Kuinka usein ajattelet miten nykymaailmamme järjestettäisiin tänään, jos joidenkin keskeisten historiallisten tapahtumien tulos olisi erilainen? Millainen olisi planeettamme, jos esimerkiksi dinosaurukset eivät olisi sukupuuttoon? Jokaisesta toiminnastamme ja päätöksestämme tulee automaattisesti osa menneisyyttä. Itse asiassa ei ole mitään todellista: kaikkea mitä teemme tietyllä hetkellä, ei voida muuttaa, se tallennetaan maailmankaikkeuden muistiin. On kuitenkin teoria, jonka mukaan on olemassa monia maailmankaikkeuksia, joissa elämme täysin erilaista elämää: jokainen toimintamme liittyy tiettyyn valintaan ja tekemällä tämän valinnan universumissamme rinnakkain,”toinen minä” tekee päinvastaisen päätöksen. Kuinka tieteellisesti perusteltu on tällainen teoria? Miksi tutkijat turvautuivat siihen? Yritetään selvittää se artikkelissamme.
Monimaailman käsitys maailmankaikkeudesta
Amerikkalainen fyysikko Hugh Everett mainitsi ensimmäistä kertaa teorian todennäköisestä joukosta maailmoja. Hän tarjosi vastauksensa yhteen fysiikan tärkeimmistä kvanttisalaisuuksista. Ennen kuin siirrytään suoraan Hugh Everettin teoriaan, on selvitettävä, mikä on tämä kvanttihiukkasten salaisuus, joka on kiusannut fysiikkoja ympäri maailmaa yli tusinan ajan.
Kuvailkaamme tavallinen elektroni. Osoittautuu, että kvanttiobjektina se voi olla kahdessa paikassa samanaikaisesti. Tätä ominaisuutta kutsutaan kahden tilan superpositioksi. Mutta taikuus ei lopu siihen. Heti kun haluamme esimerkiksi jonkin verran konkretisoida elektronin sijainnin, yritä lykätä se toisella elektronilla, niin siitä tulee kvantista tavallinen. Kuinka tämä on mahdollista: elektroni oli sekä pisteessä A että pisteessä B ja yhtäkkiä hyppäsi pisteeseen B tietyllä hetkellä?
Hugh Everett tarjosi oman tulkintansa tästä kvanttiratkaisusta. Hänen monien maailmojen teoriansa mukaan elektroni on edelleen olemassa kahdessa tilassa samanaikaisesti. Kyse on itse tarkkailijasta: nyt hän muuttuu kvanttiobjektiksi ja on jaettu kahteen tilaan. Yhdessä he näkee elektronin pisteessä A, toisessa - kohdassa B. On kaksi rinnakkaista todellisuutta, ja missä heistä tarkkailija tulee olemaan tuntematon. Jako todellisuudeksi ei ole rajoitettu numeroon kaksi: niiden haarautuminen riippuu vain tapahtumien vaihtelusta. Kaikki nämä todellisuudet esiintyvät kuitenkin toisistaan riippumattomasti. Me tarkkailijoina olemme yhdessä, josta on mahdotonta poistua, ja siirtyä rinnakkaiselle.
Tämän käsitteen näkökulmasta kokeilu fysiikan historian tieteellisimmän kissan, Schrödingerin kissan kanssa on selitettävissä helposti. Kvanttimekaniikan monimaailmaisen tulkinnan mukaan teräkammion epäonnistunut kissa on sekä elossa että kuollut. Kun avaamme tämän kammion, näytämme sulautuvan kissan kanssa ja muodostaen kaksi tilaa - elävän ja kuolleen, jotka eivät leikkaudu toisiinsa. Muodostetaan kaksi erilaista universumia: yhdessä tarkkailija kuolleen kissan kanssa, toisessa - elävän kanssa.
Mainosvideo:
Heti on huomattava, että monien maailmojen käsite ei tarkoita monien maailmankaikkeuksien läsnäoloa: se on yksi, yksinkertaisesti monikerroksinen ja jokainen siinä oleva esine voi olla eri tiloissa. Tätä käsitettä ei voida pitää kokeellisesti validoituna teoriana. Toistaiseksi tämä on vain matemaattinen kuvaus kvanttipelista.
Hugh Everettin teoriaa tukevat fyysikko Howard Wiseman, Australian Griffith-yliopiston professori, tohtori Michael Hall Griffithin yliopiston kvantidynamiikan keskuksesta ja tohtori Dirk-André Deckert Kalifornian yliopistosta. Heidän mielestään rinnakkaismaailmat todella ovat olemassa ja niillä on erilaisia ominaisuuksia. Mahdolliset kvanttiset arvoitukset ja säännöllisyydet ovat seurausta vierekkäisten maailmojen "syrjäyttämisestä" toisistaan. Nämä kvantti-ilmiöt syntyvät niin, että kukin maailma ei ole kuin toinen.
Rinnakkaisuniversumien käsite ja kieliteoria
Koulutunnista muistamme hyvin, että fysiikassa on kaksi pääteoriaa: yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttikenttäteoria. Ensimmäinen selittää fysikaalisia prosesseja makrokosmossa, toinen - mikro-prosessissa. Jos näitä molempia teorioita käytetään samassa mittakaavassa, ne ovat ristiriidassa keskenään. Vaikuttaa loogiselta, että kaikille etäisyyksille ja asteikoille olisi oltava yleinen teoria. Sellaisenaan fyysikot ovat esittäneet kieliteorian.
