רוב המדענים כיום אינם מסוגלים לענות על השאלה האם קיומם הפיזי של עולמות מקבילים לזה של כדור הארץ אפשרי. זה לא אומר את הסבירות לחיים על כוכבי לכת אחרים, אלא קיומה של מציאות אחרת על כדור הארץ. ועדיין, יש מדענים בטוחים שיש עולם מקביל.
אחת התיאוריות היא נוכחותו של "מימד חמישי", השונה מהותית משלושת המרחביים. לפי תומכי השערה זו, גילוי הממד הזה יוביל לכך שאנשים יוכלו לעבור מעולם אחד לאחר.
המכון לפילוסופיה של האקדמיה הרוסית למדעים חישב שמספר הממדים המקבילים יכול להגיע לכמה מאות. אנחנו לא יכולים לראות אותם, שכן במציאות שלנו הם במצב ממוטט. ובכל זאת הם קיימים. לגבי מה בדיוק יכולים להיות עולמות מקבילים, פילוסופים עונים שהכל יכול לקרות בהם. האפשרות הפשוטה ביותר היא דרך זכוכית המראה. כלומר, עולם שבו כל האמיתות הפוכות משלנו.
השאלה המרכזית שמעניינת אדם: האם ניתן לראות עולם מקביל או לבוא איתו במגע? איך אפשר לעשות את המעבר למציאות חלופית? אף אחד לא יודע את זה עדיין.
כמו הפילוסופים, הפיזיקאים אינם מתכחשים לאפשרות קיומם של עולמות מקבילים. בתיאוריה, מעבר ממציאות אחת לאחרת ללא הפרת חוק שימור האנרגיה אפשרי. אבל בשביל זה אתה צריך להוציא כמות אנרגיה שלא ניתן למצוא בכל היקום שלנו. עולמות אחרים יכלו להתחיל ברגע המפץ הגדול, אם נניח שהייתה יותר מנקודה אחת ממנה יצא היקום. ואז, מנקודות רבות ושונות, הופיעו עולמות רבים ושונים.
כמה מדענים מאמינים שיש מעברים של מנהרות קוונטיות בין עולמות, אחרים בטוחים שהכניסה לעולמות מקבילים מוסתרת על ידי חורים שחורים. לפי רעיונות קיימים, חורים שחורים הם משפכים שבהם החומר נעלם. עם זאת, במציאות הם עשויים להתברר כמקומות שבהם מספר עולמות באים במגע. מנקודת מבט מתמטית, קיומם של מבני מרחב-זמן המחברים מציאויות שונות הוא אפשרי בהחלט. מעברים היפותטיים אלו מעולם אחד לאחר נקראים "חורי תולעת". תיאורטית, תנועה בהם מתרחשת במהירות אינסופית.
תיאוריית חור התולעת עשויה להיות קשורה לתופעת היווצרות כוכבים חדשים. אם אתה מתבונן בתהליך הזה, נראה שהחומר מופיע משום מקום. אולי כך עובר חומר מעולמות מקבילים אל היקום.
תורת הרב-יקום מאפשרת לנו להסביר תופעות רבות שאינן משתלבות במסגרת המדע המודרני. מדענים עדיין לא מצליחים להוכיח את התיאוריה הזו, אבל אף אחד לא מנסה להפריך אותה. קיומם של עולמות מקבילים המאוכלסים ביצורים תבוניים מספק רמזים לתופעות פאר-נורמליות, להופעת רוחות רפאים ולהיעלמות מסתורית של אנשים.
מחלוקות והשערות לגבי קיומם של כוכבי לכת תאומים לא ידועים, יקומים מקבילים ואפילו גלקסיות נמשכו עשורים רבים. כולם מבוססים על תורת ההסתברות מבלי לערב את מושגי הפיזיקה המודרנית. בשנים האחרונות הם נוספו לרעיון קיומו של יקום-על, המבוסס על תיאוריות מוכחות - מכניקת הקוונטים ותורת היחסות. "Polit.ru" מפרסם מאמר מקס טגמרק"יקומים מקבילים", המציג השערה לגבי המבנה של יקום-העל כביכול, הכולל תיאורטית ארבע רמות. עם זאת, בעשור הבא עשויה להיות למדענים הזדמנות אמיתית להשיג נתונים חדשים על תכונות החלל החיצון, ובהתאם, לאשר או להפריך השערה זו. המאמר פורסם בכתב העת "בעולם המדע" (2003. מס' 8).
