Научные теории о том, что может находиться за пределами Вселенной основаны, как правило, на предположениях, выводах из известных физических законов и математических моделях. Расширение Вселенной может быть вызвано загадочной формой материи, называемой «нечастицами», которая не подчиняется законам физики.
Вселенная не должна существовать никогда
- Секрет № 1. «Неподвижные» звезды двигаются
- М теория вселенной для чайников. Теория струн
- Введение в M-теорию
- История и свойства М-теории
- Теории о Вселенной, которые взорвут ваш мозг 💥
Стивен Хокинг надеялся, что M-теория объяснит Вселенную. Что это за теория?
Свидетельством расширения Вселенной для ученых является так называемое красное смещение, которое возникает, когда объект удаляется от наблюдателя. У более далеких галактик красное смещение больше, чем у тех, что расположены ближе. Недавно ученые обнаружили свидетельства того, что расширение Вселенной протекает не с фиксированной скоростью, а все быстрее и быстрее. Это ускорение описывается космологической постоянной, точно рассчитать которую ученые пока не смогли, так как разные методы расчета дают отличающиеся результаты. Обычно космологи пытаются преодолеть это затруднение, предложив новую частицу или физическую силу, но ученые из Университета Женевы решили пойти другим путем. Что умеют программные роботы «В этой работе мы надели новые очки, чтобы взглянуть на космос и его нераскрытые тайны, и предприняли математическую трансформацию физических законов, которые им управляют», — сказал изданию Life Science физик-теоретик Лукас Ломбризье, автор статьи. Согласно его интерпретации, Вселенная не расширяется, а остается плоской и статичной, как думал некогда Эйнштейн.
За миллиардные доли секунды до Большого взрыва, вселенная была раскалена до неимоверной температуры, при которой даже атомы не могли формироваться, так как субатомные частицы, такие как протоны и нейтроны, двигались с бешеной скоростью, не позволяя атомам, какими мы знаем их сейчас, родиться. Как только эти доли секунд прошли, пространство стало экспоненциально расширяться. Со временем вся наша вселенная стала остывать и пролетающие мимо электроны сталкивались с протонами, образуя атомы, впоследствии создававшие звезды. В недрах этих первых звезд, за счет сумасшедшей температуры, вызывающей термоядерную реакцию, зародились атомы, служащие строительным материалом всей нашей вселенной и даже самих нас. Подумать только, мы, люди, сотканы из частичек, появившихся в центрах этих пылающих монстров. Впоследствии в скоплении звезд, называемом нами «Млечный путь», образовалась звезда, которую мы именуем Солнце, создавшее материал, построивший все известные нам 7 планет нашей звездной системы. Но как понять концепцию мультивселенной или же множественной вселенной? По одной из существующих ныне гипотез о состоянии вселенной, которых насчитывается множество, в космосе насчитывается бесконечное количество вселенных, которые спонтанно рождаются в нем. Но где же эти вселенные находятся, как это понимать? Опять же, все довольно просто и очень интересно. По задумке создателей этой гипотезы, новые «Большие взрывы» происходят за пределами нашей вселенной. Для начала стоит понять о том, что мы подразумеваем под словом «вселенная». Вселенная изначально означало «все», в глобальном смысле этого слова, каждая галактика, планета, человек и даже наши мысли являются частью этого «всего».
За три десятилетия квантовая механика и теория относительности Эйнштейна произвели революцию в этой области. Но сегодня ни один физик не посмеет утверждать, что наши знания о Вселенной близки к абсолюту. Наоборот, кажется, что каждое новое открытие отворяет ящик Пандоры, наполненный более сложными вопросами. Рассказываем про самые животрепещущие темы, беспокоящие ученых на данный момент. Существуют ли параллельные вселенные? Астрофизики предполагают, что пространство-время может быть плоским, а не искривленным, и, таким образом, длится вечно. Если так, то область, которую мы можем видеть «Вселенную» , является всего лишь одним пятном в бесконечно большой мультивселенной. Таким образом, с бесконечным числом космических пятен расположение частиц внутри них вынуждено повторяться — бесконечно много раз. Это означает, что существует бесконечно много параллельных вселенных: космические участки, точно такие же, как наши с нашими альтер эго. Что ждет Вселенную в будущем? Если темной энергии не существует, такая Вселенная перестанет расширяться и вместо этого начнет сжиматься, в конечном итоге схлопываясь в событии, получившем название «Большое сжатие». Если Вселенная закрыта, но темная энергия есть, сферическая Вселенная будет расширяться вечно.
