Мультивселенная | Зеркальный Мир
Идея о множественности миров занимала мысли человека еще в самые ранние времена, тогда, когда понимание действительности основывалось на мифологическом представлении о сотворении мира и действующих в нем законов, и когда то, что Земля плоская не нужно было доказывать. Это был просто факт.
Прошли века, и бесконечная множественность всевозможных миров получила определение «мультивселенная» и перестала быть частью мифологии или фантастики.
Сам термин «мультивселенная» впервые был придуман в 1895 году философом и психологом Уильямом Джеймсом. Однако, автор использовал его в ином контексте, чем тот, в котором позже стали применять его физики.
Основу в фундамент сегодняшнего научного представления о множественности миров заложила зародившаяся в начале 20 века квантовая механика.
Важным моментом в построении будущей модели Мультивселенной стал знаменитый спор Альберта Эйнштейна с Нильсом Бором, о том, играет ли Бог в кости. Бор считал, что коллапс или схлопывание волновой функции, возникающий в тот момент, когда внешний наблюдатель пытается выяснить по какой траектории пролетит элементарная частица в классическом эксперименте с двумя щелями, это полностью вероятностный процесс. Эйнштейн в свою очередь придерживался позиции детерминизма и говорил, что просто в данном случае работают неизвестные нам механизмы.
Стоит отметить, что вопреки ошибочному мнению о том, что Эйнштейн не принимал квантовую механику, на самом деле он не соглашался с ее интерпретациями, не отрицая при этом сами явления, которые она описывает. То же относится и к квантовому явлению нелокальности, проявляющемуся в «жутком действии на расстоянии», которое якобы так пугало Эйнштейна.
И вот в 1954 году этот спор о толковании квантовой механики навел на одну поразительную догадку аспиранта Принстонского университета Хью Эверетта, которую он изложил в своей докторской диссертации 1957 года. В ней он выдвинул интригующий тезис о том, что саму квантовую механику можно было бы объяснить более полно, если бы мы интерпретировали ее через призму параллельных вселенных.
Концепция Эверетта о расщеплении и ветвлении миров состоит в следующем: фактически каждый акт измерения, с разной степенью вероятности, реализует все возможные исходы этого измерения. Правда каждый вариант реализуется в «своей вселенной», отличающейся от всех остальных конкретно этим исходом, т.е. он возникает в восприятии наблюдателя, фиксирующего именно этот исход измерения. В этой концепции в действительности существуют (хотя и не взаимодействуют друг с другом) все варианты решения волнового уравнения и все варианты состояния наблюдателя, различающиеся только сохранившимся в его памяти результатом измерения.
Через два года после публикации своего исследования Эверетт посетил Нильса Бора в Копенгагене, чтобы обсудить эту гипотезу. Но на Бора идеи Эверетта не произвели никакого впечатления: он отказался отнестись к ним достаточно серьёзно.
Возможно эта неудача заставила Эверетта оставить данную область исследований и переключиться на решение других научных проблем, где он добился более значительных успехов.
Примерно в тот же период времени сформировались еще две альтернативные теории мультивсленной.
Свою интерпретацию идеи о множественности миров, а точнее о так называемой «пене пространства-времени», разработал в 1955 году физик Джон Уилер, который незадолго до этого являлся научным руководителем Эверетта, а еще ранее был одним из последних помощников Эйнштейна.
А вот удивительные результаты нашумевшего в 1956 году «эксперимента Ву», названного по имени американской женщины-физика китайского происхождения Ву Цзяньсюн, стали основой для предположения о параллельном существовании другой вселенной, являющейся зеркальным отражением нашей собственной.
Цель эксперимента Ву состояла в том, чтобы установить, применяется ли сохранение четности, которое ранее было установлено в электромагнитных и сильных взаимодействиях, к слабым взаимодействиям.
Эксперимент установил, что сохранение четности было нарушено в слабом взаимодействии. Этот результат не ожидался физическим сообществом, которое ранее рассматривало паритет как незыблемую величину.
Сам принцип сохранения четности формализовал в 1927 году Юджин Вигнер. Суть принципа в том, что нынешний мир и мир, построенный подобно его зеркальному отображению, будут вести себя одинаково, с той лишь разницей, что лево и право будут перевернуты. Например, часы, которые вращаются по часовой стрелке, будут вращаться против часовой стрелки, если вы построили зеркальную версию.
Из четырех фундаментальных сил природы - электромагнетизма, гравитации, сильной ядерной силы и слабой ядерной силы - только слабая ядерная сила демонстрирует нарушение четности.
Сохранение четности означало бы, что зеркальная версия мира ведет себя как зеркальное отображение текущего мира. Но нарушение четности проводит различие между зеркальной версией мира и простым зеркальным отражением нашего реального мира.
