Теория за мултивселена. Има ли други светове?

Съдържание:

Теория за мултивселена. Има ли други светове?
Теория за мултивселена. Има ли други светове?
Anonim

Физическата реалност може да бъде много по -обширна от просто парче пространство във времето, което наричаме Вселена. Нашата космическа среда може да бъде изградена в невероятен мащаб, а нашите астрономически инструменти са невероятно ограничени. Ние, като мравките, не знаем колко огромен е светът извън мравуняка. Така че някои теоретични физици сериозно обмислят теорията за мултивселената, според която нашият свят е само един от многото. Освен това, прилагайки квантовата теория към Вселената, ние сме принудени да признаем, че тя съществува едновременно в много състояния. С други думи, позволявайки прилагането на квантовите флуктуации към Вселената, ние сме практически принудени да признаем съществуването на паралелни светове. Интересно е също, че комбинацията от теория на струните и "вечната" версия на инфлационната космология (говори се за инфлационния модел на Вселената) осигурява естествена основа за т. Нар. "Пейзажна мултивселена".

Теория на мултивселената: Инфлация

Като начало концепцията за мултивселената се появява наведнъж в няколко области на физиката (и философията), но най -яркият пример е теорията на инфлацията, която описва хипотетично събитие, което се е случило, когато нашата вселена е била много млада - по -малко от втори стар. Според НАСА за невероятно кратък период от време Вселената е преминала през период на бързо разширяване, „набъбване“, става все по -голямо.

Смята се, че инфлацията в нашата вселена е приключила преди около 14 милиарда години. Инфлацията обаче не свършва навсякъде едновременно. Изследователите смятат, че може би тъй като инфлацията приключва в един регион, тя продължава в други.

По този начин, докато инфлацията приключи в нашата вселена, може да има други, много по -далечни региони, където инфлацията продължи - и продължава в момента. Освен това отделните вселени, според LiveScience, могат да „откъснат“по -големи подутини, разширявайки вселените, създавайки безкрайно море от вечна инфлация, изпълнена с множество индивидуални вселени.

Image
Image

Инфлационен модел на Вселената.

При този сценарий на вечна инфлация всяка вселена би възникнала със свои собствени закони на физиката, собствена колекция от частици, собствено разположение на силите и собствени стойности на фундаментални константи, казват изследователите.

Това може да обясни защо нашата Вселена има свойства, които притежава, и особено тези, които са трудни за обяснение, използвайки понятия като тъмна материя или космологична константа. „Ако имаше мултивселена, тогава щяхме да имаме случайни космологични константи в различни вселени и е просто съвпадение, че тази, която имаме в нашата вселена, придобива стойността, която наблюдаваме“, казва Дан Хелинг, космолог от университета Аризона и експерт в теорията на мултивселената.

Теория на мултивселената: наблюдения и доказателства

Интересното е, че друго доказателство за съществуването на карикатурата са наблюденията - в нашата Вселена трябваше да се случат толкова много неща, че съществуването на живота изглежда невероятно. И ако имаше само една Вселена, най -вероятно нямаше да има живот в нея. Но в мултивселената вероятността от живот е много по -висока. Но тази теория едва ли може да се нарече убедителна, поради което повечето учени остават скептично настроени към идеята за мултивселена.

И все пак, много от тях се опитаха да намерят по -физически, убедителни доказателства за съществуването му. Например, ако някога съседна Вселена е била близо до нашата отдавна, тя може да се е сблъскала с нея, оставяйки забележим отпечатък.

Image
Image

Реликтовата радиация може да съхранява „пръстови отпечатъци“от други вселени.

Този отпечатък може да бъде под формата на изкривявания в космическото микровълново фоново излъчване или реликтово лъчение (светлина, останала от времето, когато Вселената е била милион пъти по -малка от днешната) или в странните свойства на галактиките по посока на сблъсъка, според документ, публикуван от изследователи от University College London. …

Някои астрофизици са отишли дори по -далеч, търсейки специални видове черни дупки, които биха могли да бъдат артефакти от части от нашата вселена, които се отделят в собствената си вселена чрез процес, наречен квантово тунелиране.

Ако някои области на нашата вселена бяха разделени по този начин, те биха оставили след себе си „мехурчета“в нашата вселена, които биха се превърнали в тези уникални черни дупки, които според изследователите „може да съществуват днес“.

"Потенциалното откритие на тези черни дупки може да показва съществуването на мултивселена", казват теоретичните физици. Всички тези видове търсения обаче досега не са довели до никъде, така че днес Мултивселената остава хипотетична.

Теория на мултивселена: Фоново излъчване

През 1964 г. физиците Арно Пензиас и Робърт Уилсън работят в Bell Laboratories в Холмдел, Ню Джърси, създавайки ултрачувствителни микровълнови приемници за наблюдения на радиоастрономията. Но каквото и да направиха, те не успяха да избавят приемниците от фоновия радиошум, който, колкото и да е странно, сякаш идваше от всички посоки едновременно.

Penzias се свърза с физика от университета в Принстън Робърт Дике, който предположи, че радиошумът може да бъде космическо микровълново фоново излъчване (CMB), което е първичното микровълново излъчване, което изпълва Вселената.

Image
Image

Ако наистина съществуват други вселени, те биха могли да оставят „отпечатък“в реликтовото лъчение, равномерно изпълващо Вселената.

Това е историята на откриването на CMB, проста и елегантна. За своето откритие Пензиас и Уилсън получават Нобелова награда за физика през 1978 г. и с основателна причина. Тяхната работа откри нова ера в космологията, позволявайки на учените да изучават и разбират Вселената, както никога досега.

