„Всичко навсякъде наведнъж“ от гледна точка на науката: каква би могла да бъде мултивселената?
Темата за мултивселената е извънредно известна. Нещо повече, тя е безусловно на всички места – комикси, анимационни сериали, компютърни игри и даже филми, отличени с „ Оскар “. Така да вземем за пример „ Всичко на всички места едновременно “ на студио A24 завоюва цели седем статуетки, в това число номинации за най-хубав филм, най-хубав монтаж и най-хубав дизайн на костюми. Във кино лентата героинята на Мишел Йео, Евелин Уан, се съединява с версии на самата себе си в паралелни вселени, с цел да предотврати унищожаването на мултивселената.
Завладяващата история явно е художествена небивалица, само че концепцията не е нова – още през XVI в. италианският мъдрец Джордано Бруно предлага съществуването на невидими светове, в които събитията се развиват по друг метод, само че физиците се обръщат съществено към концепцията 400 години по-късно. Днес формалната просвета се отнася скептично към теорията за множествените светове, само че нейната интерпретация за съществуването на голям брой паралелни светове притегля от ден на ден внимание.
„ Физиката е една от фундаменталните науки и едно от главните човешки инициативи. Оглеждаме се в света и виждаме, че той е цялостен с материя. Но каква е тази материя и какви са нейните свойства? “ – Дейвид Дойч, „ Тъканта на действителността. Науката за паралелните вселени„.
Природата на действителността
През 1801 година, до момента в който учи природата на светлината, физикът и астроном Томас Юнг потвърждава, че светлината и материята могат да се държат по едно и също време като частици и талази. 127 години по-късно физиците Гермер и Дейвисън потвърждават, че електроните и, както се оказва по-късно, атомите и молекулите имат същите характерности.
При първичния опит източникът на светлина е ориентиран към повърхност с два успоредни прореза, зад които има екран. На него Юнг видял светли и тъмни линии – интерференцията на светлинните талази – потвърждавайки двойствената природа на светлината и… действителността.
Опитът на Юнг е в основата на квантовата механика – научна дисциплинираност, която даже учените не могат да схванат изцяло. За разлика от Общата доктрина на относителността (ОТО), която разказва универсалните пространствено-времеви свойства на физическите процеси, квантовата механика изяснява структурата на Вселената на равнище атоми – дребните градивни детайли на Вселената. Този незабележим за човешкото око свят лежи в основата на Стандартния модел, само че опонира на постулатите на ОТО и показва вероятностния и лицемерен темперамент на действителността.
Квантовата доктрина прави прогнози за действителността, само че нищо не споделя за това по какъв начин тъкмо е устроена тя.
Разминаването сред ОТО и квантовата механика е поразително, защото всяка от тях работи съвършено поотделно. Това е проблем, който физиците от десетилетия не могат да решат, заради което разбирането ни за структурата и устройството на Вселената е ненапълно и мощно спорно.
Светът в положение на суперпозиция
Така че съгласно правилата на квантовата механика светлината, атомите и молекулите могат да се държат по едно и също време като частици и талази. Но какво ни споделя това за структурата на Вселената? В опит да отговори на този въпрос австрийският физик-теоретик Ървин Шрьодингер през 1935 година измисля необикновен опит, като слага котка в кутия.
Взимаме кутия и слагаме вътре механизъм с радиоактивно атомно ядро и резервоар с токсичен газ. След това вкарваме котката и затваряме капака. Параметрите на опита са подбрани по този начин, че вероятността ядрото да се разпадне да е 50%, което значи, че след един час животното или ще почине, или не. Отговорът обаче няма по какъв начин да узнаем, до момента в който не отворим кутията, което значи, че в продължение на един час котката ще бъде в суперпозиция – т.е. ще бъде по едно и също време жива и мъртва.
Този принцип се назовава квантова суперпозиция и съставлява положението на частицата преди нейното премерване. Учените смятат суперпозицията за вълнова функционалност, която разказва всички вероятни положения на частицата. Най-често срещаните знаци за вълновата функционалност са дребните и огромните гръцки букви ψ и Ψ.
Излиза, че котката в опита на Шрьодингер е по едно и също време жива и мъртва, тъкмо както фотонът в опита на Юнг, който се държи по едно и също време като парченце и вълна. Да, квантовата механика ни демонстрира глупостта на действителността, само че от позиция на математиката всичко е вярно. Въпреки че опитът на Шрьодингер е основан, с цел да показва несъответствието на квантовата доктрина, това не стопира Вернер Хайзенберг и Нилс Бор да формулират нейното пояснение през 1927 година
Според Копенхагенската интерпретация на квантовата механика вълновата функционалност неизбежно се срутва в едно от положенията – т.е. котката или умира, когато отворим кутията, или остава жива. Подобно на фотона, който преминавайки през единия процеп, се явява за наблюдаващия както парченце по този начин и вълна. По този метод, измервайки да вземем за пример положенията на електрона, получаваме два вероятни отговора/състояния на електрона (спин нагоре или спин надолу).
Паралелните светове
Предвид на многото странности на квантовата доктрина академичната общественост е внимателна в тълкуването ѝ. Айнщайн да вземем за пример не може да одобри феномена на квантовото усложнение – необяснимата връзка сред две частици без значение от дистанцията сред тях. И до момента в който физиците се опитваха да се измъкнат от глупостта на теорията, дипломантът от Принстънския университет Хю Еверет съзнателно акцентира точно на нея.
През 1954 година Еверет предлага революционна интерпретация на квантовата механика, която академичната общественост не приема съществено. Основателите на квантовата доктрина намират работата на дипломанта за ненужна и парадоксална, като означават, че тя няма нищо общо със Стандартния модел. С времето обаче концепциите на австрийския физик притеглят вниманието на космолозите, учещи еволюцията и структурата на Вселената.
