Паралельні світи. Фізики пояснили існування кількох всесвітів одночасно - фото

Паралельні світи. Фізики пояснили існування кількох всесвітів одночасно

1 грудня 2019, 07:02

З’явилася гіпотеза про те, що наш Всесвіт — це частина квантової системи.

Коротко:

— чи існують копії нашого Всесвіту

— як пояснити квантові явища

— яка частка може довести існування паралельних всесвітів

В одній із серій популярного науково-фантастичного мультсеріалу Рік і Морті головні герої зменшуються до мікроскопічних розмірів і відправляються всередину акумулятора, де розташований цілий Всесвіт з істотами, які видобувають електрику для машини. У цьому міні-Всесвіті був ще один міні-Всесвіт, який видобував для нього енергію, а у тому — ще один, і так до нескінченності.

Відео дня

Здавалося б, нічого особливого, чергові фантазії і домисли сценаристів з незвичайним мисленням і початковою стадією шизофренії.

Але, недавно вчені змоделювали ситуацію з мультсеріалу на наш Всесвіт і припустили, що ми і весь простір навколо нас можемо бути лише частиною квантової системи або квантового комп’ютера.

НВ не раз писав про те, що таке квантові комп’ютери і чому їх неможливо створити за нинішніх умов на Землі, а також пояснював, що таке теорія всього і як вона змінить всі правила і закони звичної нам фізики.

Так ось, на роль нової теорії всього претендує розробка співробітників кафедри теоретичної фізики Балтійського університету ім. Іммануїла Канта, яка ґрунтується на ідеї про існування паралельних всесвітів, ідентичних до нашого.

Дослідження російських фізиків підкріплено математичними розрахунками, переплітається з теоріями про мультивсесвіт і взагалі передбачає, що ми живемо в квантовому світі, з чим би точно не погодився можливо найвидатніший вчений в історії людства Альберт Ейнштейн.

CC

Фото: CC

До чого додумалися фізики?


Ідея, насправді, не нова, і її співробітники БФУ ім. Канта в Калінінграді почерпнули у свого колеги з Іспанії у відносно далекому 2007-му. Ні, російські фізики не вкрали чиюсь гіпотезу, а просто доповнили її математичними розрахунками і представили в дещо іншій формі.

Отже, одним із головних завдань сучасної фізики є об'єднання загальної теорії відносності (ЗТВ) Альберта Ейнштейна з законами квантової механіки. Зараз люди керуються правилами, які встановив Ейнштейн (наприклад, швидкість світла є постійною і максимальною для нашого Всесвіту).

Такі правила діють лише у звичному нам світі великих об'єктів або макросвіті. На субатомному рівні масштабі елементарних частинок типу електронів) все зовсім по-іншому: там частинки непідвладні ейнштейнівській гравітації, поводяться абсолютно хаотично і можуть проявляти фантастичні для нас властивості, як, наприклад, перебування в двох місцях одночасно.

Здавалося б, у чому проблема, адже макросвіт в будь-якому випадку складається з мікросвіту, тобто все, враховуючи нас з вами, теж складається з частинок на зразок електронів. Виходить, що і ми повинні проявляти «фантастичні» квантові властивості?

В цьому і полягає головна загадка: при взаємодії квантової системи з навколишнім середовищем (на практиці - поява спостерігача у відомому експерименті з двома щілинами) відбувається так звана декогеренція, — порушення цілісності квантової системи і поява класичних для нас законів фізики. Саме через декогеренцію ми досі не можемо створити стабільний квантовий комп’ютер.

Фізики з БФУ ім. Канта Артем і Валеріан Юрови припустили радикально нове пояснення взаємодії ЗТВ з квантовою механікою: а що якщо декогеренції взагалі не існує, і всі ми живемо в одному з квантових Всесвітів, який взаємодіє з іншими квантовими Всесвітами? Таку ідею вчені виклали в своєму дослідженні «День взаємодії Всесвітів: квантова космологія без хвильової функції», яке було опубліковане у журналі The European Physical Journal в кінці вересня 2019-го.

12 років тому колега дослідників Юрових професор Педро Гонсалес Діаз припустив, що квантові властивості можуть проявляти не тільки елементарні частинки, але і весь Всесвіт. Через роки російські вчені вдосконалили теорію нині покійного професора Діаза і представили її у новому світлі.

«У ті дні я скептично ставився до цієї ідеї. Відомо, що чим більше об'єкт, тим швидше він руйнується. Навіть бактерія дуже швидко руйнується, а тут мова йде про Всесвіт. Але Педро запитав мене: „З чим взаємодіє Всесвіт?“, І я нічого не відповів. Немає нічого, крім Всесвіту, і немає нічого, з чим він може взаємодіяти, що теоретично дозволяє думати про нього як про квантовий об'єкт», — говорить Артем Юров.

quora.com
Фото: quora.com

Оскільки в уявному експерименті Юрових Всесвіт — це квантовий об'єкт, він також може мати квантові властивості і в буквальному сенсі перебувати в двох місцях одночасно. Грунтуючись на цьому, дослідники з Калінінграда припустили, що ніякої декогеренції не існує, і колапс квантової системи, який є незрозумілим для нас, — це щось типу невеликого викривлення простору-часу, пов’язаного з взаємодією нашого квантового Всесвіту з іншими квантовими Всесвітами.

