Мультивселенная: существование нашей Вселенной подозрительно маловероятно, если только она не является одной из многих

Легко представить себе другие вселенные, управляемые несколько иными законами физики, в которых не могла бы возникнуть ни разумная жизнь, ни какие-либо организованные сложные системы. Должны ли мы поэтому удивляться тому, что существует вселенная, в которой мы смогли появиться?

Это вопрос физиков, включая меня. пытался ответить в течение десятилетий. Но это оказывается трудно. Хотя мы можем с уверенностью проследить космическую историю до одной секунды после Большого Взрыва, то, что произошло до него, оценить труднее. Наши ускорители просто не могут произвести достаточно энергии, чтобы воспроизвести экстремальные условия, преобладавшие в первую наносекунду.

Но мы ожидаем, что именно в эту первую крошечную долю секунды были запечатлены ключевые особенности нашей Вселенной.

Условия Вселенной можно описать через ее «фундаментальные константы” — фиксированные величины в природе, такие как гравитационная постоянная (называемая G) или скорость света (называемая C). Около 30 из них представляют размеры и силу параметров, таких как массы частиц, силы или расширение Вселенной. Но наши теории не объясняют, какие значения должны быть у этих констант. Вместо этого мы должны измерить их и подставить их значения в наши уравнения, чтобы точно описать природу.

Значения констант находятся в диапазоне, позволяющем развиваться сложным системам, таким как звезды, планеты, углерод и, в конечном счете, людям. Физики обнаружили что если мы подкорректируем некоторые из этих параметров всего на несколько процентов, это сделает нашу вселенную безжизненной. Поэтому тот факт, что жизнь существует, требует некоторого объяснения.

Некоторые утверждают, что это просто счастливое стечение обстоятельств. Альтернативное объяснение, однако, состоит в том, что мы живем в мультиленная, содержащие области с разными физическими законами и значениями фундаментальных констант. Большинство из них могут быть совершенно непригодны для жизни. Но некоторые из них должны, по статистике, быть безопасными для жизни.

Грядущая революция?

Какова степень физической реальности? Мы уверены, что это более обширная область, которую астрономы когда-либо могут наблюдать, даже в принципе. Эта область определенно конечна. По сути, потому что, как и в океане, есть горизонт что мы не можем видеть дальше. И точно так же, как мы не думаем, что океан заканчивается сразу за нашим горизонтом, мы ожидаем галактики за пределами нашей наблюдаемой Вселенной. В нашей ускоряющейся Вселенной наши далекие потомки тоже никогда не смогут их наблюдать.

Большинство физиков согласились бы с тем, что есть галактики, которые мы никогда не сможем увидеть, и что их больше, чем наблюдаемых. Если бы они простирались достаточно далеко, то все, что мы могли бы себе представить, могло бы повторяться снова и снова. Далеко за горизонтом у всех нас могут быть аватары.

Эта обширная (и, в основном, ненаблюдаемая) область должна быть следствием «нашего» Большого взрыва и, вероятно, будет подчиняться тем же физическим законам, которые преобладают в тех частях Вселенной, которые мы можем наблюдать. Но был ли наш Большой взрыв единственным?

Ассоциация теория инфляции, что предполагает, что ранняя Вселенная прошла через период, когда она удваивалась в размерах, каждая триллионная триллионной триллионной доли секунды имела подлинную наблюдательная поддержка. Это объясняет, почему Вселенная такая большая и гладкая, за исключением флуктуаций и ряби, которые являются «семенем» для формирования галактик.

Но физики в том числе Андрей Линде были показаны что, согласно некоторым конкретным, но правдоподобным предположениям о неопределенной физике в эту древнюю эпоху, должно было происходить «вечное» производство Больших взрывов, каждый из которых порождал новую вселенную.

Теория струн, который представляет собой попытку объединить гравитацию с законами микрофизики, предполагает, что все во Вселенной состоит из крошечных вибрирующих струн. Но он предполагает, что существует больше измерений, чем те, которые мы переживаем. Эти дополнительные измерения, по его мнению, так тесно сжаты вместе, что мы не замечаем их всех. И каждый тип компактификации может создать вселенную с другой микрофизикой, поэтому другие Большие взрывы, когда они остынут, могут подчиняться другим законам.

