Счет миров: Математика мультивселенной
Идея о том, что помимо нашего существуют и другие «параллельные» миры, вовсе не нова. Однако она получила новое дыхание в современной науке. Гипотеза «мультивселенной», состоящей из множества возможных миров, позволяет объяснить один из главных космологических парадоксов. Сформулировать его можно просто: «почему Вселенная такова, какова есть?»
К примеру, многие параметры нашей Вселенной определяются константами, величина которых, насколько мы пока что знаем и понимаем мироздание, не зависит вообще ни от чего. Будь какая-нибудь из этих фундаментальных величин немного иной — и мир не то что был бы другим, он бы совершенно не был похож на наш. Или количество темной энергии во Вселенной — его, опять же, как раз и ровно столько, чтобы способствовать жизни обычной материи, с ее танцами галактик и даже жизнью.
Идея «мультивселенной» говорит о том, что существуют и другие миры, с другими константами или, скажем, с другими основными физическими законами — мы просто живем в одной из них, самой для нас подходящей. Подробнее об этих поразительных вопросах (и не менее поразительных ответах на них) читайте в статье «Человеколюбивое мироздание».
Гипотеза «мультивселенной» активно используется в квантовой механике и Теории Струн. По некоторым расчетам теоретиков-«струнников», всего должно насчитываться порядка 10500 вселенных.
Но это лишь начало: свои вселенные добавляет и квантовая механика. В ее «параллельных вселенных» законы действуют одни и те же, а миры порождаются неопределенностью квантовых состояний. Два совершенно идентичных исходных состояния вакуума могут привести к довольно разным вселенным. Даже небольшие флуктуации на ранних стадиях существования вселенной, в ходе космологической инфляции, когда наше мироздание разворачивалось, подобно цветку, по всем пространственным измерениям, на сверхсветовой скорости. Тогда небольшие случайные явления могли привести к огромным последствиям: к примеру, Млечный Путь был бы заметно ближе к соседям, или больше, или вовсе бы не существовал.
Так сколько же может существовать разных миров? Расчеты недавно провел работающий в Стэнфорде наш соотечественник Виталий Ванчурин, под руководством еще более знаменитого ученого-эмигранта, профессора Андрея Линде. Они пришли к очень внушительной цифре в 10 в степени 1010000000.
Впрочем, и с этим не все так просто. Квантовая механика — вещь довольно запутанная и странная, и по некоторым ее интерпретациям, число вселенных может зависеть от того, сколько из них способен различить наблюдатель.
Действительно, если в классической физике наблюдатель не играет никакой роли, то в квантовой механике его фигура выступает на первый план. Подробнее об этом можно прочесть в нашем популярном введении «Квантовая сутра». В данном же случае надо сказать, что принципиально число различимых нами объектов не может превышать число отдельных «битов», минимальных элементов информации, которыми мы способны оперировать. А это число не может быть больше количества синапсов — связей между отдельными нейронами в нашем мозге. Сегодня считается, что синапсов в мозге обычного человека — около 1016. Соответственно, мы способны различить 10 в степени 1016 вселенных — и можно сказать, что существует их столько.
Выходит, что наш мозг определяет количество существующих миров? Насколько это правдоподобно? И чей мозг — ваш, мой, или нашего главного редактора? Все это вопросы скорей философские, нежели физические, и их мы оставляем на ваше личное усмотрение.
По публикации New Scientist Space