот, который создал нашу Вселенную.

В то время как физикам удалось создать машины, которые могут обнаруживать квантовую материю, еще не наблюдаются подквантовые строки, что делает их - и теорию, на которой они построены, - полностью теоретической. Некоторые из них дискредитированы, хотя другие считают, что этот подход правильный.

Так существуют ли параллельные вселенные? Согласно теории многих миров, мы не можем быть действительно уверены, так как мы не можем знать о них. Теория струн уже была проверена хотя бы один раз - с отрицательными результатами. Доктор Каку по-прежнему полагает, что параллельные измерения существуют.

Эйнштейн не прожил достаточно долго, чтобы увидеть стремление к теории всего, чем сейчас заняты многие ученые. Опять же, если множественность миров правильна, Эйнштейн все еще жив в параллельной вселенной. Возможно, в этой вселенной физики уже нашли теорию всего.