Kaip mokslas atskiria „pagrįstai mokslines“hipotezes nuo „nesąmoningų“
Kitų visatų idėja yra giliai įsišaknijusi mokslinėje fantastikoje. Bet net ir grožinėje literatūroje galima rasti samprotavimų apie daugialypį pasaulį ir daugelį lygiagrečių pasaulių, todėl „Palėpė“nusprendė išsiaiškinti, kiek šios idėjos yra artimos tikrajai fizikai.
- „Salik.biz“
Daugialypė versija, apie kurią kalbėjo Sean Carroll, kosmologijos ekspertė ir neseniai rusų kalba išleistos populiarios knygos „Amžinybė. Ieškant galutinės laiko teorijos “yra hipotezė apie mūsų Visatos struktūrą, esančią už regiono ribų, prieinamą mūsų stebėjimui.
Ką tai reiškia? Šviesos greitis yra ribotas, o Visata plečiasi visomis kryptimis - nors mes galime pamatyti tik tam tikrą erdvės dalį. Ir toli gražu ne tai, kad už jos ribų esantis pasaulis yra išdėstytas taip pat, kaip ir netoli Žemės. Hipotetiškai, už stebėjimo zonos ribų, pavyzdžiui, gali būti visiškai kitoks paprastosios ir tamsiosios medžiagos santykis. Arba išvis - kai kurie kiti fiziniai principai veikia, padidėja matmenų skaičius.
Iliustracija: Anatolijus Lapushko / Chrdk.
Sveikas protas, žinoma, mums sako, kad visatos savybės turėtų būti vienodos visur. Tačiau „sveikas protas“nėra labai geras dalykas kosmologijai, erdvės-laiko mokslui labai dideliu mastu. Prielaida, kad medžiaga, kurią mes žinome Visatoje, yra dešimt kartų mažesnė už kažkokią paslaptingą tamsiąją medžiagą, taip pat visiškai prieštaravo sveikam protui, tačiau būtent tokiame pasaulyje, kurį daugiausia sudaro tamsioji materija, gyvename šiandien. Idėjos, kad visata smarkiai keičiasi ten, kur jos nebegalime pamatyti, problema nėra neįprasta, tačiau tokios idėjos negalima išbandyti.
Visata su hipotetiškai skirtingais fizikiniais įstatymais yra vadinama kosmologine daugialype. Tokia Visata yra geometriškai viena - ta prasme, kad tarp bet kurių dviejų jos taškų galima nubrėžti ištisinę liniją be jokių portalų ir kitų egzotiškų dalykų pastatymo. Ir šios kosmologinės daugialypės reikšmės nereikėtų painioti, pavyzdžiui, su daugialype visata daugelio pasaulių kvantinės mechanikos interpretacijose.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Daugelio pasaulių kvantinė mechanika
Kitame „Visatos mastelio tinklelio“gale yra mikrokosmas, kurio įvykius apibūdina kvantinė mechanika. Mes jau žinome, kad elementariosios dalelės: elektronai, kvarkai, gluonai ir kiti jų pusbroliai elgiasi pagal taisykles, kurių nesilaikoma pasaulyje, prie kurio esame įpratę. Taigi į kiekvieną kvantinės mechanikos dalelę galima žiūrėti kaip į bangą - ir, atrodytų, „tvirtus“atomus, kurie mokyklos chemijos kursuose vaizduojami kaip rutuliai, susidūrę su kliūtimi, išsibarstys kaip bangos. Kiekvienas kvantinis objektas yra matematiškai apibūdinamas ne kaip rutulys ar erdvės ribotas taškas, bet kaip bangos funkcija, egzistuojanti visuose jo trajektorijos taškuose per kosmosą. Mes galime apskaičiuoti tik tikimybę, kad ji bus rasta vienoje ar kitoje vietoje. Tokie kiekiai kaip dalelės impulsas,jos energija ir egzotiškesnės savybės, tokios kaip nugara, taip pat apskaičiuojamos pagal bangos funkciją: galime sakyti, kad šis matematinis objektas, apimantis visą erdvę, yra pagrindinis kvantinės mechanikos ir visos fizikos pagrindas XX a.
Skaičiavimai, atlikti remiantis bangos funkcijomis ir operatoriais (operatoriai leidžia iš bangos funkcijos gauti tam tikrus kiekius), puikiai atitinka tikrovę. Pavyzdžiui, kvantinė elektrodinamika, pavyzdžiui, šiandien yra tiksliausias fizinis modelis žmonijos istorijoje, o tarp kvantinių technologijų yra lazeriai, visa šiuolaikinė mikroelektronika, spartus internetas, prie kurio esame įpratę, ir net daugybė vaistų: perspektyvių vaistų paieška medicinai taip pat vykdoma modeliuojant molekulių sąveiką. su draugu. Taikomu požiūriu kvantiniai modeliai yra labai geri, tačiau konceptualiu lygmeniu iškyla problema.
Bangos funkcijos, atitinkančios elektroną vandenilio atome, esant skirtingiems energijos lygiams. Šviesos plotai atitinka bangos funkcijos maksimumą ir šiose vietose dalelė greičiausiai bus aptinkama; kitame kambaryje radus tą patį elektroną, nors ir nereikšmingai mažą, tikimybė nėra lygi nuliui.
