Інфрачервоний вигляд сузір'я Каріни, знятого телескопом WISE.
(Зображення: © NASA / JPL-Caltech / UCLA)
Пол М. Саттер є астрофізиком в Державний університет штату Огайо, господар "Запитайте космонавта" і "Космічне радіо, "та автор"Ваше місце у Всесвіті"Саттер зробив внесок у цю статтю Голоси експертів Space.com: Op-Ed & Insights.
Це багаторічний фаворит наукової фантастики: інші світи, інші світобудови, інші можливості, прямо за межами відомого космосу або просто мить чарівного пристрою. Можливо, інші світи моторошно схожі на власні, за винятком якоїсь химерної малої зміни в історії. Можливо, вони докорінно різні, з новими, дивними та чудовими видами життя. Можливо, вони настільки різні, що основні правила фізики там навіть не діють.
Я, звичайно, говорю про мультивалю - можливість того, що десь там є інші чіткі всесвіти.
Але вони існують?
Видувні бульбашки
Ідея мультиверсу втілюється у кількох різних областях науки, філософії та навіть релігії. У самій фізиці в квантовій механіці з'являється можливість інших світів (особливо через інтерпретацію "багатьох світів", в якій кожен випадковий результат взаємодії відгалужує нові всесвіти, де реалізується кожен результат) та теорії струн (в яких різні домовленості крихітних, згорнутих додаткових розмірів призводить до різної фізики у власних всесвітах).
Про ці ідеї цікаво говорити, але, мабуть, найбільш захоплюючий шлях до мультиварки - це через наше розуміння найдавніших моментів самої Всесвіту: періоду інфляції.
Як найкраще ми можемо сказати, надзвичайно ранній Всесвіт пережив період неймовірно швидке розширення: інфляція. Вчені теоретизують, що ця епоха була керована екзотичним квантовим полем - кипучою, пінистою енергією, запеченою у вакуумі простору-часу, - що призвело до того, що Всесвіт майже розірвався з інтенсивністю свого розширення. Але незабаром це поле втратило свою верхівку і занепало у рій частинок, які зараз мешкають у сучасному Всесвіті.
І саме в цю епоху інфляції була мультиварка мав життєздатний шанс з’явитися. Уявіть ранній всесвіт, де панує інфляція, як гігантський хліб піднімається хліба. Історія, яку я тільки що розповів, передбачає, що інфляція починається і рівномірно припиняється в усьому космосі; цілий той самий хліб перестає підніматися в той самий момент.
Але те, що призвело до інфляції, було квантовим полем, а це означає, що ми не можемо припустити, що все так просто. Деякі ділянки поля були просто випадково енергійнішими, ніж інші, а інші плями були більш спокійними. Ось лише випадкова природа життя в квантовому світі.
Тож наш хліб не зовсім рівномірний. Деякі його частини можуть перестати підніматися, відштовхуючись і ізолюючись, а решта хліба продовжує підніматися. А оскільки завжди буде якась частина хліба, що піднімається швидше середнього, тепер ви можете уявити собі хліб хліба, який продовжує підніматися на вічність, з невеликими шматочками і кишенями тут і там випадково ловлять повільну порцію і стискають себе.
Кожен із цих віджиманих шматочків - це своя унікальна всесвіт, лише одна бульбашка багатьох у мультисвітлі. Більше того, деталі кінця інфляції визначають купу важливих фізичних властивостей, таких як сила сил природи та маси частинок (деталі залежать від конкретної моделі інфляції). Ми говоримо про такі речі, як маса електрона та кількість видів частинок. Дійсно важливі речі.
І оскільки кожен із цих затиснутих, міхурових всесвітів закінчує інфляцію по-своєму унікальним та особливим чином, кожен із всесвітів міхурів отримує свій унікальний набір фізики.
Перетинаються відповіді
Оскільки цілий буханець хліба продовжує зростати (оскільки там завжди є якась частина із швидкістю, ніж середня, темпи інфляції), дуже швидко ви отримуєте цілу масу всесвітів, що киплять один біля одного. Мультиварка. Кожен Всесвіт по суті назавжди закритий від інших. Однак є деякі випадки, коли вони можуть перетинатися.
Якщо два Всесвіту стискаються відносно швидко один за одним і відносно близько один до одного, то вони можуть ненадовго перетинатися, перш ніж надуватися один від одного на всю вічність. І якщо вони будуть, це перехрестя може залишити відбиток у космічний мікрохвильовий фон з цих всесвітів, що залишилася скам’янілої оболонки світла від того часу, коли Всесвіту було інфантильне 380 000 років.
Уявіть два мильних бульбашки, що протираються один проти одного; цей відбиток набуде форми дивного вигляду кола на небі (де "дивацтво" залежить від того, у якому Всесвіті ми могли б перетинатися). Природно, ми не знайшли таких слідів мультиварки.
Без прямих доказів важко судити про життєздатність ідеї мультиварки від інфляції. Це може бути загальним результатом усіх інфляційних теорій, так що, якщо ми зможемо знайти більш сильні докази щодо інфляції, ми також можемо продемонструвати існування мультиварки. Але зараз ми не повністю розуміємо механіку інфляції, тому це не так вже й багато.
І ось ще одне питання, щоб задуматися. Якби ви трохи змінили фізику нашого Всесвіту, то життя, як ми знаємо, було б неможливим. Чому ми опиняємось у такому особливому Всесвіті, де може виживати наш тип життя? Чи, можливо, через всі бульбашки в мультиселенні, звичайно, ми опинимось одним із небагатьох, здатних до іскрометного інтелекту? (Інакше ми цього не усвідомлювали б.) Або це щось набагато глибше? Це навіть питання для науки?
Можливо, інший Всесвіт має всі відповіді.
Дізнайтеся більше, прослухавши епізод "Чи живемо ми в мультисвітлі?" на подкасті "Запитати космонавта", доступному наiTunes і в Інтернеті за адресоюhttp://www.askaspaceman.com. Завдяки @ProducerEv, Matthew A., Tom S., Taha, Oliver H., Wally H., Christiaan D., Keith G., Alex Z., Murtaza P., Kent L., Gabi P. and Slinkerdeer за запитання, що призвели до цього твору! Задайте своє запитання у Twitter, використовуючи #AskASpaceman або дотримуючись Павла @PaulMattSutter і facebook.com/PaulMattSutter.
- Паралельні Всесвіти: теорії та докази
- Протистояння Мультивару: Що означатиме "Безмежні Всесвіти"
- Мультисвіт чи Всесвіт? Дебати фізиків
