В замечательном сериале “Рик и Морти” ученый Рик Санчес изобрел портальную пушку, которая позволяет ему перемещаться в любую из бесконечного числа вселенных. Это отличный сюжетный ход, который позволяет реализовать множество забавных и абсурдных сценариев. По мнению космологов, в этой идее также есть элементы, которые не являются неправдоподобными.
Стивен Хокинг и его соавтор Томас Хертог рассказали кое-что о теории множественности вселенных в своей последней статье, опубликованной за 10 дней до его смерти. Работа, которая готовилась 20 лет, опровергает некоторые из прежних позиций Хокинга, а также, если она в конечном итоге окажется жизнеспособной, многое еще предстоит сделать.
Это один из тех научных аргументов, которые по своему языку и математике непонятны за пределами небольшой группы экспертов. У меня нет надежды прочитать и понять оригинальную статью. Но я сделаю все возможное, чтобы свести воедино переводы основных понятий.
В этой статье Хокинг и Хертог развивают идею, выдвинутую Хокингом много лет назад, о том, что Вселенная конечна, но не связана во времени. Это в буквальном смысле невозможно себе представить, но его аналогия заключается в том, чтобы представить, как работает неограниченное, но конечное пространство. Представьте себе поверхность шара. Вы можете ходить по поверхности и никогда не достичь конца, но эта поверхность конечна, потому что она изогнута внутрь самой себя. Что, если бы время протекало таким же образом? Жизнь нашей Вселенной представляет собой конечную временную петлю, не имеющую границ.
Это, по–видимому, решило одну из проблем космологии – откуда взялась вселенная? Хокинг, по сути, использовал квантовую механику, чтобы доказать, что Большой взрыв представлял собой переход Вселенной из квантового состояния в полуклассическое, в котором она находится сейчас, – она возникла из квантового небытия (которое на самом деле ничем не является, но это потенциально долгая дискуссия).
Эта модель предполагала конечную, но неограниченную вселенную. Она также подразумевала бесконечное количество вселенных, потому что, если одна вселенная может возникнуть из квантовой пены, то ничто не помешает бесконечному количеству вселенных сделать это, а мультипликационному ученому – прыгать между ними. Но эта модель также создала то, что Хокинг считал проблемой, – также не было ничего, что ограничивало бы физические законы этих вселенных. В других вселенных могут быть совершенно другие законы физики.
Почему это “проблема”? Потому что, если бы могли существовать какие-либо законы физики, то любая теория о том, почему законы физики таковы, какие они есть, могла бы быть совместима с этой моделью мультивселенной. В какой-то вселенной потенциально могут существовать законы физики, которые вытекают из любой такой космологической теории. Когда теория совместима с любым возможным результатом, ученые начинают раздражаться, потому что это означает, что теория не поддается проверке. Вы никогда не сможете доказать ее ошибочность, найдя результат, несовместимый с теорией. Если теория не поддается проверке, ученым нечего делать.
Как сообщает Live Science:
“Хокинга не устраивало такое положение дел”, – сказал Хертог в интервью Live Science в марте. “Давайте попробуем приручить мультивселенную”, – сказал он мне год назад. Итак, мы приступили к разработке метода, позволяющего преобразовать идею мультивселенной в последовательную, поддающуюся проверке научную основу”.
Результатом является текущая статья. В ней Хокинг и Хертог перерабатывают свою теорию с несколькими эффектами. Во-первых, Большой взрыв становится границей времени Вселенной. Вселенная больше не ограничена во временном измерении, она имеет одну границу в начале, но остается свободной в будущем.
Во-вторых, это сокращает количество бесконечных вселенных до конечного числа, а также ограничивает диапазон законов физики, которые могут присутствовать в этих вселенных. Вот один из наиболее понятных абзацев в статье (на самом деле, большинство из них – полный жаргон).:
Наша гипотеза подтверждает предположение о том, что голографическая космология подразумевает значительное сокращение мультивселенной до гораздо более ограниченного набора возможных вселенных. Это имеет важное значение для антропных рассуждений. В мультивселенной со значительными ограничениями дискретные параметры определяются теорией. Антропные аргументы применимы только к подмножеству непрерывно изменяющихся параметров, таких как степень медленной инфляции.
Под антропными аргументами, я полагаю, подразумевается, почему в нашей Вселенной существуют законы физики, совместимые с существованием жизни и людей? В их новой модели законы физики ограничены. Они должны быть такими, какие они есть, или, по крайней мере, очень похожими. Это, по крайней мере, создает потенциал для дальнейшего изучения того, почему законы физики таковы, какие они есть.
Идея голографической вселенной заключается в том, что вся информация, составляющая нашу трехмерную вселенную, может быть представлена на двумерной поверхности на границе Вселенной.
Один момент, по которому мне все еще не ясен, – подразумевает ли их модель конечное число вселенных или только конечный диапазон типов вселенных? Возможно, существует бесконечное количество вселенных, но все они подчиняются одинаковым или сходным законам физики.
В любом случае, для дальнейшего продвижения их работы необходимо решить ряд фундаментальных вопросов космологии. Это включает в себя разработку рабочей теории квантовой гравитации, объединяющей квантовую механику и общую теорию относительности. Это один из священных граалей теоретической физики. Мы также не имеем ни малейшего представления о том, насколько близки мы к какому–либо решению – будь то теория струн, петлевая квантовая гравитация или что-то еще, что пока не предложено.
Самое интригующее в новых идеях Хокинга и Хертога заключается в том, что мы, возможно, сможем исследовать другие вселенные по их влиянию на фоновое космическое излучение. В этом и заключалась вся идея их нового подхода – предположить, что мультивселенную можно понять и протестировать, а затем разработать тестируемую модель. Хертог, однако, не думает, что мы когда-нибудь сможем переместиться из нашей вселенной в другую, в стиле Рика и Морти (хотя, честно говоря, как мы можем утверждать что-либо подобное с уверенностью на данный момент?).
И последнее замечание по поводу Рика и Морти: мне никогда не нравилась логика, согласно которой, поскольку существует бесконечное количество вселенных, то существует все. Все, что вы можете себе представить, должно существовать где-то в какой-то вселенной. Опять же, это отличный и юмористический сюжетный ход, и я знаю, что это все, что есть в сериале, но в качестве мысленного эксперимента, верна ли логика? Я так не думаю.
Если существует бесконечное число возможностей, то даже при бесконечном числе вселенных будет бесконечное число нереализованных возможностей. Например, у вас может быть бесконечный ряд целых чисел. Но между каждыми двумя целыми числами есть бесконечное количество нецелых чисел, которые исключены из бесконечного ряда. Мне кажется, что даже в бесконечных вселенных будут происходить только правдоподобные события, и существует бесконечное количество невероятных исходов, которые исключены.
Так что, вероятно, нет такой вселенной, в которой разумная кукуруза копировала бы земную культуру во всех деталях, только в кукурузе.
