Kuidas eraldab teadus mõistlikult teaduslikud hüpoteesid ebateaduslikest
Teiste universumite idee on sügavalt juurdunud ulmes. Kuid ka väljaspool ilukirjandust võib leida põhjendusi mitmeversioonilise ja paljude paralleelsete maailmade kohta, nii et Attic otsustas välja mõelda, kui lähedased need ideed on reaalfüüsikale.
Multiverse, mille kohta Sean Carroll, kosmoloogiaekspert ja hiljuti vene populaarses raamatus „Igavik. Otsides aja lõplikku teooriat”on hüpotees meie Universumi struktuuri kohta, mis ületab meie vaatlusele ligipääsetava piirkonna piire.
Mida see tähendab? Valguse kiirus on piiratud ja Universum laieneb kõikides suundades - samal ajal kui me näeme ainult teatud osa kosmosest. Ja see pole kaugel sellest, et tema piiridest väljas olev maailm on paigutatud samamoodi nagu Maa lähedusse. Hüpoteetiliselt võib väljaspool vaatluseks juurdepääsetavat sfääri olla näiteks täiesti tavalise ja tumeda aine suhe. Või üldse - toimivad mõned muud füüsikalised põhimõtted, kuni mõõtmete arvu suurenemiseni.
Illustratsioon: Anatoli Lapushko / Chrdk.
Terve mõistus muidugi ütleb meile, et universumi omadused peaksid kõikjal olema ühesugused. "Terve mõistus" pole aga kosmoloogia jaoks eriti hea asi, väga suures ulatuses kosmose-aja teadus. Eeldus, et aine, mida me universumis tunneme, on kümme korda väiksem kui mõni salapärane tume aine, oli ka täiesti mõistuse vastane, kuid just sellises maailmas, mis koosneb peamiselt tumedast ainest, elame täna. Idee probleem, et universum muutub dramaatiliselt sinna, kus me seda enam ei näe, pole ebatavaline, kuid sellist ideed ei saa katsetada.
Hüpoteetiliselt erinevate füüsikaliste seadustega universumit nimetatakse kosmoloogiliseks multiversiooniks. Selline universum on geomeetriliselt üks - selles mõttes, et selle kahe punkti vahele saab tõmmata pidevat joont ilma portaale ja muid eksootilisi asju ehitamata. Ja seda kosmoloogilist multiversiooni ei tohiks segi ajada näiteks kvantmehaanika mitmeilmses tõlgenduses mitme universumiga.
Reklaamvideo:
Mitme maailma kvantmehaanika
"Universumi skaalavõrgu" teises otsas on mikrokosmos, mille sündmusi kirjeldab kvantmehaanika. Me juba teame, et elementaarosakesed: elektronid, kvargid, gluonid ja nende teised nõod käituvad vastavalt reeglitele, mida maailmas, mida oleme harjunud, ei järgita. Niisiis võib iga kvantmehaanika osakest vaadelda kui lainet - ja näiliselt "tahkeid" aatomeid, mida koolikeemia kursusel kujutatakse kuulidena, takistusega põrkudes hajuvad nagu lained. Iga kvantobjekti ei kirjeldata matemaatiliselt mitte kui palli või ruumiga piiratud punkti, vaid kui lainefunktsiooni - mis eksisteerib üheaegselt kõigis tema trajektoori punktides läbi ruumi. Me võime arvutada ainult selle leidmise tõenäosuse ühes või teises kohas. Kogused, näiteks osakese hoog,selle energia ja eksootilisemad omadused, nagu spinn, arvutatakse ka lainefunktsiooni põhjal: võime öelda, et see kogu ruumi hõlmav matemaatiline objekt on 20. sajandi kvantmehaanika ja kogu füüsika põhialus.
Lainefunktsioonide ja operaatorite põhjal tehtud arvutused (operaatorid võimaldavad lainefunktsioonist konkreetseid koguseid saada) on tegelikkusega suurepäraselt kooskõlas. Näiteks kvant-elektrodünaamika on tänapäeval inimkonna ajaloos kõige täpsem füüsikaline mudel ning kvanttehnoloogiate hulgas on laserid, kogu tänapäevane mikroelektroonika, kiire Internet, millega oleme harjunud, ja isegi terve rida ravimeid: meditsiinile paljutõotavate ainete otsimine toimub ka molekulide interaktsioonide modelleerimise teel. koos sõbraga. Rakendatud vaatepunktist on kvantmudelid väga head, kuid kontseptuaalsel tasandil tekib probleem.
Lainefunktsioonid, mis vastavad elektronile vesinikuaatomis erinevatel energiatasanditel. Heledad alad vastavad lainefunktsiooni maksimumile ja nendes kohtades tuvastatakse osake kõige tõenäolisemalt; sama elektroni leidmise tõenäosus järgmisest ruumist, ehkki silmatorkavalt väike, ei ole null.