Следовательно, «законы природы» в этой еще более широкой перспективе могут быть местными подзаконными актами, регулирующими наш собственный космический участок.

Если физическая реальность такова, то есть реальная мотивация исследовать «контрфактические» вселенные — места с другой гравитацией, другой физикой и т. д. — чтобы исследовать, какой диапазон параметров позволит возникнуть сложности, а какой приведет к бесплодию или «бесплодию». мертворожденный» космос. Удивительно, но это продолжается, с Недавние исследования предполагая, что вы могли бы представить вселенные, которые даже более дружелюбны к жизни, чем наша собственная. Однако большинство «корректировок» физических констант сделали бы вселенную мертворожденной.

Тем не менее, некоторые не нравится концепция мультивселенной. Они опасаются, что это сделает надежду на фундаментальную теорию, объясняющую константы, столь же напрасной, как и Нумерологические поиски Кеплера связать планетарные орбиты с вложенными платоновыми телами.

Но наши предпочтения не имеют отношения к тому, какова на самом деле физическая реальность, поэтому мы, безусловно, должны быть открытыми для возможности неминуемой великой космологической революции. Сначала у нас было коперниканское осознание того, что Земля не является центром Солнечной системы — она вращается вокруг Солнца. Затем мы поняли, что в нашей галактике есть миллионы планетных систем и что в нашей наблюдаемой Вселенной есть миллионы галактик.

Так может ли быть так, что наша наблюдаемая область — на самом деле наш Большой Взрыв — является крошечной частью гораздо большего и, возможно, разнообразного ансамбля?

Физика или метафизика?

Откуда мы знаем, насколько нетипична наша Вселенная? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно вычислить вероятности каждой комбинации констант. И это банка с червями, которую мы пока не можем открыть — придется ждать огромных теоретических достижений.

В конечном итоге мы не знаем, были ли другие Большие взрывы. Но это не просто метафизика. Возможно, однажды у нас появятся причины полагать, что они существуют.

В частности, если бы у нас была теория, описывающая физику в экстремальных условиях сверхраннего Большого взрыва, и если бы эта теория была подтверждена другими способами, например, выводом некоторых необъяснимых параметров в стандартной модели физики элементарных частиц, то если бы он предсказал несколько Больших Взрывов, мы должны отнестись к этому серьезно.

Критики иногда утверждают, что мультивселенная ненаучна, потому что мы не можем наблюдать другие вселенные. Но я не согласен. Мы не можем наблюдать внутреннюю часть черных дыр, но мы верим тому, что Роджер Пенроуз говорит о том, что там происходит, — его теория завоевала доверие, согласуясь со многими вещами, которые мы можем наблюдать.

Около 15 лет назад я участвовал в дискуссии в Стэнфорде, где нас спросили насколько серьезно мы относились к концепции мультивселенной — по шкале «вы бы поставили на нее свою золотую рыбку, свою собаку или свою жизнь». Я сказал, что был почти на уровне собаки. Линде сказал, что чуть не поставил свою жизнь. Позже, узнав об этом, физик Стивен Вайнберг сказал, что он «с радостью поставил бы на кон собаку Мартина Риса и жизнь Андрея Линде».

К сожалению, я подозреваю, что Линде, моя собака и я все умрем, прежде чем мы получим ответ.

На самом деле, мы даже не можем быть уверены, что поймем ответ, точно так же, как квантовая теория слишком сложна для обезьян. Вполне возможно, что машинный интеллект мог бы исследовать геометрические тонкости некоторых теорий струн и, например, выдавать некоторые общие черты стандартной модели. Тогда мы будем уверены в теории и серьезно отнесемся к другим ее предсказаниям.

Но у нас никогда не было бы момента озарения «ага», который является величайшим удовлетворением для теоретика. Физическая реальность на ее глубочайшем уровне может быть настолько глубокой, что ее разъяснение придется ждать постчеловеческих видов — как это может быть угнетающе или воодушевляюще, в зависимости от вкуса. Но это не причина отвергать мультивселенную как ненаучную.

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Изображение Фото: Фотографии Ландзю / Unsplash 

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://singularityhub.com/2023/04/09/the-multiverse-our-universe-is-suspiciously-unlikely-to-exist-unless-it-is-one-of-many/