У пошуках Доктора Стренджа. Що таке мультивсесвіт із погляду науки

17 травня, 21:00
Мультивсесвіт (Фото:Marvel)

Мультивсесвіт (Фото:Marvel)

На початку травня 2022 року відбулася світова прем'єра фільму Доктор Стрендж: У мультивсесвіті божевілля. З’ясовуємо, що таке мультивсесвіт із наукового погляду та якої думки про це науковці.

Фанати кіновсесвіту Marvel чекали на сіквел Доктора Стренджа шість років.

І хоча більшості українців цієї весни зовсім не до гучних кінопрем'єр, у мережі гаряче обговорюють нову екранізацію супергеройського коміксу.

Відео дня

Фільм, який усе ще є в прокаті, на момент написання матеріалу отримав 7.4 зірки в рейтингу IMBd, а 380 критиків Rotten Tomatoes залишили 74% позитивних відгуків про стрічку. Хоча рейтинг фільму з урахуванням голосів усієї аудиторії сайту становив 86%.

У новому Лікарі Стренджі є міжпросторовий демон-восьминіг, кілька версій Землі, ілюмінати, темний вимір, сполучення світів, подорожі мультивсесвітом, а також альтернатива самого Стівена Стренджа — Америка Чавес.

Але що означає поняття «мультивсесвіт» із погляду астрофізики і що пропонують учені як реальні докази існування інших світів?

Наукова фантастика

Marvel
Фото: Marvel

Незважаючи на фантастичний жанр нового фільму, перший Доктор Стрендж мав цілком серйозних наукових консультантів, які стежили за дотриманням базових понять і допомагали сценаристам з аргументацією.

«Комікс піднімає важливу проблему в галузі філософії, яка сходить іще до Платона й Аристотеля: як співвідноситься розум і тіло, чим є наше мислення і як воно може впливати на об'єктивний світ», — говорив астрофізик Адам Франк, який був консультантом першого Доктора Стренджа.

За його словами, наукова ідея мультивсесвіту полягає в інтерпретації множинності світів у квантовій механіці. Ця область фізики передбачає, що кожного разу, коли відбувається квантова подія, виникає свого роду паралельний всесвіт, у якому продовжуються розщеплення.

Пам’ятаєте квантові комп’ютери з нестабільною суперпозицією їхніх кубітів? Приблизно такі сучасні розробки й експерименти дозволяють ученим зазирнути в замкову щілину ідеї всесвіту.

«У науці, у фізиці, ми представляємо кожен із цих всесвітів як один із вимірів нескінченномірного абстрактного простору. У фільмі просто грають із цією ідеєю та будують гарну візуалізацію всього цього», — пояснював Франк.

Астрофізик заявив, що сценаристи фільму будували оповідь із повагою до науки, демонструючи «узгоджений і послідовний усесвіт».

Історія

За даними Британської енциклопедії, термін «мультивсесвіт» уперше використав американський філософ і батько сучасної психології Вільям Джеймс у 1895 році.

Щоправда, у своєму описі мультивсесвіту Джеймс мав на увазі природні явища, які «збивають із пантелику морального значення», а ніяк не інші можливі всесвіти.

Водночас приклади ідей нескінченних світів знаходили у давньогрецьких філософів. Наприклад, у третьому столітті до нашої ери ранній стоїк Хрісіпп із Сол передбачив, що «світ вічно спливає і відроджується», фактично прогнозуючи існування безлічі всесвітів у просторі-часі.

Набагато ширше теорію мультивсесвіту стали розглядати вже у другій половині XX століття. Після того, як австрійський фізик-теоретик Ервін Шредінгер розповів про квантову суперпозицію, описану в парадоксі кота Шредінгера.

Саме в контексті квантової механіки термін мультивсесвіт уперше використав англійський письменник-фантаст Майкл Муркок в однойменній серії новел початку 1960-х.

Сьогодні під мультивсесвітом мають на увазі «гіпотетичну сукупність потенційно різноманітних споглядуваних всесвітів», кожна з яких містить усе, що експериментально доступно пов’язаному співтовариству спостерігачів.

Наприклад, розмір спостережуваного Всесвіту, доступного для наших телескопів, становить близько 90 мільярдів світлових років у поперечнику. Згідно з космологічними та квантовими теоріями мультивсесвіту, цей Всесвіт може становити «безкінечно малу підмножину мультивсесвіту».

Класифікація

СС
Фото: СС

Існує безліч теорій класифікації світів у мультивсесвіті. Одну з найпоширеніших висунув шведсько-американський космолог та астрофізик Макс Тегмарк.

Відповідно до Гіпотези математичного всесвіту (ГМВ) Тегмарка, наша зовнішня фізична реальність є математичною структурою. На основі цього Тегмарк виділив чотири рівні мультивсесвіту:

  • Рівень 1: світи поза межами нашого космологічного обрію

Ураховуючи нескінченність осяжного Всесвіт, передбачається, що за межами космологічного горизонту, доступного людині, можуть існувати всесвіти зі схожими або навіть ідентичними конфігураціями.