האבולוציה נתנה לנו אינטואיציות לגבי הפיזיקה היומיומית שהיו חיוניות לאבותינו המוקדמים; לכן, ברגע שאנחנו הולכים מעבר ליום-יום, אנחנו בהחלט יכולים לצפות לדברים מוזרים.
המודל הקוסמולוגי הפשוט והפופולרי ביותר מנבא שיש לנו תאום בגלקסיה במרחק של כ-10 בחזקת 1028 מטרים. המרחק כל כך גדול שהוא מעבר להישג ידם של תצפיות אסטרונומיות, אבל זה לא הופך את התאום שלנו לפחות אמיתי. ההנחה מבוססת על תורת ההסתברות מבלי לערב את מושגי הפיזיקה המודרנית. ההנחה היחידה המקובלת היא שהמרחב הוא אינסופי ומלא בחומר. יתכנו כוכבי לכת מיושבים רבים, כולל כאלה שבהם אנשים חיים עם אותו מראה, אותם שמות וזיכרונות, שעברו את אותן תהפוכות חיים כמונו.
אבל לעולם לא תינתן לנו ההזדמנות לראות את החיים האחרים שלנו. המרחק הרחוק ביותר שאנו יכולים לראות הוא המרחק שהאור יכול לעבור ב-14 מיליארד השנים מאז המפץ הגדול. המרחק בין העצמים הנראים הרחוקים ביותר מאיתנו הוא כ-431026 מ'; הוא קובע את האזור הנצפה של היקום, הנקרא נפח האבל, או נפח האופק הקוסמי, או פשוט היקום. היקומים של התאומים שלנו הם כדורים באותו גודל עם מרכזים על כוכבי הלכת שלהם. זוהי הדוגמה הפשוטה ביותר של יקומים מקבילים, שכל אחד מהם הוא רק חלק קטן מיקום העל.
עצם ההגדרה של "יקום" מעידה על כך שהוא יישאר לנצח בתחום המטאפיזיקה. עם זאת, הגבול בין פיזיקה למטאפיזיקה נקבע על ידי האפשרות של בדיקה ניסויית של תיאוריות, ולא על ידי קיומם של עצמים בלתי ניתנים לצפייה. גבולות הפיזיקה מתרחבים כל הזמן, כולל רעיונות מופשטים יותר ויותר (וקודם לכן מטאפיזיים), למשל, על כדור הארץ, שדות אלקטרומגנטיים בלתי נראים, התרחבות זמן במהירויות גבוהות, סופרפוזיציה של מצבים קוונטיים, עקמומיות בחלל וחורים שחורים. בשנים האחרונות, הרעיון של יקום-על נוסף לרשימה זו. הוא מבוסס על תיאוריות מוכחות - מכניקת הקוונטים ותורת היחסות - ועומד בשני הקריטריונים הבסיסיים של המדע האמפירי: חיזוי וניתן לזיוף. מדענים רואים ארבעה סוגים של יקומים מקבילים. השאלה העיקרית היא לא האם קיים יקום-על, אלא כמה רמות עשויות להיות לו.
רמה א'
מעבר לאופק הקוסמי שלנו
היקומים המקבילים של עמיתינו מהווים את הרמה הראשונה של יקום העל. זה הסוג הפחות שנוי במחלוקת. כולנו מכירים בקיומם של דברים שאיננו יכולים לראות, אך ניתן לראותם על ידי מעבר למקום אחר או פשוט על ידי המתנה, בזמן שאנו מחכים לספינה שתופיע מעל האופק. אובייקטים הממוקמים מעבר לאופק הקוסמי שלנו הם בעלי מעמד דומה. גודלו של האזור הנצפה של היקום גדל בשנה אור אחת מדי שנה, כאשר אור הבוקע מאזורים מרוחקים יותר ומגיע אלינו, שמעבר לו נמצא אינסוף שטרם נראה. כנראה שנהיה מתים הרבה לפני שעמיתינו יגיעו לטווח תצפית, אבל אם התפשטות היקום תעזור, ייתכן שצאצאינו יוכלו לראות אותם עם טלסקופים חזקים מספיק.