Стандартная теория гласит, что Большой взрыв каким-то образом создал темную материю, после чего она просто "болтается" в космосе, никак и ни с чем не взаимодействуя. В новом исследовании предложена теория о том, что эпоха инфляции и нуклеосинтеза Большого взрыва не была одинокой, а темная материя появилась и развивалась по совершенно отдельному сценарию. Согласно ему, когда инфляция закончилась, она заполнила Вселенную частицами и излучением, но не темной материей. Более того, физики предполагают, что осталось какое-то квантовое поле, которое не исчезло. По мере расширения и охлаждения Вселенной это неизвестное квантовое поле в конечном итоге трансформировалось, вызвав образование темной материи. Иными словами, новый подход к теории Большого взрыва отделяет эволюцию темной материи от эволюции "нормальной" материи, то есть той материи, которую мы можем увидеть, услышать, пощупать и т. Это означает, что эволюция обоих видов материи идет отдельными друг от друга путями.
Теория мультивселенной на доступном языке
Разделение на Галактики условно для удобства учёным , всё взаимосвязано, достаточно посмотреть на строение тела человека, а ведь когда то врачи считали что каждый орган сам по себе, говорить об этом можно бесконечно ведь Разум Человека будет всегда стремиться к Познанию в большом или малом, сложном или простом. Скажете шо щас написано пустословие? Но это небольшое предисловие к тому шо мне було дано увидеть в каком непонятном состоянии полусна полуяви, о чем мне бы хотелось рассказать, но не знаю где, почему я тут, и кто есть кто здесь в комментах такие же как я простые люди или же кто то кто этим занимается профессионально, у меня уже тут есть коммент и это продолжение, мне эти видения продолжаются в виде каких то мыслей-прозрений о чем то связанном с первым видением и очень бы хотелось поделиться этим с кем то разумным адекватным, спасибо G 22. Гарькавый, о его ,казалось бы для подростков, книге трилогии Островитянка, Теория катастрофы, Возвращение Астровитянки, там столько выдано устами героини книги именно о Космосе, о Вселенной, о думающем звёздном облаке, без привычки було сложно вначале читать, но чем лучше вникаешь во все начинаешь понимать смысл написанного, и это притягивает, завораживает, и как то мне було то ли видение то ли сон о том как создавалось всё то шо окружает нас, откуда пошло... Вы же так засираете мозги и без того одураченным науками. Возникновение Галактики а это совсем не весь мир произошло элементарно просто. Ф пока у нас её нет, наука даже не знает, что такое физика на самом деле! И с этим следует согласиться и учёным, и церковным проповедникам.
Ведь главная цель в науке - найти доступные нам познания о Мире, который не мог произойти и существовать без участия Высшего Разума. От частоты и амплитуды колебательного процесса зависят свойства материи, пространства и времени. В основе всего мироздания лежит энергетическая конструкция похожая на ленту Мебиуса - одностороння поверхность с двумя зарядами - плюс и минус, борьба которых является разумной и предсказуемой. Всё в нашем мире материально, тут вопрос уровней. Идеализм низшего уровня является материализмом высшего уровня и так, как вверх, так и вниз по уровням до бесконечности. Все что есть - есть иллюзия-мысль-сон Создателя, данный нам в ощущения. И мы есть неотъемлемые частички единого мыслящего Нечто.
Вселенная фундаментально стационарна, внутренне замкнута и вместе с материей и энергией неистребима, а стало быть вечна. Как без истинного понимания происходящего объяснять мироздание? Подавляющее большинство людей очень удивится, если сможет трезво взглянуть в лицо своим мыслям. Вселенная никогда не создавалась, она существует вечно.
Например, для адекватного описания происходящего в чёрных дырах нужны обе теории, а они вступают в противоречие. Эйнштейн многие годы пытался разработать единую теорию поля Теорию всего — Theory of everything , но безуспешно, поскольку игнорировал квантовую механику. Пословица гласит: «Будь осторожен с желаниями, а вдруг оно сбудется? В 1980-ые годы в университетах появлялись все новые идеи.
