Читатель спрашивает:
Не могли бы вы объяснить теорию мультивселенной более подробно? Будут ли в разных вселенных действовать разные законы? Или у них у всех будут какие-то фундаментальные законы? Или все это будет одновременно? Приходят ли они из центра нашей Вселенной или у каждого из них есть своя точка большого взрыва?Здесь задается много вопросов, поэтому начнем с азов – со Вселенной, которую мы знаем и любим.
Каждая точка в этом видео представляет собой галактику, содержащую от миллионов до триллионов звезд. Самые крупные из них имеют массу в тысячи раз большую, чем масса Млечного Пути.
И при всем этом этот «полет» показывает нам лишь 0,0002% всех видимых нам галактик.
Выбрав ничем не примечательный участок неба и направив на него космический телескоп «Хаббл» в течение 23 дней, мы смогли обнаружить 5000 галактик из далекой Вселенной.
Чтобы покрыть все небо, потребуется 32 миллиона таких пятен — а это значит, что во Вселенной существует как минимум сто миллиардов галактик.
В самых больших масштабах наше космическое видение простирается на 46 миллиардов световых лет в любом направлении.
И тогда мы знаем только, что возраст Вселенной конечен, и что скорость света тоже конечна.
Но, насколько нам известно, Вселенная продолжает существовать.
Наш уголок космоса вроде бы ничем не отличается от других – в грубом приближении Вселенная примерно однородна по структуре и свойствам.
Мы можем даже изучать микроволновое космическое излучение, оставшееся с тех времен, когда Вселенная была настолько горячей, что не могла образовывать нейтральные атомы — они сразу же распались.
Это снимок излучения Вселенной с расстояния 46 миллиардов световых лет во всех направлениях.
Он был выпущен всего через 380 000 лет после Большого взрыва.
Все указывает не только на то, что Вселенная везде примерно одинакова по плотности и свойствам, но и на то, что законы физики тоже везде одинаковы, а также на то, что Вселенная не замыкается сама на себя как замкнутая поверхность.
Это говорит нам о том, что Вселенная, которую мы видим, является лишь частью всей Вселенной.
Все звезды, галактики и излучение, достигшее Млечного Пути за время существования Вселенной, являются лишь частью того, что было создано во время Большого взрыва.
И, несмотря на то, что масштабы Вселенной нам неизвестны, все наблюдения показывают, что в каждой ее части:
- одни и те же законы физики действуют всегда и везде
— каждая территория имеет свою историю и не объединена причинно-следственными связями с другими (не обменивается с ними информацией)
- все они произошли от одного Большого Взрыва
Другими словами, даже за пределами наблюдаемой Вселенной существует просто дополнительное пространство той же Вселенной — то, что мы называем нулевым уровнем мультивселенной, которая на самом деле мультивселенной не является.
Но мы верим, что мультивселенная существует – и не только наша Вселенная.
Все исходит из наших представлений о том, как родилась Вселенная.
Вселенная в настоящее время расширяется (и расширяется после Большого взрыва) пропорционально количеству найденной в ней материи и энергии.
Когда она была моложе, горячее, крепче и энергичнее, скорость расширения была выше.
Сегодня плотность энергии ниже и продолжает уменьшаться, асимптотически стремясь к малому ненулевому значению.
Это ненулевое значение известно как темная энергия, присущая самому космосу.
Ее значение невелико, но материя и излучение продолжают рассеиваться в расширяющейся Вселенной, а темная энергия остается постоянной.
В результате темная энергия уже вносит больший вклад, чем другие компоненты, в расширение Вселенной.
Самое удивительное, что Вселенная до Большого взрыва делала то же самое, только с гораздо большей энергией и скоростью.
Этот период получил название «Космическая инфляция».
Инфляция заставляет пространство-время расширяться в геометрической прогрессии, и если в прошлом это происходило с большим количеством энергии, то это экспоненциальное расширение было нереально быстрым.
Всего за 10 -32 секунд, область размером с субатомную частицу расширится до размеров, превышающих наблюдаемую сегодня часть Вселенной.
Из-за свойств квантовой теории поля не имеет значения, как началась инфляция — большинство областей космоса будут продолжать расширяться экспоненциально и бесконечно.
Но в нашей части Вселенной этого явно не произошло – в какой-то момент инфляция закончилась, и родилась наша нынешняя Вселенная.
И механизм, который положил конец инфляции для нас, должен был положить конец инфляции и в остальной части Вселенной.
Хотя области Вселенной, где инфляция продолжается, растут быстрее, чем те, где она закончилась, должно существовать большое количество несвязанных между собой областей пространства-времени, где инфляция закончилась - они отмечены знаком X на рисунке ниже: 
Эти отдельные области Вселенной, не связанные друг с другом, переживают Большой Взрыв с окончанием инфляции – независимо друг от друга.
Это то, что мы называем мультивселенной первого уровня.
Обычно мы рисуем четыре различных уровня мультивселенной, и этот первый, в контексте космической инфляции, наиболее вероятен.
Это ответ на последний вопрос читателя – существуют разные Вселенные, отделенные друг от друга, каждая из которых имела независимый Большой Взрыв, произошедший в результате взрыва, породившего известную нам Вселенную.
А как насчет других Вселенных? Действительно ли они обязаны иметь одинаковый набор законов физики?
Гипотеза мультивселенной второго уровня гласит, что физические константы других Вселенных будут отличаться от нашей.
Это основано на ряде предположений, которые обычно не оговариваются:
- существует тип симметрии, которая восстанавливается при инфляции
- в конце инфляции симметрия нарушается
- в разных Вселенных симметрия нарушается по-разному
- именно нарушение симметрии определяет фундаментальные константы Вселенной
Считается, что космическая инфляция — это квантовое поле, имеющее некоторую неравновесную величину во время инфляции, но стремящееся к равновесию в ее конце.
Из измерений микроволнового космического излучения известно, что в конце инфляции значение энергии было намного ниже значения по шкале Планка.
Обычно считается, что это энергия, при которой нарушаются определяющие константы симметрии.
Только в случае оранжевой кривой на картинке, и только в том случае, когда ее минимумы имеют разные значения, и только в случаях, когда инфляционное поле взаимодействует с разными фундаментальными константами, другая Вселенная будет иметь разные константы.
Это дает основание полагать, что другие варианты нарушения симметрии (например, электрослабая симметрия или симметрия Хиггса) не приводят к изменению фундаментальных констант взаимодействия.
Это произошло и в других регионах нашей Вселенной и не привело к изменению констант. 
Поэтому, хотя идея других мультивселенных первого уровня с другими константами привлекательна, у нас есть все основания полагать, что это вряд ли возможно, и нет оснований полагать, что вероятность их возникновения высока.
А как насчет мультивселенных более высокого уровня? С ними можно столкнуться, только сознательно неверно истолковав многомировую интерпретацию квантовой механики.
Некоторые люди ошибочно утверждают, что каждый раз, когда вы принимаете квантовое «решение», вы попадаете в одну из двух возможных Вселенных, которые раньше совпадали друг с другом.
Как бы романтично и привлекательно это ни было, физика говорит не об этом! Существует так много элементов, которые вносят ненулевой вклад в волновую функцию Вселенной, и все же Вселенных не так много, и когда вы проводите измерения, вы помещаете себя в одну Вселенную, а не в другую.
Другими словами, физика многомировой интерпретации говорит о том, что квантовую волновую функцию Вселенной можно представить как суперпозицию состояний – а вовсе не о том, что все возможности реализуются где-то во Вселенной.
Многомировая интерпретация вполне приемлема, но это не означает, что существуют параллельные Вселенные, идентичные нашей.
А мультивселенная 4-го уровня пока находится в области предположений и гипотез, что долго на ней останавливаться нет смысла.
Он утверждает, что существуют все возможные Вселенные, соответствующие всем возможным математическим структурам, которые могут управлять Вселенной.
Итак, отвечая на вопрос читателя: - наша Вселенная простирается дальше наблюдаемой ее части, и вся она была создана во время Большого Взрыва, и у нее одни и те же законы физики и константы.
- из-за инфляции существуют другие Вселенные, с другими Большими Взрывами, но, скорее всего, их законы и константы совпадают с нашими - все они не объединены с нами причинно-следственными связями и не могут влиять на нас, как и мы не можем влиять на них - у каждого своя уникальная история, и у многих из них могут быть умные наблюдатели, ищущие ответы на схожие вопросы.
Теги: #астрономия #Популярная наука #физика #вселенная #спроси Итана #мультивселенная #большой взрыв #инфляция
-
Эффективное Использование Ключевых Слов
19 Oct, 24 -
Равессон-Мольен, Жан Гаспар Феликс
19 Oct, 24 -
Кингстон В Geektimes!
19 Oct, 24 -
Raw Против Dng
19 Oct, 24 -
Бюджетная Vds Для Обучения И Развития
19 Oct, 24