Šios problemos esmė yra ta, kad kvantiniai objektai gali būti sunaikinti: pavyzdžiui, kai fotonas (šviesos kvantas) atsitrenkia į fotoaparato matricą arba tiesiog susiduria su nepermatomu paviršiumi. Iki šio taško fotonas buvo puikiai apibūdinamas bangos funkcija, o po akimirkos erdvėje prailginta banga dingsta: paaiškėja, kad tam tikras pokytis paveikė visą Visatą ir įvyko greičiau nei šviesos greitis (kaip gali būti toks dalykas?). Tai yra problemiška net ir vieno fotono atveju, bet kaip dėl dviejų fotonų, skleidžiamų iš vieno šaltinio, bangų funkcijos dviem priešingomis kryptimis? Jei, pavyzdžiui, tokie du fotonai gimė prie tolimos žvaigždės paviršiaus ir vieną iš jų teleskopu užfiksavo Žemė, kaip yra antrasis, kuris yra daug šviesmečių? Formaliai tai sudaro vieną sistemą su pirmąja,tačiau sunku įsivaizduoti scenarijų, kai pasikeitus vienai sistemos daliai, iškart pranešama visoms kitoms dalims. Kitas kvantinės sistemos, kuriai esant bangos funkcijos išnykimas sukelia konceptualias problemas, pavyzdys yra garsioji Schrödingerio katė, esanti uždarytos dėžutės viduje su prietaisu, kuris, remiantis tikimybiniu kvantiniu procesu, arba sulaužo ampulę nuodų, arba palieka ją nepažeistą. Prieš atidarant dėžę, Schrödingerio katė yra gyva ir negyva: jos būsena atspindi kvantinės sistemos bangos funkciją mechanizmo su nuodais metu.kuris yra uždaros dėžutės viduje su prietaisu, kuris, remiantis tikimybiniu kvantiniu procesu, arba sulaužo ampulę nuodais, arba palieka ją nepažeistą. Prieš atidarant dėžę, Schrödingerio katė yra gyva ir negyva: jos būsena atspindi kvantinės sistemos bangos funkciją mechanizmo su nuodais metu.kuris yra uždaros dėžės viduje su prietaisu, kuris, remiantis tikimybiniu kvantiniu procesu, arba sulaužo ampulę nuodais, arba palieka ją nepažeistą. Prieš atidarant dėžę, Schrödingerio katė yra gyva ir negyva: jos būsena atspindi kvantinės sistemos bangos funkciją mechanizmo su nuodais metu.
Labiausiai paplitęs kvantinės mechanikos aiškinimas Kopenhagoje siūlo tiesiog priimti pasaulio paradoksą ir pripažinti, kad taip, nepaisant visko, banga / dalelė akimirksniu išnyksta. Alternatyva yra daugelio pasaulių aiškinimas. Anot jos, mūsų Visata yra nesąveikaujančių pasaulių kolekcija, kurių kiekvienas vaizduoja vieną kvantinę būseną: atidarius dėžutę su kate, atsiranda du pasauliai - viename iš jų katė gyva, o kitame ji negyva. Kai fotonas praeina per pusiau skaidrų veidrodį, pasaulis taip pat yra padalintas į du: viename šviesos kvantas atsispindi nuo paviršiaus, o kitame - ne. Taigi kiekvienas kvantinis procesas sukelia vis daugiau ir daugiau išsišakojusių pasaulių.
Teoriškai kai kurios iš šių šakų gali labai skirtis nuo mūsų. Vienas atomas, kuris netrukus po Didžiojo sprogimo skrido neteisinga linkme, galėjo lemti skirtingą karštų dujų pasiskirstymą, žvaigždžių gimimą visiškai skirtingose vietose ir dėl to fakto, kad Žemė iš esmės neatsirado. Tačiau šio paveikslo negalima vadinti daugelio pasaulio aiškinimo problema. Tikroji problema slypi tame, kad praktiškai neįmanoma patikrinti šio kvantinės mechanikos supratimo teisingumo: atskiri daugialypės visatos komponentai iš esmės nesąveikauja.
Laiko kelionių ir alternatyvių visatų idėja labai paseno nuo klasikinės grožinės literatūros dienų. Be žinomo žanro gerbėjų termino „hitmanas“(mūsų dienų herojus atsiduria, pavyzdžiui, Ivano Siaubo laikais), galima prisiminti parodijos filmą „Kung Fury“, iš kur paimta ši ekrano kopija.
Kažkur, galbūt, yra Žemė, kurioje gyvena intelektualūs dinozaurai, kai kur Didžioji Mongolų imperija nusileido ant Jupiterio mėnulių 1564 m., Tačiau tarp šių pasaulių nėra portalų - jie išsiskyrė dėl tolimoje praeityje vykusių kvantinių procesų. Teorija, kuri siūlytų galimybę patekti į vieną iš šių pasaulių, mokslo filosofijos požiūriu, būtų ne mažiau, o daugiau mokslinė, nes būtų galima bandyti tai išbandyti.