В Британии известный физик Стивен Хокинг провозгласил, что физика прочтет мысли Бога и скоро не останется больших научных проблем. Одна идея была самой революционной. Она захватила воображение таких ученых как Берт Офманн. Все было связано со струной. Физика говорила нам о том, что вещество состоит из частиц, однако сейчас наука говорит о том, что вещество состоит из струн. Частицы оказались тонкими невидимыми струнами. Да-а уж…оказалось, что физики изучали то совсем не то! Теорию назвали Теорией струн теорией суперструн и утверждали, что вещество возникает из этих тонких струн как музыка.
Можете сравнить ее со струнами скрипки или гитары — щипните ее определенным образом и получите некую часто ту, но если щипать ее по-другому — то можно получить на этой струне больше частот и фактически получить разные ноты. Природа сделана изо всех этих нот — музыкальных нот, которые сыграны на этих суперструнах. Физики вдруг осознали, что Вселенная — симфония, а законы физики — гармония суперструн. Теория сразу стала выглядеть как Теория Всего — основной определяющий принцип природы. Но тогда она должна объяснить особое событие — рождение Вселенной. Начало Вселенной было особым субъектом для космологов, изучающих мир звезд и галактик. Сначала они узнали, что все началось с Большого Взрыва, потом пришло время уточнений и детализации. Они углублялись в прошлое все ближе и ближе.
Если бы все во Вселенной было бы объяснено, то теория струн и теория Большого Взрыва должны плотно слиться и отлично дополнять друг друга. Ведь одна занималась рождением Вселенной, а другая — всем веществом в ней. Похоже физики были на пороге триумфа, но все пошло не так. Им никак не удавалась сшить две теории воедино. Две любимые теории стали саморазрушаться. Первая проблема возникла с Большим Взрывом. Она ничего не говорит нам ничего самом большом взрыве, она не говорит, что взорвалось, почему, что вызвало взрыв. Фундаментальная проблема космологии, что фундаментальные законы физики как мы их знаем рушатся в момент Большого взрыва.
Некоторые говорят: «Ну и что из того, что рушатся физические законы». Но для физики это катастрофа.
Носителем, элементарных частиц с нулевой массой покоя, в основном являются, наружные, развёрнутые мембраны. Внутри, сферических бутонов, мембраны колеблется, создавая давление сброса мембран в наружу. При взаимодействие сферических бутонов с элементарной частицей с не нулевой массой, давление сброса мембран, проявляется как гравитационное взаимодействие элементарных частиц. Субатомная частица, стремиться к идеальной сферической симметрии но предпочтение отдаёт, тем сферическим бутонам где давление по ниже, проявляется у мембран. К примеру, вероятность обнаружить, одну частицу нейтрино, возможно в построенной комбинации из большого множество, сферических бутонов , развёрнутых и частично развёрнутых мембран.
Так было обнаружено, что измерений вовсе не 4, их может быть 6, 10 и даже 26, просто ощущаем в нашей реальности мы только 4. И вот в этих невидимых измерениях опять же может прятаться вожделенная параллельная, невидимая нашему глазу вселенная. Та самая, в которой Мэттью МакКонахи передавал послание своей дочери в «Интерстелларе». Кадр из фильма «Интерстеллар» реж. Кристофер Нолан, 2014 В 2010-е этот поезд разогнался до максимальных мощностей. Кинематограф, кажется, всё больше уставал быть зеркалом нашей реальности и всё больше стремился быть его идеальным аватаром. Пока постепенно не стал тем самым альтернативным миром, параллельной вселенной, в которой возможно всё везде и сразу. Первые впечатляющие шаги при этом были сделаны в триллерах, взять хотя бы «Малхолланд драйв» Дэвида Линча или «Связь» Джеймса Уорда Биркита. В первом Линч, кажется, проницательно разглядел эту родовую определяющую связь между параллельными вселенными, в которых возможно всё, и миром Голливуда в котором также возможно всё. А Биркит своим успехом породил целую серию малобюждетных триллеров о неудачных экспериментах. Во время дружеского застолья над планетой пролетала комета, близость которой привела к квантовой когерентности и возникновению множества параллельных вселенных, так что все герои должны будут встретиться с самими собой, принимающими разные решения внутри одной и той же катастрофы. Кадр из фильма «Малхолланд Драйв» реж. Дэвид Линч, 2001 Ну а когда до концепции множественных параллельных миров добрались гиганты из студии Marvel, то они мгновенно отыскали в ней огромный развлекательный и коммерческий потенциал миксовать своих персонажей, убивать, возвращать и сталкивать их с друг другом теперь можно просто бесконечно. Сегодня никто уже и не хочет вспоминать о том, что главная проблема всех научных теорий о мультивселенных — их полнейшая недоказуемость. Параллельные миры существуют в научном дискурсе только потому, что не существует ни одного способа доказать, что их нет.