רמה I של יקום העל נראית ברורה באופן בנאלי. איך החלל לא יכול להיות אינסופי? האם יש שלט איפשהו שאומר "היזהרו! סוף החלל"? אם יש סוף לחלל, מה יש מעבר לו? עם זאת, תורת הכבידה של איינשטיין העמידה בספק את האינטואיציה הזו. חלל יכול להיות סופי אם יש לו עקמומיות חיובית או טופולוגיה יוצאת דופן. יקום כדורי, טורואידאלי או "בייגלה" יכול להיות בעל נפח סופי ללא גבולות. קרינת רקע מיקרוגל קוסמית מאפשרת לבדוק את קיומם של מבנים כאלה. עם זאת, העובדות עדיין מדברות נגדם. הנתונים מתאימים למודל של יקום אינסופי, וכל האפשרויות האחרות כפופות למגבלות קפדניות.
אפשרות נוספת היא זו: המרחב הוא אינסופי, אבל החומר מרוכז באזור מצומצם סביבנו. בגרסה אחת של מודל "יקום האי" הפופולרי פעם, מקובל שבקנה מידה גדול החומר הופך נדיר ויש לו מבנה פרקטלי. בשני המקרים, כמעט כל היקומים ביקום-על ברמה I צריכים להיות ריקים וחסרי חיים. מחקרים עדכניים של ההתפלגות התלת מימדית של גלקסיות וקרינת רקע (שריד) הראו כי התפלגות החומר נוטה להיות אחידה בקנה מידה גדול ואינה יוצרת מבנים גדולים מ-1024 מ'. אם מגמה זו תימשך, אזי המרחב שמעבר ל- היקום הניתן לצפייה צריך להיות גדוש בגלקסיות, כוכבים וכוכבי לכת.
עבור צופים ביקומים מקבילים של הרמה הראשונה, אותם חוקי הפיזיקה חלים כמו עלינו, אבל בתנאי התחלה שונים. על פי התיאוריות המודרניות, התהליכים שהתרחשו בשלבים הראשונים של המפץ הגדול פיזרו חומר באופן אקראי, כך שסביר שייווצרו מבנים כלשהם.
קוסמולוגים מקבלים שהיקום שלנו, עם חלוקה כמעט אחידה של החומר ותנודות צפיפות ראשוניות בסדר גודל של 1/105, הוא אופייני מאוד (לפחות בקרב אלה שיש בהם צופים). הערכות המבוססות על הנחה זו מצביעות על כך שההעתק המדויק הקרוב ביותר שלך נמצא במרחק של 10 בחזקת 1028 מ'. במרחק של 10 בחזקת 1092 מ' אמור להיות כדור ברדיוס של 100 שנות אור, זהה לזה שבמרכזו אנו נמצאים; כך שכל מה שאנו רואים במאה הבאה יראו גם עמיתינו שם. במרחק של כ-10 בחזקת 10118 מ' מאיתנו, אמור להיות נפח האבל זהה לשלנו. הערכות אלו נגזרות על ידי חישוב המספר האפשרי של מצבים קוונטיים שיכולים להיות לנפח האבל אם הטמפרטורה שלו אינה עולה על 108 K. ניתן להעריך את מספר המצבים על ידי שאילת השאלה: כמה פרוטונים יכול נפח האבל להכיל בטמפרטורה זו ? התשובה היא 10118. עם זאת, כל פרוטון יכול להיות נוכח או נעדר, נותן 2 בחזקת 10118 תצורות אפשריות. "קופסה" המכילה כל כך הרבה כרכים של האבל מכסה את כל האפשרויות. גודלו הוא 10 בחזקת 10118 מ'. מעבר לו, יקומים, כולל שלנו, חייבים לחזור על עצמם. ניתן לקבל בערך אותם נתונים בהתבסס על הערכות תרמודינמיות או קוונטיות-כבידה של תכולת המידע הכוללת של היקום.
עם זאת, קרוב לוודאי שהתאום הקרוב ביותר שלנו קרוב אלינו יותר ממה שההערכות הללו מציעות, שכן תהליך היווצרות כוכבי לכת והתפתחות החיים מעדיפים זאת. אסטרונומים מאמינים שנפח האבל שלנו מכיל לפחות 1,020 כוכבי לכת שניתן למגורים, שחלקם עשויים להיות דומים לכדור הארץ.