«Ми не можемо це усвідомити або якось зареєструвати, оскільки таких пристроїв просто не існує. І вони не можуть бути створені», — кажуть автори дослідження. Дійсно, нам поки не представляється можливим перевірити, чи є поза нашоим Всесвітом інші Всесвіти.

Але існування і взаємодія декількох світів одночасно виявилися не просто черговою необгрунтованою ідеєю двох божевільних фізиків: математичні розрахунки і інші наукові установки працюють, якщо ми припускаємо, що Всесвіт має квантові властивості.

Ідея про існування паралельних всесвітів або «багатосвітова інтерпретація квантової механіки» належить американському фізику Г’ю Еверетту, а сучасники Говард Вайсман, Майкл Голл і Дірк-Андре Декерт склали на її основі одну з перших значущих математичних моделей. Якраз її вдосконалили Юрови, об'єднавши модель з припущеннями професора Педро Гонсалеса Діаза.

«Суть нашої роботи полягає в тому, що ми взяли рівняння, яке космологи використовують для опису Всесвіту Фрідмана-Ейнштейна, додали „квантові сили“ і досліджували отримані рішення. Ми отримали дивовижні результати, зокрема, можливо, що деякі загадки космології отримають несподіване рішення, згідно з цією теорією. Але найголовніше, що нашу модель можна протестувати», — пояснюють російські фізики.

Автори дослідження також вважають, що квантові властивості можуть проявлятися тільки якщо Всесвітів кілька. Коли вони розташовані доволі близько одне до одного — квантовий потенціал зберігається, а коли вони віддаляються — частинки знову стають класичними. Згідно з подібними теоріям, не тільки ми, а й увесь наш Всесвіт може бути чимось на зразок кубіта — мінімальної одиниці інформації в квантовому комп’ютері — у величезному мультивсесвіті і серед різних копій наших світів.

До відома, раніше Артем Юров виступав з лекцією про те, що машини часу вже існують у вигляді кротячих нір, але фізика не дозволить нам змінити минуле, оскільки все у Всесвіті має бути пов’язано і ніщо не має призводити до парадоксів.

thumbs-prod.si-cdn.com

Фото: thumbs-prod.si-cdn.com

Паралельні Всесвіти


Ідеєю про існування кількох світів одночасно стурбовані не тільки сценаристи науково-фантастичних фільмів і серіалів. Пару років тому фізик з США Лія Бруссар запланувала експеримент, який повинен був підтвердити або спростувати існування дзеркальних світів.

Як піддослідний елемент Бруссар вирішила використовувати гіпотетичну дзеркальну речовину — нейтрон, який у звичайному нейтронном пучку починає розпадатися на протони за 14 хвилин і 48 секунд, а в лабораторних умовах — на 10 секунд раніше.

Це явище суперечить законам фізики, оскільки нейтрони не можуть відрізнятися один від одного і вести себе по-різному в залежності від середовища їх вивчення. Деякі вчені вважають, що нейтрони, які розпадаються і зникають протягом іншого проміжку часу, і є речовиною з паралельного Всесвіту.

За допомогою ядерного реактора потужністю в 85 мВт в лабораторії Ок-Рідж вчені планували вистрілити пучком нейтронів через 15-метровий тунель з магнітами об непроникний екран. Якщо деякі з частинок, на які розпадаються нейтрони, перетворюються на дзеркальні копії і пройдуть крізь екран — теорія про мультивсесвіт отримає більше аргументів на свою користь.

Leah Broussard / Twitter
Фото: Leah Broussard / Twitter

Про результати експерименту поки нічого невідомо, але у серпні 2019-го на сайті лабораторії Ок-Рідж з’явилася новина, згідно з якою шість вчених, враховуючи Бруссар, отримали $500 тис. на зарплати і дослідження наступного року.

Повідомлялося, що Лія Бруссар розроблятиме набір симуляцій для опису характеристик поведінки нейтронів і продуктів їх розпаду. «Очікується, що ці інструменти будуть сприяти проведенню експериментів наступного покоління для виявлення нових частинок і їх взаємодій за межами Стандартної моделі фізики елементарних частинок, а також проллють світло на загадку темної матерії і допоможуть вирішити проблему антиматерії, якої майже немає у Всесвіті», — зазначено у статті.

Раніше австралійський фізик Говард Вайсмен з університету Гріффіта в Брісбені запропонував теорію мультивсесвіту, яка ґрунтується на трьох постулатах:

 — Всесвіт, в якому ми живемо, є лише одним з незліченної кількості Всесвітів. Деякі з них майже ідентичні до нашого, але більшість сильно відрізняються;

 — Всесвіти в однаковій мірі реальні й існують в одному часовому вимірі, який має спільні для всіх закони;

 — всі явища, що лежать в основі квантової механіки, є наслідком певної фундаментальної сили, яка виникає між подібними паралельними світами, і прагне «віддалити» їх один від одного.

Цікаво, що як і у свіжому дослідженні Артема і Валеріана Юрових, Вайсмен припустив, що всі квантові властивості, про які ми знаємо, — це результат взаємодії нашого Всесвіту з його близнюком. «Звична квантова механіка взагалі не пропонує ніяких доказів і пояснень, в той час як наша теорія описує звичайні (не квантові) Всесвіти, які взаємодіють між собою за допомогою квантової механіки», — заявляв Говард Вайсмен.

Але, на жаль, незвичайної поведінки нейтронів при їх розпаді і впливі магнітного поля поки недостатньо для доказу того, що існують копії нашого світу.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Діліться матеріалом




Радіо НВ
X