Вселенная не должна существовать никогда
- MARC-запись (RUSMARC)
- Теория относительности ошибочна?
- Астрономы оказались на пороге открытия неразгаданных тайн Вселенной: «Огромная новость» - МК
- Концепция развивается
- Физики: У Вселенной не было начала
- 6 секретов Вселенной, которые вас удивят - Блог «Альпины»
Происхождение Вселенной. Какие новые версии предлагает наука и религия?
Конечно, это описание Мироздания является очень упрощённым, можно сказать, что это – «Мироздание для чайников», которыми мы все с вами пока ещё являемся. Исключительно простая теория всего. Алексеев с.с право азбука теория философия опыт комплексного исследования м 1999, м-теория вселенной для чайников. А в теории человек мог бы переместиться в другую Вселенную, если бы она существовала? Эта система — факт биографии вселенной, но общая теория относительности вынуждена с этим фактом считаться — для этой системы уравнения общей теории относительности выглядят несравненно проще, и их решения интерпретируются однозначно.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
| Новая теория: Вселенная могла начаться с темного Большого взрыва | Английский физик Мелвин Вопсон заявил, что его новое исследование может подтвердить популярную теорию симуляционной Вселенной. |
| Создание М-теории | Судьба Вселенной сильно зависит от фактора неизвестного значения — Ω, меры плотности материи и энергии во всем космосе. |
| «В начале было ничто»: как возникла Вселенная и какое будущее нас ожидает — T&P | Теория расширяющейся Вселенной – один из столпов современной космологии – господствует в науке на протяжении последних ста лет. |
| Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий | ТЕОРИЯ СТРУН На сегодняшний день главной и единственной теорией, которая может объяснить все многообразие сил, организующих Вселенную, является струнная теория. |
Новая «теория всего» предполагает, что наша Вселенная может быть похожа на голограмму
Расширение Вселенной может быть вызвано загадочной формой материи, называемой «нечастицами», которая не подчиняется законам физики. Теория струн Теория струн – физическая теория, объединяющая квантовую механику и общую теорию относительности, и считающаяся главным кандидатом на роль теории квантовой гравитации. Научные теории о том, что может находиться за пределами Вселенной основаны, как правило, на предположениях, выводах из известных физических законов и математических моделях. Если теория струн и М-теория таки окажутся верными, то это будет главным достижением науки за последние 2000 лет, с тех самых пор, как древние греки начали поиски единой связной и целостной теории Вселенной.
5 тайн строения Вселенной, которые ученые до сих пор не могут разгадать
Теория одноэлектронной Вселенной — это гипотеза Ричарда Фейнмана, известного физика-теоретика, который посвятил свою жизнь исследованию и созданию квантовой электродинамики. Именно эти противоречия сподвигли Эйнштейна на создание Общей Теории Относительности (ОТО), которая должна была «поправить» Ньютоновскую теорию гравитации и объяснить устройство бесконечно существующей Вселенной. "Формулой Вселенной" утверждение Пуанкаре называют из-за его важности в изучении сложных физических процессов в теории мироздания и из-за того, что оно дает ответ на вопрос о форме Вселенной. Молодой астроном Эдвин Хаббл навсегда изменил представление о Вселенной.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
М-теория в различных физических контекстах выглядит, как одна из теорий струн, но у неё нет ограничений по условиям — а это важное требование для теории всего. Или, по крайней мере, так говорили вычисления Уиттена. Для таких вымышленных миров физики могут описывать процессы при любых энергиях, включая и формирование и испарение чёрных дыр. Эта простая последовательность событий привела большинство экспертов к выводу о том, что М-теория является ведущим кандидатом на ТВ, даже несмотря на то, что её точное определение во Вселенной, похожей на нашу, остаётся неизвестным. Корректна ли теория — вопрос отдельный. Предлагаемые ею струны — как и дополнительные свёрнутые измерения, в которых эти струны должны вибрировать — в 10 миллионов миллиардов раз меньше разрешения таких экспериментов, как Большой адронный коллайдер. А некоторых макроскопических признаков теории, которые можно было бы уже увидеть, вроде космических струн или суперсимметрии, обнаружено не было. У других же версий ТВ наблюдается множество различных технических проблем, и ни одна из них пока не повторила математической непротиворечивости теории струн — как расчёт такого, например, процесса, как рассеяние гравитонов друг на друге.