בקוסמולוגיה המודרנית, המושג של יקום-על ברמה I נמצא בשימוש נרחב לבדיקת תיאוריות. בואו נסתכל כיצד קוסמולוגים משתמשים בקרינת רקע מיקרוגל קוסמית כדי לדחות את המודל של גיאומטריה כדורית סופית. ל"כתמים" חמים וקרים במפות CMB יש גודל אופייני שתלוי בעקמומיות החלל. אז, גודל הכתמים שנצפו קטן מכדי להתאים לגיאומטריה כדורית. הגודל הממוצע שלהם משתנה באופן אקראי מנפח האבל אחד למשנהו, כך שייתכן שהיקום שלנו הוא כדורי, אבל יש לו כתמים קטנים בצורה חריגה. כאשר קוסמולוגים אומרים שהם שוללים את המודל הכדורי ברמת ביטחון של 99.9%, הם מתכוונים שאם המודל נכון, אז בפחות מנפח האבל אחד מאלף יהיו כתמים קטנים כמו אלה שנצפו. מכאן נובע שתיאוריית יקומי העל ניתנת לבדיקה וניתנת לדחייה, למרות שאיננו מסוגלים לראות יקומים אחרים. המפתח הוא לחזות מהו האנסמבל של יקומים מקבילים ולמצוא את התפלגות ההסתברות, או מה שמתמטיקאים מכנים את המידה של האנסמבל. היקום שלנו חייב להיות אחד הסבירים ביותר. אם לא, אם במסגרת תיאוריית יקום-העל יתברר שהיקום שלנו אינו סביר, אזי תיאוריה זו תתקל בקשיים. כפי שנראה בהמשך, בעיית המידה יכולה להיות חריפה למדי.
רמה II
תחומים פוסט-אינפלציוניים אחרים
אם היה לכם קשה לדמיין יקום-על ברמה I, אז נסו לדמיין מספר אינסופי של יקומי-על כאלה, שלחלקם יש מימד אחר של מרחב-זמן והם מאופיינים בקבועים פיזיקליים שונים. יחד הם מהווים את יקום-העל ברמה II, שנחזה על ידי תיאוריית האינפלציה הנצחית הכאוטית.
תיאוריית האינפלציה היא הכללה של תיאוריית המפץ הגדול שמבטלת את החסרונות של זו האחרונה, למשל, חוסר היכולת שלה להסביר מדוע היקום כל כך גדול, הומוגני ושטוח. ההתפשטות המהירה של החלל בימי קדם מאפשרת להסביר תכונות אלו ועוד רבות אחרות של היקום. מתיחה כזו צפויה על ידי מחלקה רחבה של תיאוריות חלקיקים, וכל העדויות הזמינות תומכות בה. הביטוי "תמיד כאוטי" ביחס לאינפלציה מעיד על המתרחש בקנה מידה הגדול ביותר. באופן כללי, החלל נמתח כל הזמן, אך באזורים מסוימים ההרחבה נעצרת ומתעוררים תחומים נפרדים, כמו צימוקים בבצק תופח. מספר אינסופי של תחומים כאלה מופיעים, וכל אחד מהם משמש כעובר של יקום-על ברמה I, מלא בחומר שנולד מהאנרגיה של השדה הגורם לאינפלציה.
התחומים השכנים רחוקים מאיתנו יותר מאינסוף, במובן זה שלא ניתן להגיע אליהם גם אם אנו נעים לנצח במהירות האור, שכן הרווח בין התחום שלנו לשכנים נמתח מהר יותר ממה שאנו יכולים לנוע בו. צאצאינו לעולם לא יראו את מקביליהם ברמה II. ואם התפשטות היקום מואצת, כפי שמצביעות תצפיות, אז הם לעולם לא יראו את מקביליהם אפילו ברמה I.
יקום העל ברמה II מגוון הרבה יותר מיקום העל ברמה I. התחומים שונים לא רק בתנאים ההתחלתיים שלהם, אלא גם בתכונות היסודיות שלהם. הדעה הרווחת בקרב הפיזיקאים היא שממדי המרחב-זמן, תכונותיהם של חלקיקים אלמנטריים וקבועים פיזיקליים רבים אינם מובנים בחוקים פיזיקליים, אלא הם תוצאה של תהליכים המכונים שבירת סימטריה. מאמינים שלחלל ביקום שלנו היו פעם תשעה ממדים שווים. בתחילת ההיסטוריה הקוסמית, שלושה מהם לקחו חלק בהתפשטות והפכו לשלושת המימדים המאפיינים את היקום כיום. ששת הנותרים אינם ניתנים כעת לזיהוי, או בגלל שהם נשארים מיקרוסקופיים, שומרים על טופולוגיה טורואידלית, או בגלל שכל החומר מרוכז במשטח תלת-ממדי (ממברנה, או פשוט בריין) במרחב התשעה-ממדי. כך נשברה הסימטריה המקורית של המידות. תנודות קוונטיות הגורמות לאינפלציה כאוטית עלולות לגרום להפרות סימטריה שונות במערות שונות. חלקם עלולים להפוך לארבע-מימדיים; אחרים מכילים רק שניים ולא שלושה דורות של קווארקים; ועוד אחרים - להיות בעל קבוע קוסמולוגי חזק יותר מהיקום שלנו.