  • Рівень 2: світи з іншими законами фізики

Узята за основу інфляційна модель Всесвіту говорить, що простір-час постійно розширюється. Однак, на цьому рівні Тегмарка, деякі області простору перестають розширюватися і можуть зазнавати спонтанних порушень симетрії, що призводить до існування світів із різними властивостями та різними фізичними константами.

  • Рівень 3: багатосвітова інтерпретація квантової механіки

Цей рівень переплітається з багатосвітовою інтерпретацією квантової механіки, згідно з якою існує безліч паралельних всесвітів з однаковими законами природи, але які перебувають у різних станах.

  • Рівень 4: кінцевий ансамбль

На цьому рівні Тегмарк уважає всі всесвіти однаково реальними і такими, що можуть бути описані різними математичними структурами. «Будь-яка мислима теорія паралельного всесвіту може бути описана на рівні IV, і містить усі інші ансамблі, тому замикає ієрархію численних всесвітів», — писав сам Тегмарк.

Крім цього, американський фізик-теоретик Браян Грін описав іще дев’ять типів мультивсесвіту у своїй книзі «Прихована реальність. Паралельні світи та глибинні закони космосу».

Зокрема, Грін виділяє стьобаний, інфляційний, мембранний, циклічний, пейзажний, квантовий, голографічний, змодельований та остаточний мультивсесвіти.

Критика

Поряд із прихильниками теорій мультивсесвіту існує і багато вчених, які називають їх антинауковими і не розглядають серйозно будь-які розмови про існування інших світів.

Наприклад, автор і космолог Пол Девіс у 2003 році написав, що ідеї про нескінченну кількість всесвітів, засновані на нескінченності найближчого нам Всесвіту, «усе частіше потрібно приймати на віру, і вони все рідше підлягають науковій перевірці».

«Пояснення крайніх мультивсесвітів нагадують богословські дискусії. Справді, звернення до нескінченної множини невидимих всесвітів для пояснення незвичайних особливостей тієї, що ми бачимо, так само довільне, як заклик до невидимого Творця. Теорію мультивсесвіту можна оформити науковою мовою, але, по суті, вона вимагає такого ж стрибка віри», — заявив Девіс.

Британський і південноафриканський космолог, фахівець із загальної теорії відносності Джордж Елліс, своєю чергою, говорив, що мультивсесвіт — це нетрадиційна наукова теорія. За його словами, навіть якщо мультивсесвіт існує далеко за межами космологічного — люди навряд чи колись зможуть виявити будь-які докази цього.

«Причина, через яку деякі вчені серйозно ставляться до можливості мультивсесвіту, у якому константи різняться в різних всесвітах, полягає в тому, що вона, здається, пояснює тонке налаштування. Але при найближчому розгляді виведення від тонкого налаштування до мультивсесвіту є прикладом помилкового судження», — писав філософ і дослідник свідомості з Даремського університету у Великій Британії Філіп Гофф.

У теоретичній фізиці тонким налаштуванням називають процес, у якому параметри моделі повинні бути дуже точно налаштовані, щоб відповідати певним спостереженням.

Наукові дослідження

Science
Фото: Science

Останніми роками з’являлося багато наукових досліджень, результати яких суперечили відомим нам законам фізики.

У медіа ці історії швидко приписували до «відкриття паралельних всесвітів», проте вчені не поспішають розкидатися такими заявами.

Одне з найвідоміших подібних досліджень стосувалося експериментів з Антарктичною імпульсною перехідною антеною ANITA для випромінювання космічних частинок — нейтрино — надвисокої енергії.

Найцікавіша характеристика нейтрино полягає в тому, що ця частка не має електричного заряду, практично не взаємодіє з будь-якою матерією та може змінювати свої характеристики. Учені припускають, що коли нейтрино стикаються з деякими атомами, з’являються інші частинки, існування яких можуть підтвердити сучасні детектори.

Саме для дослідження цих частинок учені з NASA використовували ANITA: набір радіоантен закріпили на гелієвому аеростаті, який піднявся на висоту близько 37 км і спостерігав за взаємодією випромінюваних космічних радіоімпульсів з антарктичним крижаним покривом.

Антарктида є ідеальним місцем для того, що ми хочемо зробити. Лід має дивовижну властивість майже повністю очищатися від радіохвиль, що дозволяє дивитися крізь нього на кілька миль і побачити субконтинент нижче", — говорив провідний автор дослідження, професор фізики з Гавайського університету в Маноа Пітер Горхам.

У результаті спостережень учені засікли один із трьох видів нейтрино — тау-нейтрино, яка може лежати в основі так званої дзеркальної або темної матерії. Проте, автори дослідження також припустили, що виявлені високоенергетичні частинки виходили з внутрішньої частини Землі, замість потрапляти на Землю з космосу.

«Дзеркальна матерія і навіть дзеркальний Всесвіт можуть бути реальними, але якщо ви хочете зробити це незвичайне твердження, вам краще переконатися, що ваші докази настільки ж екстраординарні», — писав астрофізик Етан Сігел.

Варто врахувати, що експерименти з виявленням аномальної поведінки нейтронів при розщепленні на протони проводили ще наприкінці XX століття.

А для пошуку «інших світів» сучасні фізики намагаються засікти сліди темної матерії та антиматерії, яку можуть представляти безліч невидимих нам частинок, що утворюються в результаті розпаду нейтронів.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X