Този интерес е понятен, защото във Вселената има далечни и ненаблюдаеми области, които може да се подчиняват на незнайни физични закони. Разбира се, хипотезата за група от голям брой вселени, съществуващи редом една до друга, няма доказателства, само че в това време тя произтича от правилата на квантовата механика и сносно изяснява нейните странни прояви.
Колкото и неуместна да наподобява работата на австрийския физик-теоретик, тя се основава на фундаменталния принцип на квантовата доктрина – корпускулярно-вълновия дуализъм. Еверет е предположил, че посредством премерване на въртенето на електрона в суперпозиция могат да се получат освен два вероятни отговора, както гласи копенхагенската интерпретация. Това е по този начин, тъй като всички квантови обекти могат да бъдат разказани посредством вълнова функционалност, което значи, че те могат да бъдат в доста положения, преди да стартираме да ги измерваме. По този метод резултатът от измерването не всеки път може да бъде очакван.
Най-общо казано, тезата на Еверет се отнася до универсалното значение на вълновата функционалност, описваща един квантов свят – безконечен набор от вероятни положения. Оттук произтичат паралелните светове (въпреки неналичието на каквито и да било доказателства).
Еверет предлага, че в квантовата онтология има единствено един обект – вълновата функционалност – и единствено един метод за развиване на вълновата функционалност – посредством уравнението на Шрьодингер. Колапси не съществуват, няма фундаментално разделяне сред системата и наблюдаващия, няма я специфичната роля за наблюдаващия “, изяснява физикът теоретик Шон Карол.
Това обаче не пречи на космолозите да слагат интерпретацията на Еверет в подтекста на спорни космологични теории, като теорията на струните и космологичната инфлация. А полетът на фантазията обичайно е непокътнат за писателите и сценаристите, което дава задоволително време да се разсъждава върху това какъв би могъл да бъде животът в една мултивселена.
Мултивселената на Хокинг и Пенроуз
Хю Еверет обаче не е единственият академик, който е подготвен да преглежда непопулярни и радикални хипотези. Така да вземем за пример през 2017 година английският физик-теоретик Стивън Хокинг изрече догатката, че Вселената е лимитирана и по-опростена, в сравнение с си мислим. Говорейки за мултивселената, Хокинг отбелязва, че светът не може да се сведе до една неповторима галактика и вместо безконечен брой светове, евентуално има краен и дребен брой от тях.
Носителят на Нобелова премия за физика сър Роджър Пенроуз също се отнася съществено към тематиката за множествените светове. През 2020 година той твърди, че Вселената може да е съществувала преди Големия гърмеж, което потвърждава съществуването на реликтово лъчение – едва топлинно лъчение, което запълва отмерено Вселената. Счита се, че то съхранява отпечатъци от историята и еволюцията на Вселената.
Редица космолози поддържат концепциите на Пенроуз, макар че до момента няма доказателства в тяхна поддръжка. Макар че малко на брой се съмняват, че Вселената се е родила след Големия гърмеж, какво се е случило преди него (и дали въобще се е случило) е незнайно.
Фотоните на Дейвид Дойч
Квантовата механика и нейните тълкования изискват внимателен и неспекулативен метод, само че без нови хрумвания не може да се реализира прогрес. Така, макар неналичието на каквито и да било доказателства за съществуването на мултивселена, физикът теоретик Дейвид Дойч предлага ново пояснение на интерференцията.
Допълвайки опита на Юнг, Дойч следи прекосяването на единствено един фотон през единствено един процеп. Полученият интерферентен модел разкрива:
„ съществуването на кипящ, необикновено комплициран, прикрит свят от сенчести фотони и голям брой паралелни вселени, сходни една на друга и подчинени на същите закони на физиката “, написа Дойч.
Мултивселената на Дойч обаче не е като хипотетичните светове, разказани по-рано – в нея напълно новите вселени непринудено се отделят една от друга, сходно на голям брой мехурчета в чаша с шампанско. Някои от тези вселени изчезват бързо, други съществуват дълго време, а трети могат да се окажат леговище за образован живот. Проблемът е, че възможните жители на тези сенчести светове в никакъв случай няма да схванат за взаимното си битие.
Мултивселената на Дойч не наподобява на догатките на космолозите и писателите на научна фантастика, а се базира на взаимоотношението на незнайни за науката сенчести фотони с познатите ни кванти светлина. Тази мултивселена наподобява на комплицирана комбинация от сходни, само че не идентични светове, които е невероятно да бъдат преброени.
В своята книга „ Тъканта на действителността “ Дойч излага редица причини, че броят на сенчестите вселени надвишава трилион, а неговият метод е да разбере природата на действителността. Това, както знаем, изисква да се мисли ексцентрично и да не се опасяваме от нови, от време на време радикални хрумвания.
„ От това следва, че действителността е доста по-обширна, в сравнение с наподобява, и огромна част от нея е невидима “, написа той.
Дойч също по този начин сплотява физиката, математиката, философията, историята, еволюцията, пътуването във времето и мултивселената, като по този метод основава единна доктрина на Вселената. Въпреки че усещането ни за света е лимитирано, Дойч има вяра, че точно знанието е ключът към разбирането на вселената и нашето място в нея.
Макар животът ни да е къс и да няма ясна посока, най-малко можем да се гордеем със смелостта, с която сплотяваме сили в опитите си да разберем неща, които са доста по-велики от нас самите – Шон Карол, „ Вечността. В търсене на най-висшата доктрина на времето “.