Selle probleemi põhiolemus on see, et kvantobjekte saab hävitada: näiteks kui footon (kerge kvant) tabab kaamera maatriksit või põrkub lihtsalt läbipaistmatu pinnaga. Kuni selle hetkeni kirjeldas footon suurepäraselt lainefunktsiooni ja hetke pärast kaob kosmoses laienenud laine: selgub, et teatav muutus mõjutas kogu Universumit ja juhtus kiiremini kui valguse kiirus (kuidas see nii olla saab?). See on problemaatiline isegi ühe footoni puhul, kuid kuidas on lood ühe allikast kahes vastassuunas eralduva kahe footoni lainefunktsiooniga? Näiteks kui sellised kaks footonit sündisid kauge tähe pinna lähedal ja üks neist püüti teleskoobiga Maale, mis saab teisest, mis asub paljude valgusaastate kaugusel? Formaalselt moodustab see ühtse süsteemi esimese,kuid on raske ette kujutada stsenaariumi, kus süsteemi ühes osas toimunud muutustest teatatakse koheselt kõigile teistele osadele. Teine näide kvantisüsteemist, mille puhul lainefunktsiooni kadumine põhjustab kontseptuaalseid probleeme, on kuulus Schrödingeri kass, mis asub suletud kasti sees seadmega, mis tõenäosusliku kvantprotsessi põhjal kas murrab mürgi ampulle või jätab selle puutumata. Enne kasti avamist on Schrödingeri kass samaaegselt elus ja surnud: tema olek kajastab kvantsüsteemi lainefunktsiooni mürgiga mehhanismi sees.mis asub suletud kasti sees seadmega, mis tõenäosusliku kvantprotsessi põhjal kas murrab mürgiga ampulli või jätab selle puutumata. Enne kasti avamist on Schrödingeri kass samaaegselt elus ja surnud: tema olek kajastab kvantsüsteemi lainefunktsiooni mürgiga mehhanismi sees.mis asub suletud kasti sees seadmega, mis tõenäosusliku kvantprotsessi põhjal kas murrab mürgiga ampulli või jätab selle puutumata. Enne kasti avamist on Schrödingeri kass samaaegselt elus ja surnud: tema olek kajastab kvantsüsteemi lainefunktsiooni mürgiga mehhanismi sees.
Kvantmehaanika levinum tõlgendus Kopenhaagen soovitab lihtsalt leppida maailma paradoksiga - ja tunnistada, et jah, vaatamata kõigele, kaob laine / osake kohe. Selle alternatiiviks on mitme maailma tõlgendus. Tema sõnul on meie Universum omavahel mitteseotud maailmade kogum, millest igaüks tähistab ühte kvant olekut: kui avate kassiga kasti, ilmub kaks maailma - ühes neist on kass elus ja teises on ta surnud. Kui footon läbib poolläbipaistvat peeglit, jaguneb maailm ka kaheks: ühes peegeldub valguse kvantpind pinnalt ja teises see pole. Ja nii viib iga kvantprotsess üha hargnevama maailma tekkimiseni.
Teoreetiliselt võivad mõned neist harudest meie omast väga erineda. Üks aatom, mis lendas vales suunas varsti pärast Suurt Pauku, võis hästi põhjustada kuuma gaasi erinevat jaotust, tähtede sündi täiesti erinevates kohtades ja selle tagajärjel asjaolu, et Maad põhimõtteliselt ei tekkinud. Kuid seda pilti ei saa nimetada paljude maailmade tõlgendamise probleemiks. Tegelik probleem seisneb selles, et praktikas pole võimalik kvantmehaanika mõistmise õigsust kontrollida: mitme universumi üksikud komponendid ei suhestu üksteisega definitsiooni järgi.
Ajarännaku ja alternatiivsete universumite idee on klassikalise ilukirjanduse päevil palju kulunud. Lisaks žanri fännide seas tuntud kurikuulsale terminile "hitman" (meie päevade kangelane leiab end näiteks Ivan Julma ajastul) võib meenutada paroodiafilmi Kung Fury, kust see ekraanipilt tehti.
Kuskil võib-olla leidub intelligentsete dinosauruste poolt asustatud Maad, kusagil maandus Suur Mongoli impeerium Jupiteri kuudele 1564. aastal, kuid nende maailmade vahel pole ühtegi portaali - need erinesid kaugemas minevikus toimunud kvantprotsesside tagajärjel. Teooria, mis vihjab võimalusele sattuda ühte neist maailmadest, pole teadusfilosoofia seisukohast sugugi vähem, vaid rohkem teaduslik, kuna seda võiks proovida proovida.
