У времени нет начала, а наш мир обладает сознанием. 10 потрясающих теорий о Вселенной

Если упростить, то ее главной идеей является то, что в основе взаимодействий всех объектов лежат не молекулы, не атомы, не нейтроны с протонами и даже не кварки, а ультрамикроскопические струны, которые опутывают всю Вселенную.

С первыми четырьмя измерениями мы знакомы не понаслышке — это длина, высота, глубина и время. Они определяют реальность, к которой мы привыкли и которую знаем; ту, в которой работают известные нам законы физики.

В следующих измерениях появляется понятие возможных других миров. И если пятое измерение показало бы нам мир, который минимально отличается от нашего, ведь он обладает тем же «стартовым набором» из физических законов и условий существования, то, к примеру, девятое измерение позволило бы нам сравнить все возможные миры, которые могли зародиться в абсолютно разных условиях.

В десятом измерении мы получаем буквально все, что только может представить себе наша фантазия. Путешествие в любую точку любого мира за любое количество времени — мы буквально не можем вообразить, что еще можно получить от Вселенной, что и делает это естественным ограничением и доказательством отсутствия большего количества измерений.

Поклонники теории суперструн уверены — проблема людей лишь в том, что мы не обладаем достаточными возможностями, чтобы воспринимать эти измерения.

Черные дыры — это переход между разными Вселенными

Развивая идею теории суперструн, команда физиков, состоящая из Роберта Бранденбергера (Университет Макгилла), Лавинии Хайзенберг и Якоба Робника (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха) предположили, что черные дыры — самые экстремальные объекты во Вселенной, которые мы не можем изучить «изнутри» — это «двери» в параллельные Вселенные.

В своей работе ученые выдвигают гипотезу, что вся энергия, которую втягивают в себя черные дыры, не может просто исчезать — она обязательно должна находить свой выход. И, если она не выходит в наш мир, то, возможно, черная дыра является чем-то вроде портала в другие Вселенные.

Порталы сквозь Вселенную

Говоря о путешествиях не между мирами, а внутри нашего мира, ученые предполагают существование кротовых нор — что-то вроде тоннелей, которые могут соединять разные части пространства-времени Вселенной. Входом в этот тоннель может быть черная дыра — астрофизический объект, из которого невозможно выбраться из-за сильнейшей гравитации; выходом же может стать белая дыра — гипотетический объект, который отличается от своего коллеги тем, что в нее ничего не может зайти.

Проблема в том, что червоточина, созданная из пары черная-белая дыра, была бы практически бесполезной из-за своей нестабильности. Даже брошенный в кротовую нору фотон привнес бы в систему такое количество энергии, что туннель разорвало бы на части.

Ученые придумали, как в теории можно поддерживать кротовую нору. Помочь им в этом должна экзотическая материя, обладающая отрицательной массой. Благодаря этому она могла бы сопротивляться огромной гравитационной силе, сминающей проход. Проблема — у человечества пока что нет подобной мощной материи.

Еще одним вариантом может быть варп-двигатель. Мы писали о недавней работе ученых, которые доказали потенциальную возможность его создания даже на основе физических принципов, известных человечеству на сегодняшний день, а также о том, как американские ученые «случайно» создали варп-пузырь, открывающий гипотетическую возможность использования кротовой норы.

Вселенная — это Матрица

Предположение о том, что человечество живет в симуляции, уже давно циркулирует в среде ученых. Первым подобную гипотезу выдвинул Ханс Моравек, преподаватель института робототехники в университете Карнеги-Меллон. Позднее эту идею развил шведский философ из Оксфордского университета Ник Бостром.

Он вывел три основных тезиса по поводу цивилизации постчеловечества и нашей возможной жизни в компьютерной симуляции:

• люди скорее всего вымрут, прежде чем перейдут к стадии постчеловечества. Эта стадия означает развитие практически всех технологий, ограниченных физическими возможностями Вселенной — в том числе и технологии, которая сможет запустить симуляцию реальности;
• люди достигнут постчеловеческого периода, но «очень вряд ли» захотят воссоздавать развитие своей истории из-за слишком большого количества вариантов подобных симуляций;
• мы уже «почти наверняка» живем в компьютерной симуляции одной из цивилизаций постчеловечества.

У предположения о том, что мы живем в симуляции, есть сразу несколько известных поклонников: глава SpaceX и Tesla Илон Маск, бывший президент стартап-акселератора Y Combinator и нынешний гендиректор OpenAI Сэм Альтман, а также один из самых известных популяризаторов науки астрофизик Нил Деграсс Тайсон.

Однако доказать (или опровергнуть) эту теорию практически невозможно. Эксперт по вычислительной математике Калифорнийского технологического института Хуман Оухади считает, что помочь в этом вопросе может квантовая механика. Гипотетически, исследование различных квантовых парадоксов вроде кота Шредингера помогут нам узнать, является ли наш выбор предрешенным, и получить новые знания о системе, в которой мы живем.