דרך נוספת להופעתו של יקום-על ברמה II יכולה להיות מיוצגת כמחזור של לידות והרס של יקומים. בשנות ה-30 הפיזיקאי ריצ'רד סי טולמן הציע רעיון זה, ולאחרונה הרחיבו עליו פול ג'יי סטיינהרדט מאוניברסיטת פרינסטון וניל טורוק מאוניברסיטת קיימברידג'. המודל של שטיינהרדט וטורוק מדמיין ברנה תלת מימדית שניה, מקבילה לחלוטין לשלנו ורק נעקרה ביחס אליה בממד מסדר גבוה יותר. היקום המקביל הזה לא יכול להיחשב נפרד, מכיוון שהוא מקיים אינטראקציה עם שלנו. עם זאת, מכלול היקומים - עבר, הווה ועתיד - שיצרו הברנז'ה האלה מייצג יקום-על עם מגוון שנראה קרוב לזה הנובע מאינפלציה כאוטית. השערה נוספת של יקום-על הוצעה על ידי הפיזיקאי לי סמולין מהמכון ההיקפי בווטרלו (אונטריו, קנדה). יקום-העל שלו קרוב לרמה II במגוון, אבל הוא עובר מוטציות ומייצר יקומים חדשים דרך חורים שחורים ולא דרך ברינים.
למרות שאיננו יכולים לקיים אינטראקציה עם יקומים מקבילים ברמה II, קוסמולוגים שופטים את קיומם לפי עדויות עקיפות, מכיוון שהם עשויים להיות הגורם לצירופי מקרים מוזרים ביקום שלנו. למשל, מלון נותן לך חדר מספר 1967, ואתה מציין שנולדת ב-1967. "איזה צירוף מקרים", אתה אומר. עם זאת, לאחר הרהור, אתה מגיע למסקנה שזה לא כל כך מפתיע. יש מאות חדרים במלון, ולא הייתם חושבים על זה פעמיים אם היו מציעים לכם חדר שלא אומר לכם כלום. אם לא ידעתם כלום על מלונות, כדי להסביר את צירוף המקרים הזה אפשר להניח שיש עוד חדרים במלון.
כדוגמה קרובה יותר, שקול את מסת השמש. כידוע, עוצמת הבהירות של כוכב נקבעת על פי המסה שלו. באמצעות חוקי הפיזיקה, נוכל לחשב שחיים על פני כדור הארץ יכולים להתקיים רק אם מסת השמש נמצאת בטווח: מ-1.6x1030 עד 2.4x1030 ק"ג. אחרת, האקלים של כדור הארץ יהיה קר יותר ממאדים או חם יותר מנוגה. מדידות של מסת השמש נתנו ערך של 2.0x1030 ק"ג. במבט ראשון, מסת השמש הנופלת בטווח הערכים התומכים בחיים על פני כדור הארץ היא מקרית.
מסות הכוכבים תופסות את הטווח שבין 1029 ל-1032 ק"ג; אם השמש רכשה את המסה שלה במקרה, אז הסיכוי ליפול בדיוק לתוך המרווח האופטימלי עבור הביוספרה שלנו יהיה קטן ביותר.
ניתן להסביר את צירוף המקרים לכאורה בהנחה של קיומו של אנסמבל (במקרה זה, מערכות פלנטריות רבות) וגורם בחירה (כוכב הלכת שלנו חייב להיות מתאים לחיים). קריטריוני בחירה כאלה הקשורים לצופה נקראים אנתרופיים; ולמרות שהאזכור שלהם גורם בדרך כלל למחלוקת, רוב הפיזיקאים מסכימים שאי אפשר להזניח את הקריטריונים הללו בבחירת תיאוריות יסוד.