Tosiasia, että hyvin pienessä mittakaavassa esiintyy tiettyjä värähtelyjä, jotka ovat samanlaisia kuin tavallisesta narusta tulevat värähtelyt. Nämä jouset ovat ladattuja energiaa. "Merkkijonot" eivät ole merkkijonoja kirjaimellisessa merkityksessä. Tämä on abstraktio, joka selittää hiukkasten, fysikaalisten vakioiden, niiden ominaisuuksien vuorovaikutuksen. 1970-luvulla, kun teoria syntyi, tutkijat uskoivat, että siitä tulee universaalia kuvaamaan koko maailmaa. Kävi kuitenkin ilmi, että tämä teoria toimii vain 10-ulotteisessa tilassa (ja elämme 4-ulotteisessa tilassa). Avaruuden muut kuusi ulottuvuutta yksinkertaisesti romahtaa. Mutta kuten kävi ilmi, ne eivät taittu helposti.
Kuten monen maailman käsite, jousuteoria on vaikea todistaa kokeellisesti. Lisäksi teorian matemaattinen laite on niin vaikea, että jokaiselle uudelle idealle on etsittävä matemaattinen selitys kirjaimellisesti tyhjästä.
Matemaattisen maailmankaikkeuden hypoteesi
Kosmologi, Massachusettsin teknillisen instituutin professori Max Tegmark esitti vuonna 1998 "kaiken teorian" ja kutsui sitä matemaattisen maailmankaikkeuden hypoteesiksi. Hän ratkaisi omalla tavallaan lukuisten fyysisten lakien olemassaolon ongelman. Hänen mukaansa jokainen näiden lakien joukko, joka on johdonmukaista matematiikan kannalta, vastaa itsenäistä maailmankaikkeutta. Teorian yleismaailmallisuus on, että sitä voidaan käyttää selittämään kaikkia erilaisia fyysisiä lakeja ja fysikaalisten vakioiden arvoja.
Tegmark ehdotti kaikkien maailmojen jakamista konseptinsa mukaan neljään ryhmään. Ensimmäinen sisältää maailmat, jotka ovat kosmisen horisontin ulkopuolella, ns. Metametagalaktiset kohteet. Toiseen ryhmään kuuluvat maailmat muiden fysikaalisten vakioiden kanssa, jotka eroavat maailmankaikkeuden vakioista. Kolmannessa maailmat, jotka ilmestyvät kvanttimekaniikan lakien tulkinnan tuloksena. Neljäs ryhmä on tietty joukko kaikkia universumeja, joissa tietyt matemaattiset rakenteet ilmenevät.
Kuten tutkija toteaa, maailmankaikkeuksemme ei ole ainoa, koska tilaa on rajaton. Maailmaamme, jossa asumme, rajoittaa avaruus, jonka valo saavutti meille 13,8 miljardia vuotta Ison räjähdyksen jälkeen. Pystymme oppimaan muista maailmankaikkeuksista luotettavasti ainakin toisessa miljardissa vuodessa, kunnes niistä tuleva valo saavuttaa meidät.
Stephen Hawking: mustat aukot - tie toiseen maailmankaikkeuteen
Stephen Hawking on myös monen universumin teorian kannattaja. Yksi aikamme tunnetuimmista tutkijoista vuonna 1988 esitteli esseensä "Mustat reiät ja nuoret universumit". Tutkija ehdottaa, että mustat aukot ovat tie vaihtoehtoisiin maailmoihin.
Stephen Hawkingin ansiosta tiedämme, että mustat aukot yleensä menettävät energiaa ja haihtuvat, vapauttaen Hawkingin säteilyn, joka sai tutkijan nimen itse. Ennen kuin suuri tiedemies teki tämän löytön, tiedeyhteisö uskoi, että kaikki, mikä jotenkin pääsee mustaan reikään, katoaa. Hawkingin teoria kiistää tämän oletuksen. Fyysikon mukaan hypoteettisesti mikä tahansa mustaan aukkoon kuuluva esine, esine, esine lentää siitä ja putoaa toiseen maailmankaikkeuteen. Tällainen matka on kuitenkin yksisuuntainen matka: ei ole mitään mahdollisuutta palata takaisin.
Kaikesta seuraa, että mustan aukon läpi kulkeminen ei todennäköisesti osoita olevan suosittu ja luotettava tapa matkustaa avaruudessa. Ensin sinun täytyy päästä sinne navigoimalla kuvitteellista aikaa eikä huolehtimalla siitä, että reaaliaikainen tarinasi päättyy valitettavasti. Toiseksi, et oikeasti voinut valita määränpäätä. Se on kuin lentäminen pään päälle sattuneella lentoyhtiöllä - kirjoittaa tutkija.
Rinnakkaisuniversumit ja Occamin partakone
Kuten voimme nähdä, on edelleen mahdotonta todistaa usean maailmankaikkeuden teoriaa täysin luottavaisella tavalla. Teorian vastaväittäjät uskovat, että meillä ei ole oikeutta puhua äärettömästä universumien joukosta, ellei vain siksi, että emme pysty selittämään kvantimekaniikan postulaatteja. Tämä lähestymistapa on vastoin William Ockhamin filosofista periaatetta: "Sinun ei pitäisi kertoa asioita tarpeettomasti." Teorian puolustajat toteavat: on paljon helpompaa olettaa olevan olemassa monia maailmankaikkeuksia kuin yhden ideaalin olemassaolo.
Kenen päättely (monikielisen teorian kannattajat tai vastustajat) on vakuuttavampaa - päätät itse. Kuka tietää, ehkä sinä pystyt ratkaisemaan fysiikan kvanttimailun ja ehdottamaan uutta universaalia "kaiken teoriaa".