Также можно вспомнить и о возможном развитии квантовых компьютеров — сверхмощных систем, которые, в теории, могут и сами симулировать целые Вселенные. В таком случае со временем мы сумеем проверить, живем ли мы в симуляции, создав подобную симуляцию развития человечества и достигнув катарсиса.

Вселенная была создана в лаборатории

Гипотеза, похожая на предыдущую теорию, была выдвинута бывшим деканом факультета астрономии в Гарварде Ави Лебом. Это достаточно скандальный ученый, который неоднократно вступал в перепалки с научным сообществом, в частности, из-за своего постоянного поиска следов инопланетян. Недавно он даже представил искусственный интеллект, который поможет ему в этих поисках.

А пока ничего не мешает Лебу генерировать различные предположения, и одно из них касается как раз нашей Вселенной. Недавно он предположил, что наш мир был создан некой сверхразвитой инопланетной цивилизацией.

Ученый предложил способ оценки уровня развития цивилизации, который зависел бы от ее способности «воспроизводить астрофизические условия, которые привели к ее существованию».

Человечество получило бы оценку C, так как сейчас мы не смогли бы выжить после гибели Солнца. Хуже того, мы являемся явными претендентами на понижение в классе до уровня D, ведь прямо сейчас мы разрушаем свою естественную среду обитания. Цивилизация уровня B сумела бы адаптироваться и стать независимой от своей звезды, а цивилизация, достигшая уровня A, сможет воссоздать космические условия, которые привели к ее существованию — то есть, сумеет создать «Вселенную в лаборатории».

Тем не менее, подобная структура вселенных будет управляться лишь одной цивилизацией класса A. Для человечества это означает одно — шансов достигнуть подобного уровня развития у нас практически нет. Поэтому нам стоит сосредоточиться на поиске «более умных детей» в нашем космическом блоке, чтобы «не закончить как динозавры, которые доминировали на Земле, пока их иллюзию не разрушил космический объект, упавший на планету».

Наша Вселенная — это компьютер

Физики-теоретики из США и Канады недавно развили гипотезу симуляции, предположив, что наша Вселенная — это компьютер, который обучает сам себя ради продолжения существования. Здесь необязательно существование некой сверхразвитой цивилизации — ее заменяет сама Вселенная, которая постоянно обучается.

Ученые объясняют, что все изменения нашего мира являются не случайными, а следствием исправления какой-то ошибки. Невозможность совместить главные физические теории объясняется тем, что раньше Вселенная могла «работать» по правилам, которые со временем были изменены в угоду выживанию всей системы. Вернуть какое-то из прошлых состояний нашего мира мы тоже не сможем, ведь у нас нет никаких резервных копий Вселенной.

Получается, попытки многих ученых унифицировать науку и привести ее к какому-то общему знаменателю (например, сформулировать и доказать теорию всего, которая объединит общую теорию относительности и квантовую механику) обречены на провал — такой исход попросту противоречит существованию системы.

Или правилам безопасности лаборатории сверхразвитой цивилизации, которая создала эту систему?..

У времени нет начала

Зарождение Вселенной — одна из величайших загадок человечества. Общепринятым предположением считается теория Большого взрыва: сначала была сингулярность — грубо говоря, точка, в которой был сосредоточен весь коктейль, который сейчас разливается по космосу и называется Вселенной. Затем началось одномоментное и синхронное расширение пространства во все стороны, которое продолжается до сих пор.

Однако что было до этого? Здесь ответ еще короче — никто не знает. Пока что ученые ограничиваются лишь гипотезами, ни одна из которых не считается общепринятой на уровне теории Большого взрыва.

Все больше ученых обращаются к идее космологической инфляции — раннему периоду экспоненциального расширения, предшествовавшего Большому взрыву, когда весь наш мир был сплошной энергией, из-за чего он расширялся с неимоверной скоростью. Эта модель не отвергает существование Большого взрыва, а, скорее, корректирует его роль: вместо зарождения Вселенной он мог стать «точкой отсчета» для нашей Вселенной, а вот то, что ей предшествовало, существовало и раньше. И существовало вечно.

Осознать это достаточно сложно, ведь наш мозг устроен так, что у всего есть начало и конец. Однако время — это лишь конструкт. И то, что его используем мы, не значит, что ему подчиняется Вселенная.

На самом деле мы ведь даже не знаем природу времени — с чего оно началось, есть ли у него конечная точка или это зацикленный круг, который повторяется из раза в раз? Пока что у ученых нет достаточного количества инструментов и информации для того, чтобы полностью понять как идею времени, так и то, когда и где зародилась космическая инфляция. А потому узнать, что произошло в первое мгновение возникновения Вселенной, каким конкретно оно было и что было до него, мы пока что не можем.