מה כל הדוגמאות האלה קשורות ליקום מקביל? מסתבר ששינוי קטן בקבועים הפיזיקליים שנקבעים על ידי שבירת סימטריה מוביל ליקום שונה מבחינה איכותית – כזה שלא יכולנו להתקיים בו. אם המסה של פרוטון הייתה גדולה רק ב-0.2%, הפרוטונים היו מתפוררים ויוצרים נויטרונים, מה שהופך את האטומים לבלתי יציבים. אם כוחות האינטראקציה האלקטרומגנטית היו חלשים ב-4%, מימן וכוכבים רגילים לא היו קיימים. אם הכוח החלש היה חלש עוד יותר, לא היה מימן; ואם הוא היה חזק יותר, סופרנובות לא היו יכולות למלא את החלל הבין-כוכבי באלמנטים כבדים. אם הקבוע הקוסמולוגי היה גדול יותר באופן ניכר, היקום היה מתנפח להפליא עוד לפני שגלקסיות יכלו להיווצר.
הדוגמאות שניתנו מאפשרות לנו לצפות לקיומם של יקומים מקבילים עם ערכים שונים של קבועים פיזיקליים. תיאוריית יקום-העל ברמה השנייה חוזה כי פיזיקאים לעולם לא יוכלו לגזור את ערכי הקבועים הללו מעקרונות יסוד, אלא רק יוכלו לחשב את התפלגות ההסתברות של קבוצות שונות של קבועים במכלול כל היקומים. יתרה מכך, התוצאה חייבת להיות עקבית עם קיומנו באחד מהם.
רמה III
קוונטים יקומים רבים
יקומי-על של רמות I ו-II מכילים יקומים מקבילים המרוחקים מאיתנו ביותר מעבר לגבולות האסטרונומיה. עם זאת, הרמה הבאה של יקום העל נמצאת ממש סביבנו. היא נובעת מהפרשנות המפורסמת והשנויה במחלוקת מאוד של מכניקת הקוונטים – הרעיון שתהליכים קוונטיים אקראיים גורמים ליקום "להתרבות" להרבה עותקים של עצמו - אחד לכל תוצאה אפשרית של התהליך.
בתחילת המאה העשרים. מכניקת הקוונטים הסבירה את טבעו של עולם האטום, שלא ציית לחוקי המכניקה הניוטונית הקלאסית. למרות ההצלחות הברורות, היו ויכוחים סוערים בין פיזיקאים לגבי המשמעות האמיתית של התיאוריה החדשה. הוא מגדיר את מצב היקום לא במונחים של מכניקה קלאסית, כגון מיקומם והמהירויות של כל החלקיקים, אלא באמצעות עצם מתמטי הנקרא פונקציית הגל. לפי המשוואה של שרדינגר, מצב זה משתנה עם הזמן באופן שמתמטיקאים מכנים "יחידה". זה אומר שפונקציית הגל מסתובבת במרחב מופשט אינסופי מימדי שנקרא מרחב הילברט. למרות שמכניקת הקוונטים מוגדרת לעתים קרובות כאקראית ובלתי ודאית ביסודה, פונקציית הגל מתפתחת בצורה דטרמיניסטית למדי. אין בזה שום דבר אקראי או לא בטוח.
החלק הקשה ביותר הוא הקשר בין פונקציית הגל למה שאנו רואים. פונקציות גל תקפות רבות מתאימות למצבים לא טבעיים כמו כאשר חתול מת וחי בו זמנית, במה שנקרא סופרפוזיציה. בשנות ה-20 המאה העשרים פיזיקאים הצליחו לעקוף את המוזרות הזו על ידי הנחה שפונקציית הגל קורסת לתוצאה קלאסית מסוימת כאשר מבצעים תצפית. תוספת זו אפשרה להסביר את התצפיות, אך היא הפכה תיאוריה יחידה אלגנטית לתיאוריה מרושלת ולא אחידה. האקראיות הבסיסית המיוחסת בדרך כלל למכניקת הקוונטים היא תוצאה של הנחה זו בדיוק.
