Ako veda oddeľuje „primerane vedecké“hypotézy od „nevedeckých“
Myšlienka iných vesmírov je hlboko zakorenená v sci-fi. Ale aj mimo fikcie sa dá nájsť úvaha o multiverse a mnohých paralelných svetoch, takže Attic sa rozhodol prísť na to, ako blízko sú tieto myšlienky skutočnej fyzike.
Multiverse, o ktorej Sean Carroll, odborník na kozmológiu a autor nedávno publikovanej ruskej populárnej knihy „Eternity. Vo filme Hľadanie konečnej teórie času “je hypotéza o štruktúre nášho vesmíru za hranicami regiónu, ktorá je prístupná nášmu pozorovaniu.
Čo to znamená? Rýchlosť svetla je obmedzená a vesmír sa rozširuje vo všetkých smeroch - zatiaľ čo my vidíme iba určitú časť priestoru. A to zďaleka nie je tak, že svet za svojimi hranicami je usporiadaný rovnako ako v blízkosti Zeme. Hypoteticky, mimo sféry prístupnej na pozorovanie, môže existovať napríklad úplne odlišný pomer obyčajnej a tmavej hmoty. Alebo vôbec - fungujú niektoré iné fyzikálne princípy, až do zvýšenia počtu dimenzií.
Ilustrácia: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Zdravý rozum nám samozrejme hovorí, že vlastnosti vesmíru by mali byť všade rovnaké. Avšak „zdravý rozum“nie je pre kozmológiu veľmi dobrá vec, veda o vesmíre vo veľkom meradle. Predpoklad, že látka, ktorú poznáme vo vesmíre, je desaťkrát menšia ako nejaká záhadná temná hmota, bola tiež úplne v rozpore so zdravým rozumom, ale dnes žijeme v takom svete, ktorý pozostáva hlavne z temnej hmoty. Problém s myšlienkou, že vesmír sa dramaticky mení, kde ho už viac nevidíme, nie je neobvyklý, ale že takýto nápad nemožno vyskúšať.
Vesmír s hypoteticky odlišnými fyzikálnymi zákonmi sa nazýva kozmologický multivesmír. Takýto vesmír je geometricky jeden - v tom zmysle, že medzi akýmikoľvek dvoma jeho bodmi je možné vytvoriť spojitú čiaru bez toho, aby sa stavali akékoľvek portály a iné exotické veci. A tento kozmologický multivesmír by sa nemal zamieňať napríklad s mnohorakým vesmírom pri interpretácii kvantovej mechaniky mnohých svetov.
Propagačné video:
Kvantová mechanika mnohých svetov
Na druhom konci „mierky mriežky vesmíru“sa nachádza mikrokozmos, udalosti sú opísané pomocou kvantovej mechaniky. Už vieme, že elementárne častice: elektróny, kvarky, gluóny a ich ďalšie bratrance sa správajú v súlade s pravidlami, ktoré sa vo svete, na ktorý sme zvyknutí, nedodržiavajú. Takže každá častica v kvantovej mechanike môže byť považovaná za vlnu - a zdanlivo "pevné" atómy, ktoré sú v školskom chemickom kurze reprezentované ako gule, pri zrážke s prekážkou sa rozptýlia ako vlny. Každý kvantový objekt nie je matematicky popisovaný ako guľa alebo bod obmedzený v priestore, ale ako funkcia vlny - ktorá existuje súčasne vo všetkých bodoch svojej trajektórie priestorom. Môžeme počítať iba pravdepodobnosť, že sa nájde na jednom alebo inom mieste. Množstvá ako hybnosť častice,jej energia a exotickejšie vlastnosti, ako je rotácia, sa tiež vypočítavajú z vlnovej funkcie: môžeme povedať, že tento matematický objekt pokrývajúci celý priestor je základom kvantovej mechaniky a fyziky 20. storočia.
Výpočty uskutočňované na základe vlnových funkcií a operátorov (operátori umožňujú získať konkrétne veličiny z vlnových funkcií) sú vo vynikajúcej zhode s realitou. Napríklad kvantová elektrodynamika je dnes najpresnejším fyzikálnym modelom v histórii ľudstva a medzi kvantovými technológiami sú lasery, všetka moderná mikroelektronika, rýchly internet, na ktorý sme zvyknutí, a dokonca aj niekoľko liekov: hľadanie sľubných látok pre medicínu sa vykonáva aj modelovaním interakcií molekúl. s priateľom. Z aplikovaného hľadiska sú kvantové modely veľmi dobré, ale na koncepčnej úrovni vzniká problém.
Vlnové funkcie zodpovedajúce elektrónu v atóme vodíka pri rôznych úrovniach energie. Svetelné oblasti zodpovedajú maximu vlnovej funkcie a na týchto miestach je najpravdepodobnejšie detekovaná častica; pravdepodobnosť nájdenia toho istého elektrónu v ďalšej miestnosti, hoci zanedbateľne malá, nie je nula.