Так что ей попытались найти место в теории формирования Вселенной — и, конечно, нашли.
Реликтовое излучение — это «остывший» свет горячей плазмы, который перестал взаимодействовать с космической средой, когда возраст Вселенной составлял всего 380 тысяч лет. В то время ее фоновая температура достигала 3000 К температура реликтового излучения сейчас — 2,7 К. Вещество тогда было распределено в основном равномерно, поэтому присутствие неоднородностей на карте реликтового излучения может очень много рассказать об эволюции нашего мира. Понятно, что обычная и тёмная материя по-разному взаимодействуют с реликтовым излучением. Взаимодействие с ним обычной материи проявляется колебаниями в частотах акустического диапазона — они прекрасно видны на графиках, где показана зависимость температуры космической среды от плотности. Тёмная материя никак не влияет на температуру, но зато на два порядка «углубляет» гравитационные «колодцы». Анализ карты реликтового излучения показал, что в период «горячей» юности Вселенной соотношение масс тёмной материи и обычной равнялось пяти к одному. Так что эта теория сама по себе служит ещё одним доказательством существования тяжёлых частиц, не взаимодействующих с веществом.
Она же разрушает многочисленные модели, в которых тёмная материя ассоциируется с большими скоплениями астероидов, блуждающими планетами или погасшими звёздами, — ведь эта материя появилась раньше, чем даже примитивные галактики. Более того, если бы не тёмная материя, то, скорее всего, вещество всё ещё было бы достаточно равномерно распределено по космосу, не началось бы его «стягивание» в гравитационные «колодцы», не образовались бы звёзды, а за ними — протопланетные облака, планетные системы и так далее. При этом оказалось, что её даже можно увидеть! В начале тысячелетия удалось визуализировать темную материю в уникальном образовании — скоплении Пуля, появившемся в результате столкновения двух мощных скоплений галактик. В 2004 году учёные, работающие с космической обсерваторией Chandra, сообщили, что если снимок скопления, сделанный в рентгеновском диапазоне, наложить на оптические снимки и карту расчётного распределения вещества, то можно различить ту область, где заканчивается обычная материя и начинается тёмная. Кольцо Эйнштейна — визуальное представление эффекта гравитационной линзы. Когда скопления проходили друг через друга, горячий газ из одного вступил в электромагнитное взаимодействие с газом из другого, отчего ещё сильнее нагрелся, замедлился и «застрял» в центре новообразованного скопления. А тёмная материя первоначальных скоплений без изменения скорости прошла сквозь пространство и симметрично распределилась по обе стороны от Пули.
Если бы в скоплении не было тёмной материи, то его контуры на снимках в оптическом и рентгеновском диапазоне совпали бы как на двух фотографиях одного объекта. Таким образом, существование тёмной материи с особыми физическими свойствами можно считать доказанным.
Теория супергравитации также сыграла значительную роль в установлении необходимости 11-го измерения. Эти «струны» вибрируют во многих измерениях, и, в зависимости от того, как они вибрируют, их можно рассматривать в трехмерном пространстве как материю, свет или гравитацию. Именно вибрация струны определяет, является ли она материей или энергией, и каждая форма материи или энергии является результатом вибрации струн. Теория струн, описанная выше, столкнулась с проблемой: была обнаружена другая версия уравнений, затем другая, а затем еще одна. В итоге было разработано пять основных теорий струн.
Основные различия между теориями заключались в основном в количестве измерений, в которых развивались струны, и их характеристиках некоторые были открытыми петлями, некоторые были закрытыми петлями и т. Более того, все эти теории оказались работоспособными. Ученым не нравились пять, казалось бы, противоречащих друг другу систем уравнений, описывающих одно и то же. Выступая на конференции по теории струн в Университете Южной Калифорнии в 1995 году, Эдвард Виттен из Института перспективных исследований предположил, что пять разных версий теории струн могут описывать одно и то же с разных точек зрения.