עם הזמן, פיזיקאים נטשו דעה זו לטובת אחרת, שהוצעה ב-1957 על ידי בוגר אוניברסיטת פרינסטון, יו אוורט השלישי. הוא הראה שאפשר להסתדר בלי הנחת הקריסה. תורת הקוונטים הטהורה אינה מטילה מגבלות כלשהן. למרות שהיא מנבאת שמציאות קלאסית אחת מתפצלת בהדרגה לסופרפוזיציה של כמה מציאויות כאלה, הצופה תופס באופן סובייקטיבי את הפיצול הזה כפשוט אקראיות קלה עם התפלגות הסתברות התואמת בדיוק את זו שניתנה על ידי הנחת הקריסה הישנה. סופרפוזיציה זו של יקומים קלאסיים היא יקום העל ברמה III.
במשך יותר מארבעים שנה, פרשנות זו בלבלה מדענים. עם זאת, קל יותר להבין את התיאוריה הפיזיקלית על ידי השוואה בין שתי נקודות מבט: חיצונית, מעמדה של פיזיקאי החוקר משוואות מתמטיות (כמו ציפור הסוקרת את הנוף מגובהו); ופנימי, מעמדה של מתבונן (נקרא לו צפרדע) החי על הנוף בו צופה הציפור.
מנקודת מבטה של הציפור, יקום העל ברמה III הוא פשוט. יש רק פונקציית גל אחת שמתפתחת בצורה חלקה בזמן ללא פיצול או מקבילות. העולם הקוונטי המופשט המתואר על ידי פונקציית הגל המתפתחת מכיל מספר עצום של קווים מתפצלים ומתמזגים ברציפות של היסטוריות קלאסיות מקבילות, כמו גם מספר תופעות קוונטיות שלא ניתן לתאר במסגרת המושגים הקלאסיים. אבל מנקודת מבטה של הצפרדע אפשר לראות רק חלק קטן מהמציאות הזו. היא יכולה לראות את היקום ברמה I, אבל תהליך הדה-קוהרנטיות, בדומה לקריסת פונקציית הגל, אך עם שימור האחדות, אינו מאפשר לה לראות עותקים מקבילים של עצמה ברמה III.
כאשר צופה נשאל שאלה שעליו לענות עליה במהירות, ההשפעה הקוונטית במוחו מובילה לסופרפוזיציה של החלטות כמו זו: "תמשיך לקרוא את המאמר" ו"תפסיק לקרוא את המאמר". מנקודת מבטה של הציפור, פעולת קבלת ההחלטה גורמת לאדם להתרבות לכדי עותקים שחלקם ממשיכים לקרוא, בעוד שאחרים מפסיקים לקרוא. אולם, מנקודת מבט פנימית, אף אחד מהכפילים אינו מודע לקיומם של האחרים ותופס את הפיצול פשוט כאי ודאות קלה, אפשרות כלשהי להמשיך או להפסיק לקרוא.
לא משנה כמה מוזר זה נראה, בדיוק אותו מצב נוצר אפילו ביקום העל ברמה 1. ברור שהחלטת להמשיך לקרוא, אבל אחד המקבילים שלך בגלקסיה רחוקה הניח את המגזין אחרי הפסקה הראשונה. רמות I ו-III נבדלות רק במקום שבו נמצאים עמיתיך. ברמה I הם חיים איפשהו רחוק, במרחב תלת מימדי ישן וטוב, וברמה III הם חיים על ענף קוונטי נוסף של מרחב הילברט אינסופי.
קיומה של רמה III אפשרי רק בתנאי שהתפתחות פונקציית הגל בזמן היא יחידה. עד כה, ניסויים לא חשפו את הסטיות שלו מאחדותיות. בעשורים האחרונים, זה אושר עבור כל המערכות הגדולות יותר, כולל C60 fullerene וסיבים אופטיים באורך קילומטרים. במונחים תיאורטיים, עמדת האחדות נתמכה בגילוי של פגיעה בקוהרנטיות. כמה תיאורטיקנים הפועלים בתחום הכבידה הקוונטית מפקפקים בכך. בפרט, ההנחה היא שאידוי חורים שחורים יכול להרוס מידע, שאינו תהליך אחיד. עם זאת, ההתקדמות האחרונה בתורת המיתרים מציעה שאפילו כוח הכבידה הקוונטי הוא יחיד.
