Что такое параллельные вселенные

Параллельные вселенные — это гипотетические реальности, существующие одновременно с нашей, но не обязательно похожие на неё. В них могут действовать иные законы природы или происходить альтернативные исходы событий. Например, если в нашем мире подброшенная монета упала орлом, то в другой вселенной она могла бы оказаться решкой.

Истоки идеи

Философские размышления о множественности миров берут начало ещё в античности. В V веке до нашей эры в Древней Греции возникла теория атомизма, согласно которой материя состоит из неделимых частиц — атомов, а их хаотичное столкновение порождает бесконечные варианты миров. Философ Хрисипп, живший в III веке до н.э., считал, что Вселенная постоянно переживает циклы рождения и смерти, создавая бесконечное множество её состояний.

Первым учёным, выдвинувшим научную гипотезу о мультивселенной, стал австрийский физик Эрвин Шредингер. В 1952 году он в Дублине представил лекцию по квантовой механике, где впервые ввёл понятие суперпозиции — явления, при котором частица может находиться в нескольких состояниях одновременно.

Ключевые теории

ТЕОРИЯ ХАРТЛА — ХОКИНГА

В 1983 году Стивен Хокинг и Джеймс Хартл опубликовали работу, посвящённую новой модели возникновения Вселенной. Они использовали квантовую механику для объяснения, как мир мог появиться из ничего и что было до Планковской эпохи — самого раннего этапа развития Вселенной.

Согласно этой теории, наша Вселенная изначально находилась в состоянии космологической сингулярности — с бесконечно высокой плотностью и температурой. После Большого взрыва она начала расширяться, образовались галактики, звёзды и планеты. Процесс продолжается и сегодня.

Хокинг и Хартл рассматривали Вселенную как квантовую систему, находящуюся одновременно в бесконечном числе состояний. Наша реальность — лишь одно из них. Остальные — параллельные миры, отражающие все возможные исходы любых событий.

Математическая гипотеза Тегмарка

Астрофизик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института утверждает, что наш физический мир — это математическая структура, заданная набором физических констант и законов природы. Он считает, что любая непротиворечивая математическая структура существует в реальности.

Например, значение гравитационной постоянной в нашем мире — 6,67430 (15) × 10⁻¹¹ Н·м²/кг². В другой вселенной оно может отличаться, что приведёт к иным решениям уравнений и другим свойствам материи.

Тегмарк предлагает четырёхуровневую классификацию мультивселенных:

• 1-й уровень — области за пределами видимой Вселенной, удалённые более чем на 14 миллиардов световых лет. Законы физики те же, но начальные условия различны.
• 2-й уровень — «пузыри» вселенных, возникающие при неравномерном расширении пространства. В них одинаковые законы, но разные физические константы.
• 3-й уровень — квантовые состояния, отображающие альтернативные исходы событий. Здесь меняются фундаментальные параметры, но законы остаются прежними.
• 4-й уровень — миры с совершенно другими математическими структурами, не похожие на нашу реальность.

Теория струн

В 1970 году Йоитиро Намбу, Хольгер Нильсен и Леонард Сасскинд предложили рассматривать элементарные частицы не как точки, а как тонкие протяжённые нити — квантовые струны. Это позволило объяснить сложные взаимодействия, особенно у частиц, таких как пионы.

В 1984-1986 годах произошла суперструнная революция: учёные поняли, что теория струн способна описать все известные взаимодействия. Колебания струн задают свойства материи, как атомы в нашем мире.

Обычная теория относительности предполагает четыре измерения: три пространственных и одно временнόе. Теория струн допускает 6, 10 или даже 26 измерений. Мы воспринимаем только четыре, остальные свёрнуты. Именно в этих свёрнутых измерениях, по мнению некоторых учёных, могут располагаться параллельные вселенные. Эта идея визуализирована в фильме Кристофера Нолана «Интерстеллар».

Мнение экспертов

Михаил Иванов, кандидат физико-математических наук, доцент МФТИ

«Идея мультивселенных исторически связана с многомерной геометрией. Если пространство имеет больше трёх измерений, в нём можно представить несколько параллельных гиперплоскостей, каждая из которых — отдельный мир с обычной трёхмерной физикой. Эти идеи восходят как минимум к XIX веку.

Основные источники современных теорий — общая теория относительности и квантовая механика. В рамках общей теории относительности можно построить решения, при которых чёрные дыры становятся вратами в другие миры. Но для этого требуется экзотическая материя, которая пока не подтверждена экспериментально.

В квантовой механике есть проблема измерений. В 1957 году Хью Эверетт III показал, что если исключить процесс измерения из теории, то каждый эксперимент порождает все возможные исходы одновременно. Это привело к интерпретации, что Вселенная ветвится, создавая множество реальностей».

Станислав Алексеев, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИ им. Штернберга

«Чёрные дыры могут быть каналами, через которые энергия переходит в другую вселенную. Противоположные им белые дыры — гипотетические объекты, источником излучения которых могут быть параллельные миры.

Существование других вселенных может объяснить нарушение закона сохранения энергии, предоставив каналы для её потерь и прироста. Это может помочь понять, почему космические лучи обладают энергией выше теоретического предела, без нарушения лоренц-инвариантности.

Однако для проверки всех этих гипотез не хватает наблюдательных и экспериментальных данных. Сейчас общая теория относительности подтверждается с высокой точностью, но будущее может открыть новые границы».

Современные исследования

В 1998 году при наблюдении сверхновых звёзд была открыта темная энергия — форма энергии, заполняющая пустое пространство и вызывающая ускорение расширения Вселенной.

Учёные из Даремского и Сиднейского университетов создали компьютерную модель, показавшую, что в нашем мире темной энергии относительно мало. По теориям формирования Вселенной, её должно быть гораздо больше — тогда галактики и жизнь не могли бы сформироваться.

В 2015 году ученый А. А. Антонов предложил, что темная энергия может быть косвенным признаком существования других вселенных. Для проверки этой гипотезы в 2019 году в США был запущен прибор Dark Energy Spectroscopic Instrument, который анализирует спектры далёких галактик.

По материалам: Dzen.ru