Podstata tohto problému spočíva v tom, že kvantové objekty môžu byť zničené: napríklad keď fotón (kvantové svetlo) zasiahne maticu kamery alebo sa jednoducho zrazí s nepriehľadným povrchom. Až do tohto bodu bol fotón dokonale opísaný vlnovou funkciou a po chvíli vlna rozprestretá v priestore zmizla: ukázalo sa, že určitá zmena ovplyvnila celý vesmír a stala sa rýchlejšie ako rýchlosť svetla (ako to môže byť?). To je problematické aj v prípade jedného fotónu, ale čo vlnová funkcia dvoch fotónov emitovaných z jedného zdroja v dvoch opačných smeroch? Keby sa napríklad tieto dva fotóny narodili blízko povrchu vzdialenej hviezdy a jeden z nich bol na Zemi zachytený ďalekohľadom, čo druhý, vzdialený veľa svetelných rokov? Formálne tvorí jediný systém s prvým,Je však ťažké predstaviť si scenár, v ktorom je zmena v jednej časti systému okamžite oznámená všetkým ostatným častiam. Ďalším príkladom kvantového systému, v prípade ktorého vymiznutie funkcie vĺn vedie k koncepčným problémom, je slávna Schrödingerova mačka, ktorá je vo vnútri uzavretej skrinky so zariadením, ktoré na základe pravdepodobnostného kvantového procesu buď rozbije ampulu jedu alebo ju nechá nedotknutú. Pred otvorením škatule je Schrödingerova mačka súčasne nažive a mŕtva: jej stav odráža vlnovú funkciu kvantového systému vo vnútri mechanizmu s jedom.ktorý je vo vnútri uzavretej škatule so zariadením, ktoré na základe pravdepodobnostného kvantového procesu buď rozbije ampulku jedom, alebo ju nechá nedotknutú. Pred otvorením škatule je Schrödingerova mačka súčasne nažive a mŕtva: jej stav odráža vlnovú funkciu kvantového systému vo vnútri mechanizmu s jedom.ktorý je vo vnútri uzavretej škatule so zariadením, ktoré na základe pravdepodobnostného kvantového procesu buď rozbije ampulku jedom, alebo ju nechá nedotknutú. Pred otvorením škatule je Schrödingerova mačka súčasne nažive a mŕtva: jej stav odráža vlnovú funkciu kvantového systému vo vnútri mechanizmu s jedom.
Najbežnejšia interpretácia kvantovej mechaniky, Kodaň, navrhuje jednoducho akceptovať paradox sveta - a pripúšťa, že áno, napriek všetkému, vlna / častica okamžite zmizne. Alternatívou je interpretácia mnohých svetov. Podľa nej je náš vesmír zbierka neinteragujúcich svetov, z ktorých každý predstavuje jeden kvantový stav: keď otvoríte krabicu s mačkou, objavia sa dva svety - v jednom z nich mačka žije a v druhom je mŕtva. Keď fotón prechádza polopriehľadným zrkadlom, svet je tiež rozdelený na dva: v jednom je množstvo svetla odrazené od povrchu a v druhom nie. A tak každý kvantový proces vedie k vzniku čoraz viac vetviacich svetov.
Teoreticky sa niektoré z týchto odvetví môžu veľmi líšiť od tých našich. Jeden atóm, ktorý lietal zlým smerom krátko po Veľkom tresku, mohol dobre viesť k odlišnej distribúcii horúceho plynu, k zrodeniu hviezd na úplne odlišných miestach av dôsledku toho k skutočnosti, že Zem v zásade nevznikla. Tento obraz však nemožno nazvať problémom interpretácie mnohých svetov. Skutočný problém spočíva v nemožnosti overenia správnosti tohto chápania kvantovej mechaniky v praxi: jednotlivé zložky viac vesmíru navzájom interagujú podľa definície.
Myšlienka cestovania v čase a alternatívnych vesmírov sa od čias klasickej fikcie veľa opotrebovala. Popri notoricky známom výraze „hitman“medzi fanúšikmi žánru (hrdina z našich čias sa ocitne napríklad v časoch Ivana Hrozného) si možno pripomenúť aj paródsky film Kung Fury, z ktorého bol tento snímok zhotovený.
Možno, že niekde existuje Zem obývaná inteligentnými dinosaurami, niekde Veľká mongolská ríša pristála v mesiacoch Jupitera v roku 1564, ale medzi týmito svetmi nie sú žiadne portály - v dôsledku kvantových procesov v dávnej minulosti sa rozchádzali. Teória, ktorá by naznačovala možnosť dostať sa do jedného z týchto svetov z hľadiska filozofie vedy, by bola nemenej, ale vedeckejšia, pretože by sa to dalo vyskúšať.