Мультивселенная | Пена пространства-времени

Идея о том, что мы живем лишь в одной из множества других вселенных, будоражит не только фантастов и любителей научной экзотики. Представление о Мультивселенной, а именно так определятся учеными гипотеза о множественности миров, в которых не только действуют различные физические законы, но и возможно даже время течет в другом направлении, возникло на основе теоретического и экспериментального осмысления сформулированной Альбертом Эйнштейном в середине второго десятилетия прошлого века общей теории относительности, а также ее предсказаний.

Поводом послужило то, что теория Эйнштейна хорошо объясняла локальную гравитацию, но не работала, когда она использовалась для описания Вселенной в целом.

Сегодня физики-теоретики пытаются решить эти загадки, исследуя структуру так называемого «пространства-времени» во Вселенной в наименьшем возможном масштабе, используя удивительное предположение: что пространство-время это не батутоподобная плоскость, как когда-то предполагали ученые, а оно может быть пенистым беспорядком пузырьков, каждый из которых содержит мини-вселенные, живущие и умирающие внутри нашей собственной.

Первым такую идею сформулировал в 1955 году авторитетный физик Джон Уилер. Он предположил, что на квантовом уровне пространство-время является не равномерным, а «пенистым», состоящим из постоянно меняющихся крошечных пузырьков.
Что касается того, чем же являются эти пузырьки, то уже в относительно более поздних исследованиях было сделано предположение, что пузыри пространства-времени по существу являются мини-вселенными, которые в сжатом виде формируются внутри нашей собственной Вселенной.

Идея о пене пространства-времени прекрасно согласуется с внутренней неопределенностью и недетерминированностью квантового мира. Пространственно-временная пена распространяет квантовую неопределенность в положении и импульсе частицы на саму ткань Вселенной, так что ее геометрия не является стабильной, непротиворечивой или фиксированной в микро масштабах.

Физик-теоретик Й. Джек Нг из Университета Северной Каролины, проиллюстрировал идею Уилера о пене в пространстве-времени, использовав аналогию с поверхностью океана, следующим образом:

Представьте, что вы летите на самолете над океаном. На больших высотах океан кажется гладким. Но когда вы спускаетесь, то начинает показываться неровность поверхности. Достаточно близко к поверхности океана, вы видите пузыри и пену. Аналогично, пространство-время кажется гладким в больших масштабах; но в относительно миниатюрных масштабах оно будет выглядеть бурным и пенистым.

Профессор Стивен Карлип из Калифорнийского университета недавно опубликовал исследование (сентябрь 2019), основанное на квантовой теории пены Уилера, чтобы доказать, что пузырьки пространства-времени могут «скрывать» космологическую постоянную в большом масштабе.

Его идея состоит в том, что в этой пространственно-временной пене каждая точка в пространстве-времени имеет огромное количество энергии вакуума, предсказанного квантовой теорией, но которое ведет себя иначе, чем в других точках.

Для любого конкретного способа, которым ведет себя точка в пространстве-времени, в другой точке в пространстве-времени, вероятно, есть точно такая же с противоположным поведением. Эта особенность пены пространства-времени, которая «нейтрализует» избыточную энергию и расширение в микроскопических масштабах, что в итоге и приводит к снижению энергии, которую мы наблюдаем в масштабе всей Вселенной.

Чтобы это работало, нужно предположить, что на квантовом уровне времени не свойственно «направление». Другими словами, нет «стрелы времени».

В квантовом мире это не такое уж дикое предположение.
Большинство физиков соглашаются, что на фундаментальном уровне мы не знаем, почему вообще существует стрела времени.
Идея о том, что она как-то «проявляется» только в больших масштабах, бытует уже давно.

Карлип называет пространственно-временную пену «сложной микроскопической структурой». Ее можно представить себе как расширяющуюся Вселенную, образованную крошечными расширяющимися и сжимающимися вселенными в каждой точке пространства-времени. Карлип считает, что, возможно, с течением времени каждая расширяющаяся область пространства-времени производит сложную структуру, и они сами заполнены крошечными вселенными в каждой точке.

(Мы продолжим рассказ о теориях, связанных с представлениями о мультивселенной в новых сериях).

Поддержать наш проект можно:
через Yoomoney.ru 410019031906715