Интересното е, че работата на физиците доведе и до едно от най -удивителните открития в най -новата история: уникалните характеристики на реликтовата радиация може да са първите преки доказателства, че безкрайно много светове извън познатата вселена наистина съществуват. Въпреки това, за да се разбере правилно това необичайно твърдение, е необходимо да се направи пътуване до началото на времето.

Теория на мултивселената: Големият взрив

Според общоприетата теория за произхода на Вселената, през първите няколкостотин хиляди години след Големия взрив нашата Вселена е изпълнена с невероятно гореща плазма, състояща се от ядра, електрони и фотони, които разсейват светлината.

До около 380 000 години продължаващото разширяване на нашата Вселена я е охлаждало до температури под 3 000 Келвина, което позволява на електроните да се сливат с ядра, за да образуват неутрални атоми, а поглъщането на свободните електрони позволява на светлината да осветява тъмнината.

Доказателство за това - под формата на споменатия по -горе CMB - е това, което Penzias и Wilson откриха. Тяхното откритие в крайна сметка помогна за установяването на теорията за Големия взрив.

Image
Image

Вселената, както познаваме днес, имаше начало.

В продължение на много еони продължаващото разширяване охлажда нашата Вселена до температура от едва около 2,7K, но тази температура е неравномерна. Разликите в температурите възникват поради факта, че материята е неравномерно разпределена в цялата Вселена. Смята се, че това е причинено от малки колебания в квантовата плътност, настъпили непосредствено след Големия взрив.

През 2017 г. изследователи от Университета в Дърам във Великобритания публикуваха статия, в която се предполага, че CMB отпечатъците (наречени студени точки) може да са доказателство за други светове. Авторите предполагат, че петна в микровълновото фоново излъчване са резултат от сблъсък между нашата Вселена и друга.

Като цяло петна в реликтовата радиация могат да се считат за първото доказателство за съществуването на мултивселената - милиарди други вселени, подобни на нашата, - пишат изследователите.

Теория на мултивселената: тъмна материя

Ново, изключително интересно изследване добавя още едно доказателство към съкровищницата на теорията на Мултивселената. Неговите резултати, пише Vice, предполагат, че черните дупки, образувани от срутени вселени, генерират тъмна материя, а нашата собствена вселена може да изглежда като черна дупка за външни лица.

Image
Image

Един от най -мистериозните обекти във Вселената, черните дупки, може да е източник на тъмна материя.

Обърнете внимание, че тъмната материя е невидимо вещество, което съставлява по -голямата част от масата на Вселената - въпреки че не излъчва откриваема светлина, тя все още съществува, тъй като има гравитационен ефект върху купове галактики и други излъчващи обекти в космоса.

За обяснение на тъмната материя е предложен шеметен набор от хипотези, но сега учените предполагат, че първичните черни дупки, хипотетични обекти, датиращи от ранните дни на Вселената, „са жизнеспособен кандидат за тъмната материя“. До този извод е достигнал международен екип от изследователи от САЩ, Япония и Тайван в доклад, публикуван в научното списание Physical Review Letters през януари тази година.

И все пак в момента всички тези концепции са спекулативни, въпреки че физиците очакват нови начини за наблюдение със сложни телескопи през следващите години, които да помогнат да се отговори на много въпроси.

Теория на мултивселената: отново инфлация

Известният британски теоретичен физик Стивън Хокинг почина на 14 март 2018 г., след като прекара десетилетия прикован към инвалидна количка и зависим от синтезатор на реч поради страданията, причинени от амиотрофична странична склероза. Последната изследователска работа на учения, публикувана само 10 дни преди смъртта му, е написана заедно с професора по теоретична физика Томас Хертог и засяга мултивселената.

Image
Image

Кой знае в кой от безбройните светове живеем?

В статия, озаглавена "Един гладък изход от вечната инфлация?" Хокинг и Хертог теоретизират, че бързото разширяване на пространството -време след Големия взрив може да се случи многократно, създавайки множество вселени.

Тяхната работа по същество е продължение на Теорията на инфлацията, която предполага, че преди Големия взрив Вселената е била изпълнена с енергия, която е била част от самото пространство, и тази енергия е предизвикала пространството да се разширява с експоненциална скорост. Именно тази енергия даде началото на Големия взрив и за това говорихме по -рано.

Въпреки това, тъй като инфлацията, както и всичко останало, има квантов характер, това означава, че във Вселената трябва да има области на космоса, където инфлацията свършва и започва Големия взрив. Тези области обаче никога не могат да се сблъскат помежду си, тъй като те са разделени от области на надуваемо пространство.

Теория на мултивселената: Критика и заключения

В заключение трябва да се каже, че когато някой говори за теорията на мултивселената, тя може да звучи едновременно нахално и смирено. Но много физици имат напълно различна реакция: според тях идеята за мултивселена е ненаучна и може би дори „опасна“, тъй като може да доведе до неправилно насочени научни усилия.

Например Пол Стейнхард, професор по естествени науки в Принстънския университет, нарече теорията на мултивселената „Теория на всичко“, тъй като тя е съвместима с произволно наблюдение и следователно няма никакви емпирични пристрастия.

Image
Image

Днес съвременната наука не може нито да докаже, нито да опровергае съществуването на Мултивселената.

По един или друг начин, въпреки критиката към теорията за множеството светове, данните от научните изследвания (някои от които са описани в тази статия) дават възможност да се изложат дори такива на пръв поглед безумни теории. В края на краищата, връщайки се към аналогията на мравуняка, какво знаем за света, в който живеем?

Препоръчано: