Мы живем в Мультивселенной?

Тем, кому поднадоели привычные три-четыре измерения (налево-направо, вперед-назад, вверх-вниз, и только вперед − в будущее), космологи, изучающие происхождение нашей Вселенной, готовы предложить заманчивые альтернативы.

Недавно обнаруженные следы гравитационных волн в реликтовом излучении, по предположениям физиков, свидетельствуют о том, что мы живем в Мультивселенной − пространстве, состоящем из множества вселенных.

Инфляционная модель Вселенной

Полученные результаты показали, что инфляция пространства-времени, т. е. экспоненциальное расширение всех его измерений, происходило настолько интенсивно, что образовавшаяся в результате структура должна была во много раз превосходить масштабы нашей Вселенной.

В большинстве сценариев инфляционных моделей предусматривается появление Мультивселенной.

− Профессор Андрей Линде, советско-американский физик, Стэнфордский университет

Советский физик Андрей Линде впервые описал сценарий хаотической инфляции в 1983 году, развив первоначальную теорию инфляции Вселенной Алана Гута.

Оба мэтра теоретической физики присутствовали на пресс-конференции в Гарвард-Смитсоновском центре по астрофизике, во время которой было объявлено о сенсационном открытии следов гравитационных волн в реликтовом излучении.

Гравитационные волны в процессе инфляции Вселенной оставили специфические следы в поляризации реликтового излучения

Результаты группы BICEP2 подтверждают модели, в которых процесс инфляции пространства-времени происходил с интенсивностью, которая предполагает появление на свет многих Вселенных. Это означает, что непосредственно после Большого Взрыва новые миры рождались снова и снова.

Существование Мультивселенной отлично объясняет многие явления, происходящие в нашем мире. Например, появление жизни на Земле.

− Алан Гут, Массачусетский Технологический Институт

Бесплатный обед

Алан Гут сравнивает Мультивселенную с бесплатным обедом. Андрей Линде уточняет: это еще и шведский стол, где можно выбирать из бесчисленного количества блюд.  

Оба физика полагают, что миры, образовавшиеся после Большого Взрыва, могут быть абсолютно разными, непохожими друг на друга. Наша Вселенная, заполненная звездами, планетами, газовыми туманностями и галактиками − лишь одна из множества вариаций бесчисленных миров.

Вполне возможно, что иные вселенные лишены таких понятий как знакомые нам пространство-время, гравитация, фотоны, атомы и другие кирпичики нашего мироздания. Такие миры могут быть непохожи на что-либо из того, что мы вообще в состоянии себе представить.

Мультивселенная, порожденная хаотической инфляцией из стартовой точки Большого Взрыва, состоит из множества вселенных (включая нашу собственную), которые разделены друг от друга невообразимыми пространствами. 

Это означает, что предполагаемый размер нашей Вселенной − примерно 92 миллиарда световых лет − лишь точка среди мириад иных миров, с иными измерениями, траекториями и физическими свойствами.

Решение загадок астрофизики

Хотя Алан Гут и является ярым сторонником Мультивселенной, даже он признает, что речь пока идет лишь об удобной теоретической модели, которая объясняет множество явлений, смущающих целые поколения космологов. 

Например, в 1998 году астрофизики обнаружили, что галактики нашей Вселенной разлетаются с большим ускорением, тогда как гравитационное притяжение должны было замедлить их движение.

Это открытие, авторы которого в 2011 году заслуженно получили Нобелевскую премию по физике, по мнению многих ученых, предполагает наличие так называемой «темной энергии», которая в космических масштабах противостоит силам гравитационного притяжения.

Но что собой представляет «темная энергия»? По выражению Майкла Тёрнера из Чикагского Университета, единственное, что нам о ней известно, это ее имя.

Согласно квантовой теории, в вакууме должны постоянно возникать, а затем исчезать субатомные частицы, которые и снабжают космос «темной энергией». Однако для того чтобы объяснить наблюдаемые явления, энергия вакуума должна на 120 порядков (10 в 120-ой степени) превышать результаты теоретических вычислений. Такое чудовищное несоответствие теории и практики ставит физиков в тупик.

Мультивселенная элегантно решает эту проблему. Инфляционное расширение космоса в мириады различных миров могло привести к тому, что в одном из них − в нашей Вселенной − роль «темной энергии» оказалась несущественной. В других же вселенных она принимает форму чудовищных антигравитационных сил, ускоренно разносящих материю во все стороны.

11 измерений теории струн

Еще один сложный вопрос, на который может дать ответ понятие Мультивселенной − количество измерений, предсказываемых знаменитой теорией суперструн. Субатомные частицы, согласно теории струн, состоят из крошечных струн энергии в пространстве с 11 измерениями.

Но как совместить теорию струн с известным нам четырехмерным пространством-временем? Быть может, она описывает не только нашу Вселенную, но и всевозможные миры Мультивселенной? Согласно струнной теории, число всех вселенных должно быть в районе 10 в 500-ой степени (т. е. 1 с 500 нулями).

Короче, «добро пожаловать в клуб Мультивселенной!», как выразился Андрей Линде в своем недавнем обзоре инфляционной космологии. Понятие Мультивселенной легко и элегантно решает многочисленные проблемы, над которыми десятилетия бились ведущие умы астрофизики. 

Все, что нужно для жизни

Но это еще далеко не все. Мультивселенной можно объяснить даже проблемы, не имеющие прямого отношения к физике. В их числе так называемый «антропный принцип»: Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек.

С точки зрения космологов, наша Вселенная буквально создана для того, чтобы в ней появилась жизнь. Всевозможные физические константы, относительная слабость гравитационных сил по сравнению с электромагнитными и сильными взаимодействиями − все идеально подогнано друг к другу для того, чтобы в результате появились звезды, планеты, вода, углеродные соединения, да и сама жизнь.

Если бы наша Вселенная являлась единственной, порожденной Большим Взрывом, такое удачное стечение обстоятельств для возникновения жизни было попросту невозможным.

Но если в результате хаотической инфляции были порождены бесчисленные мириады миров, то несколько Вселенных, подобных нашей, получают, с точки зрения физики, реальный шанс на существование.

Шанс, которым мы воспользовались и продолжаем пользоваться.

источник