Существование Зеркального Мира означало бы, что он испытывает предпочтение к праворукости, что создавало бы баланс к картине мира в общем масштабе. Зеркальная материя и зеркальные частицы были бы идентичны нашим - с одинаковыми силами - но взаимодействовали бы с нашим миром только самым слабым и быстрым способом. При этом любое взаимодействие между материей нашего и зеркального мира было бы чрезвычайно трудно обнаружить. Поэтому зеркальная материя является возможным объяснением призрачной темной материи.
Темную материю так трудно обнаружить, потому что большая ее часть скрыта в зеркальном мире, откуда она проявляется только в действии гравитации. Если это так, то Зеркальный Мир в 5 раз больше нашего, поскольку темной материи в 5 раз больше, чем обычной материи.
Еще одна физическая загадка, указывающая на Зеркальный Мир, - это распад нейтрона.
Нейтроны являются частью ядер атомов. Отдельно от ядра нейтроны распадаются на протоны, электроны и антинейтрино. Поскольку все нейтроны идентичны, это значит все они должны распадаться одинаково и за одно и тоже время. Но тут есть проблема.
Результаты двух экспериментов – «бутылочного» и «пучкового» - дали ученым время 14 минут 48 секунд и 14 минут и 38 секунд соответственно. Не было никакой причины для этой разницы, независимо от настройки, все нейтроны должны были стать протонами за одинаковое количество времени.
Сначала это посчитали ошибкой эксперимента. Но испытание повторялось на протяжении многих лет, совершенствовались инструменты и методы наблюдения. Одно из самых точных измерений, из сделанных, все равно показывало разницу в 9 секунд между нейтронными распадами в пучке и в ёмкости.
Объяснением могло бы стать то, что некоторые нейтроны попадают в Зеркальный Мир и становятся зеркальной частицей. Вот тогда их больше невозможно обнаружить в нашем мире, что влияет на фиксируемое время распада нейтрона.
Существование зеркальной вселенной могло бы ответить и на вопрос о том, почему время имеет вполне определенное и только единственное направление, то есть почему существует стрела времени.
Концепция стрелы времени позволяет нам представить эволюцию нашей вселенной в виде конуса или своеобразного «колокола»: представьте, что сегодняшняя вселенная - это широкий, плоский круг, расположенный в основании вчерашнего чуть меньшего круга, который расположен в основании еще меньшего круга предыдущего дня.
Сложите все круги от сегодняшнего дня до Большого взрыва, и вы получите конус, на вершине которого находится сингулярность.
Когда астрономы смотрят вглубь космоса, они фактически оглядываются назад во времени. Самая отдаленная галактика, которую мы видим, GN-z11, видна нам такой, какой она была 13,4 миллиарда лет назад, или спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Если зеркальная вселенная возникла одномоментно с нашей в результате Большого взрыва, то она образует второй «зеркальной конус». При этом она находится слишком далеко от нас в пространстве-времени, чтобы мы могли ее видеть. Похоже, что время там движется назад относительно нашей системы отсчета.
Но в этой вселенной причина все также предшествует следствию, так же, как и в нашей Вселенной. И время с точки зрения населяющих эту вселенную существ движется от Большого взрыва, так же как и в нашей. Однако мы сами существуем как-бы в прошлом этой «зеркальной вселенной».
Но есть ли какие-то фактические подтверждения существования зеркальной вселенной помимо теоретических предположений?
Сторонники идеи о зеркальной вселенной считают, что да.
Так в 2016 году группа исследователей, в ходе проведения экспериментов с Антарктической импульсной переходной антенной НАСА под названием ANITA, зафиксировали частицы тау-нейтрино (более тяжелая частица, чем нейтрино), которые восходили по направлению «вверх» из Земли.
ANITA - это прибор, который обнаруживает нейтрино космических лучей сверхвысоких энергий.
Высокоэнергетические частицы в миллион раз мощнее, чем все, что мы можем создать здесь на Земле, и эти нейтрино являются объектом пристального интереса для астрофизиков, поскольку это единственные частицы, которые могут без помех достичь Земли.
Нейтрино низкой энергии могут без проблем пройти мимо нашей планеты, практически не взаимодействуя с чем-либо.
А вот, частицы высоких энергий задерживаются твердым веществом нашей планеты, и именно поэтому такие высокоэнергетические частицы всегда обнаруживаются как «спускающиеся» из космоса.
Обнаружение восходящих из Земли тау-нейтрино может означать, что данные частицы перемещаются назад во времени и могут быть свидетельством существования параллельной вселенной.
При этом самое простое и наиболее изящное с научной точки зрения объяснение связано с зеркальным вариантом вселенной. Это значит, что в момент, когда произошел Большой взрыв, возникли две вселенные, и все в другом мире, включая время, движется в противоположном направлении. То есть это мир полностью зеркальный нашему.
Тем не менее, существует вероятность и того, что данные результаты возникли из-за какой-либо ошибки в работе или интерпретации измерений ANITA. Но если дальнейшие исследования подтвердят правильность полученных измерений, то это может окончательно доказать существование параллельных вселенных.