Томсон предположил, что атом — положительно заряженная частица из набора электронов. На самом же деле, как нам сейчас известно, кроме электронов у атома есть ядро. Он сформулировал волновую функцию Шредингера, описывающую состояние частицы в квантовом мире.
Суть эксперимента В закрытом ящике находятся кот, емкость с синильной кислотой и радиоактивное вещество.
Хокинг, математика и струны: три ключевых теории о параллельных мирах
В различных физических условиях она выглядит как каждая из этих теорий. Сложно быть «теорией всего». У ТВ есть сложная задача — впихнуть гравитацию в квантовые законы природы таким образом, чтобы на крупных масштабах гравитация выглядела, как кривизна ткани пространства-времени, которую Альберт Эйнштейн описывал в своей общей теории относительности. Каким-то образом кривизна пространства-времени возникает как общий знаменатель квантующихся единиц гравитационной энергии — частиц, известных, как гравитоны. Но наивные попытки подсчитать взаимодействие гравитонов приводят к бессмысленным бесконечностям, что говорит о необходимости более глубокого понимания гравитации.
Теорию струн, или, что технически более правильно, м-теорию, часто описывают, как ведущего кандидата на ТВ в нашей Вселенной. Но ей нет никаких эмпирических свидетельств, как нет их ни для какой другой альтернативной идеи по поводу того, как гравитация может объединиться со всеми остальными фундаментальными силами. Почему же м-теории дают преимущество над другими?
И вот, что она означает — даже если вы не физик. Разница между стандартными взаимодействиями квантовой теории поля слева для точечных частиц и взаимодействиями в теории струн справа для закрытых струн.
Удивительно, как иногда много общего встречается в законах природы, касающихся вроде бы не связанных между собой явлений. Математические структуры таких явлений часто очень похожи, а иногда даже идентичны. Колебания маятника полностью аналогичны движению массы на пружине или планеты вокруг звезды. Гравитационные волны, волны на воде, световые волны — все они обладают удивительно похожими свойствами, несмотря на то, что происходит из фундаментально различных физических источников. И в том же ключе, хотя многие этого не осознают, квантовая теория одной частицы и подход к квантовой теории гравитации также аналогичны друг другу.
Диаграмма Фейнмана, представляющая рассеяние двух электронов — для этого требуется суммировать все возможные истории взаимодействий частиц Работает квантовая теория поля так: берём частицу и производим математическое «суммирование всех её историй». Нельзя просто подсчитать, где была частица, и где она сейчас, и как она туда попала — поскольку в природе существует внутренняя и фундаментальная квантовая неопределённость. Вместо этого мы суммируем все возможные способы, которыми она могла прибыть в текущее состояние «прошлая история» , с соответствующими вероятностными весами, а потом подсчитываем квантовое состояние одной частицы. Чтобы работать с гравитацией, а не с квантовыми частицами, нужно кое-что немного поменять. Поскольку Общая теория относительности Эйнштейна связана не с частицами, а с кривизной пространства-времени, мы не будем усреднять все возможные истории частицы.
Вместо этого мы усредняем все возможные геометрии пространства-времени. Гравитация по правилам Эйнштейна и всё остальное сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия по правилам квантовой физики — это два разных набора законов, управляющих всем во Вселенной. Работать в трёх пространственных измерениях очень тяжело, и когда мы встречаемся со сложной физической проблемой, мы часто пытаемся решить сначала более простую её версию. Если спуститься на одно измерение, всё станет проще. Единственные из возможных одномерных поверхностей — это открытая струна, с двумя отдельными концами, не связанными друг с другом, или закрытая струна, концы которой соединены и формируют петлю.
Кроме того, кривизна пространства — очень сложная в трёх измерениях — становится тривиальным вопросом. Поэтому, если мы хотим добавить материю, мы используем набор скалярных полей точно так же, как для определённого рода частиц и космологическую константу работающую точно как член уравнения, отвечающий за массу : прекрасная аналогия. Дополнительные степени свободы, которая получает частица в нескольких измерениях, не играют особенной роли; пока мы можем определить вектор импульса, это остаётся главным измерением. Поэтому в одном измерении квантовая гравитация выглядит так же, как свободная квантовая частица в любом произвольном количестве измерений. Граф с вершинами, где сходятся по три ребра — ключевой компонент построения интеграла по траектории, относящегося к одномерной квантовой гравитации Следующий шаг — включить взаимодействия, и перейти от свободной частицы без амплитуд рассеяния или эффективных поперечных сечений к той, что может иметь физическую роль , связанную со Вселенной.