Сверхтекучее пространство-время

Как вы уже знаете из самой первой теории из нашего списка, пространство состоит из трех измерений — длина, высота и глубина. Четвертым измерением считается время — поэтому мы и изучаем космическое пространство-время, а не просто пространство.

Некоторые теории предполагают, что это не просто физическая модель, а целая субстанция вроде воды. И если вода состоит из молекул, то пространство-время — из микроскопических частиц, которые наши инструменты сейчас не могут уловить, считают Стефано Либерати из Международной школы перспективных исследований и Лукой Макчионе из Университета Людвига-Максимилиана.

Таким образом ученые пытаются решить одну из сложнейший научных загадок — объединить квантовую механику и общую теорию относительности, разработав свою модель квантовой гравитации. В их представлении, пространство-время — сверхтекучая жидкость с нулевой вязкостью. Из-за этого мы никогда не сможем «перемешать» эту жидкость, заставив ее вращаться, как воду в чашке.

Вместо этого пространство-время может распадаться на вихри, из которых формируются галактики.

Мы живем в трехмерном бублике

Большинство современных космологических моделей представляют нашу Вселенную как огромное пространство, которое расширяется во все возможные стороны.

Однако астрофизик Томас Бухерт из Центра астрофизических исследований Лионского университета во Франции вместе со своей командой выдвинули гипотезу, что пространство космоса замкнуто в себе во всех трех измерениях, формируя таким образом 3D-бублик. И, если сейчас большинство ученых рассуждает о бесконечности Вселенной, то, по мнению Бухерта, мир является конечным и «всего лишь» в три-четыре раза больше, чем конец видимой для нас Вселенной, расположенной по современным оценкам примерно в 45−47 млрд световых лет от нас.

Форма Вселенной — это не только о геометрии, но и о топологии. Плоский лист бумаги можно скрутить в цилиндр — при этом линии, которые были параллельными, такими же и останутся. Два конца цилиндра также можно скрутить — и получить тот самый трехмерный «бублик» — нашу Вселенную.

Конечно же, такие выводы ученые не сделали, просто покрутив в руках бумагу. Они тщательно исследовали искажения космического микроволнового фона — его еще называют реликтовым излучением или самым старым источником света во Вселенной. Также они провели ольшое количество компьютерных симуляций, чтобы выяснить как бы выглядел космический микроволновый фон, если бы наша Вселенная действительно была бы «бубликом» — то есть соединенная и закрытая во всех трех измерениях. Это и стало основной для предположения, что наша Вселенная конечна и завязана сама в себе.

Бухерт подчеркивает, что результаты исследования являются предварительными и с появлением новых данных они могут измениться. Однако на данный момент он уверен — их Вселенная-бублик лучше соответствует наблюдаемым данным, чем существующая бесконечная модель нашего мира.

Вселенная обладает сознанием

Все вокруг нас обладает сознанием. Не только ваши соседи, животные и микробы, а буквально каждая частица во Вселенной является сознательной.

Как бы все просто не звучало, это не так. На уровне микрочастиц в игру вступает квантовая физика — некоторые ученые утверждают, что наше сознание состоит из микромасштабных событий квантовой физики и других «жутких действий на расстоянии». Внутри нашего мозга они собираются в такой-себе суп, который и порождает сознательные мысли.

В соавторстве с анестезиологом и психологом Стюартом Хамероффом эта идея переросла в гипотезу Упорядоченного объективного снижения, согласно которой мозговая активность рассматривается как квантовый, а не нейробиологический процесс. На основе этой гипотезы Иоганнес Кляйнер, математик и физик-теоретик из Мюнхенского центра математической философии, и Шон Талл, математик из Оксфордского университета, вывели собственную Интегрированную информационную теорию (ИИТ).

Они уверены — если мы разберемся с квантовыми эффектами в нашем мозге, эти данные можно будет использовать, чтобы понять, насколько сознательна Вселенная и окружающие нас объекты. Исследователь Тим Андерсен называет это метасознанием — то есть, осознанием того, что мы осознаем проезжающую мимо машину и вкус съеденной булочки. Камень может испытать полет, когда его бросишь, однако изменить это он не в состоянии.

В качестве примера можно привести компьютер, который, согласно ИИТ, обладает сознанием, однако это никак не влияет на его работу, ведь он не осознает смысл задач, которые ему ставят. Также как и камень, который бросили, может осознать, что он летел, но не может осознать сам факт того, что он это осознает.

Ученые планируют разработать универсальную математическую формулу, которая буквально сможет объяснить нам на научном языке принцип того, как работает осознанность нашей Вселенной. Ученые предупреждают, что после этого перед нами может появиться моральный вопрос, ведь люди иначе смотрят на осознанные предметы, чем на невоодушевленные.

«Это может привести к научной революции наравне с революцией имени Галилео Галилея», — говорит Кляйнер.