Графы, похожие на приведённый выше, позволяют нам описывать физическую концепцию действия в квантовой гравитации. Если записать все возможные комбинации подобных графов и провести суммирование по ним — применяя те же законы, что и обычно, например, закон сохранения импульса — мы можем завершить аналогию. Квантовая гравитация в одном измерении очень похожа на взаимодействие одной частицы в любом числе измерений. Но этот теоретический «апгрейд» для гравитации может оказаться очень сложным. Можно найти другой подход, если мы решим работать в противоположном направлении.
Вместо подсчёта поведения одной частицы нульмерной сущности в любом количестве измерений, возможно, мы могли бы подсчитать поведение струны, открытой или закрытой одномерной сущности. А исходя из этого уже поискать аналогии к более полной теории квантовой гравитации в более реалистичном количестве измерений. Диаграммы Фейнмана вверху основаны на точечных частицах и их взаимодействиях. Превратив их в аналоги для теории струн внизу , мы получим поверхности, способные обладать нетривиальной кривизной. Вместо точек и взаимодействий мы сразу начинаем работать с поверхностями, мембранами, и так далее.
Получив настоящую многомерную поверхность, мы можем искривить её нетривиальными способами. Мы начинаем наблюдать у неё очень интересное поведение; такое, которое может находиться в основе кривизны пространства-времени, наблюдаемого во Вселенной в рамках ОТО. Но хотя одномерная квантовая гравитация даёт нам квантовую теорию поля для частиц в возможно искривлённом пространстве-времени, сама по себе она не описывает гравитацию. Чего не хватает в этой головоломке? Нет соответствия между операторами, или функциями, представляющими квантово-механические взаимодействия и свойства, а также состояния, то есть, как частицы и их свойства изменяются со временем.
Это соответствие «операторов-состояний» было необходимым, но недостающим ингредиентом. Но если перейти от точечных частиц к струнным сущностям, это соответствие проявляется. Деформирование метрики пространства-времени можно представить флуктуацией "p" , а если применить её к струнной аналогии, она будет описывать флуктуацию пространства-времени и соответствовать квантовому состоянию струны. При переходе от частиц к струнам появляется реальное соответствие операторов-состояний. Флуктуация в метрике пространства-времени то есть, оператор автоматически представляет состояние в квантово-механическом описании свойств струны.
Поэтому квантовую теорию гравитации в пространстве-времени можно создать на основе теории струн. Но это не всё, что мы получим: мы также получим квантовую гравитацию, объединённую с другими частицами и взаимодействиями в пространстве-времени, с теми, что соответствуют другим операторам струны в теории поля. Также существует оператор, описывающий флуктуации геометрии пространства-времени, а ещё один — для квантовых состояний струны. Самое интересное в теории струн то, что она способна дать нам рабочую квантовую теорию гравитации. Брайан Грин делает презентацию по теории струн Всё это не означает, что вопрос решён, и что теория струн — это путь к квантовой гравитации.
Великая надежда теории струн состоит в том, что эти аналогии смогут удержаться на всех масштабах, и что появится недвусмысленное соответствие типа «один к одному» струнной картины мира и Вселенной, которую мы наблюдаем вокруг нас. Пока что картина мира со струнами и суперструнами непротиворечива лишь в нескольких наборах измерений, и наиболее многообещающий из них не даёт нам четырёхмерной гравитации Эйнштейна, описывающей нашу Вселенную. Вместо этого мы обнаруживаем 10-мерную теорию гравитации Бранса - Дикке. Если вы слышали термин «компактификация» в приложении к теории струн — это просто слово, обозначающее, что мы должны разгадать эти загадки. Пока что многие люди предполагают существование полного и убедительного решения, подходящего для компактификации.
Двумерная проекция многообразия Калаби-Яу , одного из популярных методов компактификации дополнительных, ненужных измерений теории струн Теория струн предлагает путь к квантовой гравитации, с которым могут сравниться немногие альтернативы. Если сделать разумные выводы по поводу того, как работает математика, мы сможем получить из неё как ОТО, так и Стандартную модель.
В отличие от других теорий, эта основана на законах физики. Где Си — это изменение всех зарядов на противоположные, когда материя превращается в антиматерию. Пи — изменение пространственных координат, Ти — обращение хода времени. А вот наша Вселенная эту симметрию нарушает, хотя бы потому, что почти не содержит антивещества. Поэтому мы предполагаем, что в момент Большого взрыва образовались сразу две вселенные — наша и та, которая ее "уравновешивает", — говорит директор Института теоретической физики "Периметр" Нил Турок. Гипотеза о существовании вселенной, идентичной нашей Группа исследователей университета Цукубы уверена в обратном. По мнению китайских и японских ученых, параллельный мир, если он существует, должен быть похож на наш словно близнец. Эта гипотеза опирается на теорию суперструн.
Некоторые физики считают, что реальность состоит не из атомов и электронов, а куда более мелких вибрирующих струн. Когда они звучат и скручиваются, то производят разные эффекты, например, известную нам гравитацию. По мнению ученых, можно рассматривать некоторые элементарные частицы например, пионы, которые по массе меньше атома как тонкие протяженные нити — так называемые квантовые струны. Вот только такая теория сработает не в трех, а в десяти измерениях! Почему мы их не видим? Потому что они такие крошечные, что обнаружить их невозможно. Четыре из них у обоих миров были видимы и идентичны, а остальные шесть скрыты и отличались друг от друга. Исследователи пытались понять, насколько сильно эти отличия меняют каждый из миров. Явления из первой вселенной проецировали на вторую. Получается, если в нашем мире извергается вулкан, точно такой же выплескивает лаву и в параллельной вселенной.
Но это в теории. А что если иные миры создают не колебания каких-то невидимых струн... Гипотеза о квантовой мультивселенной Многие в детстве хотели стать космонавтами, когда вырастут, но мало кому удалось осуществить эту мечту. Впрочем, Пол Саттер — астрофизик из Университета Стоуни-Брук уверен, что многие все же полетели в космос, только не знают об этом. Просто случилось это в параллельной вселенной. Никакой магии, чистые… кванты! Согласно квантовой механике, каждый элемент одновременно существует в нескольких состояниях. И выбирает одно из них, только когда появляется наблюдатель. Это называется коллапс волновой функции — тогда возможность переходит в реальность.
Это значит, можно быть уверенным наверняка, что твое здесь и сейчас — лишь одна из ветвей сюжета, у которого есть огромное множество как более счастливых, так и более катастрофических вариантов развития.
Ценность подобной гипотезы для человеческого сознания ясна — она разом отменяет «синдром умного на лестнице», и все бесконечные «что если», которые мы в большей или меньшей степени тянем с собой через всю жизнь. С каждым годом концепция мультивселенной всё больше и больше захватывает массовую культуру. И это при том, что в научном мире число ее сторонников приблизительно равно числу ее противников. Разбираемся, с чего же всё началось. Кадр из фильма «Всё везде и сразу» реж. Дэн Кван, Дэниэл Шайнерт, 2022 Впервые о параллельных вселенных заговорили еще древние греки в V веке до н. Они развивали теорию атомизма, согласно которой всё в мире состоит из мельчайших частиц атомов, а их хаотичное столкновение образует параллельные миры. С установлением христианского догматизма все подобные идеи начали считаться еретическими, а потому в Средние века ученым пришлось надолго забыть о параллельных мирах. И только радикал Джордано Бруно продолжал утверждать, что миров, подобных нашему, бесконечное множество. При этом в буддизме напротив, идея мультивселенной является частью философского учения — буддисты верят, что существует несколько вселенных, которые бесконечно зарождаются и угасают.
Так или иначе, со времен Средневековья ученые надолго оставили идею о множественных мирах. Первым физиком, который предложил научное обоснование параллельных вселенных стал Эрвин Шрёдингер, который в 1952 году в Дублине на лекции по квантовой механике ввел понятие суперпозиции — явления, при котором частица может находиться одновременно в нескольких состояниях. Речь о том самом мысленном эксперименте с кошкой в непрозрачном ящике рядом с атомом радиоактивного вещества, который с равной вероятностью может распасться или не распасться, и устройством, которое убивает или не убивает животное в зависимости от состояния частицы. Для стороннего наблюдателя пока он не откроет ящик, кошка будет находиться одновременно в суперпозиции двух состояний: и жива и мертва.