אם זה כך, אז חורים שחורים לא הורסים מידע, אלא פשוט מעבירים אותו למקום. אם הפיזיקה היא יחידה, יש לשנות את התמונה הסטנדרטית של השפעתן של תנודות קוונטיות בשלבים המוקדמים של המפץ הגדול. תנודות אלו אינן קובעות באופן אקראי את הסופרפוזיציה של כל התנאים ההתחלתיים האפשריים המתקיימים במקביל. במקרה זה, הפגיעה בקוהרנטיות גורמת לתנאים ההתחלתיים להתנהג בצורה קלאסית בענפים קוונטיים שונים. נקודת המפתח היא שהתפלגות התוצאות על ענפים קוונטיים שונים של נפח האבל אחד (רמה III) זהה להתפלגות התוצאות בנפחים שונים של האבל של ענף קוונטי אחד (רמה I). תכונה זו של תנודות קוונטיות ידועה במכניקה הסטטיסטית כארגודיסטיות.
אותו נימוק חל על רמה II. תהליך שבירת הסימטריה אינו מוביל לתוצאה ייחודית, אלא לסופרפוזיציה של כל התוצאות, המתפצלות במהירות בדרכן הנפרדות. לפיכך, אם קבועים פיזיקליים, מימד המרחב-זמן וכו'. עשויים להיות שונים בענפים קוונטיים מקבילים ברמה III, ואז הם יהיו שונים גם ביקומים מקבילים ברמה II.
במילים אחרות, יקום-על ברמה III לא מוסיף דבר חדש למה שקיים ברמות I ו-II, רק עוד עותקים של אותם יקומים – אותם קווים היסטוריים המתפתחים שוב ושוב על ענפים קוונטיים שונים. נראה שהוויכוח הסוער סביב התיאוריה של אוורט שוכך במהרה בעקבות גילוי יקומי העל הגרנדיוזיים באותה מידה אך פחות שנויים במחלוקת של רמות I ו-II.
היישומים של רעיונות אלה הם עמוקים. לדוגמה, שאלה זו: האם מספר היקומים גדל באופן אקספוננציאלי עם הזמן? התשובה לא צפויה: לא. מנקודת מבטה של הציפור, יש רק יקום קוונטי אחד. מהו מספר היקומים הנפרדים עבור צפרדע ברגע נתון? זהו מספר נפחי האבל השונים בעליל. ההבדלים עשויים להיות קטנים: דמיינו כוכבי לכת נעים בכיוונים שונים, דמיינו את עצמכם נשואה למישהו אחר וכו'. ברמה הקוונטית, ישנם 10 בחזקת 10118 יקומים עם טמפרטורה שאינה גבוהה מ-108 K. המספר הוא עצום, אך סופי.
עבור צפרדע, התפתחות פונקציית הגל מתאימה לתנועה אינסופית מאחד מ-10 אלה לחזקת 10118 מצבים לאחר. אתה נמצא כעת ביקום A, שבו אתה קורא את המשפט הזה. ועכשיו אתה כבר ביקום B, שם אתה קורא את המשפט הבא. במילים אחרות, יש צופה ב-B זהה לצופה ביקום A, כשההבדל היחיד הוא שיש לו זיכרונות נוספים. בכל רגע קיימים כל המצבים האפשריים, כך שחלוף הזמן יכול להתרחש לנגד עיני המתבונן. רעיון זה בא לידי ביטוי ברומן המדע הבדיוני שלו "Permutation City" (1994) מאת הסופר גרג איגן ופותח על ידי הפיזיקאי דיוויד דויטש מאוניברסיטת אוקספורד, הפיזיקאי העצמאי ג'וליאן ברבור ואחרים. אנו רואים שהרעיון של יקום-על יכול לשחק תפקיד מפתח בהבנת טבעו של הזמן.
רמה IV
מבנים מתמטיים אחרים
התנאים ההתחלתיים והקבועים הפיזיקליים ביקום העל של רמות I, II ו-III עשויים להיות שונים, אך חוקי היסוד של הפיזיקה זהים. למה עצרנו כאן? מדוע החוקים הפיזיקליים עצמם אינם יכולים להיות שונים? מה לגבי יקום שמציית לחוקים קלאסיים ללא כל השפעות רלטיביסטיות? מה לגבי זמן שנע בצעדים נפרדים, כמו במחשב?
מה לגבי היקום כדודקהדרון ריק? ביקום-על ברמה IV, כל האלטרנטיבות הללו אכן קיימות.
העובדה שיקום-על שכזה אינו אבסורדי מעידה על התאמת עולם ההגיון המופשט לעולמנו האמיתי. משוואות ומושגים ומבנים מתמטיים אחרים - מספרים, וקטורים, אובייקטים גיאומטריים - מתארים את המציאות במציאות מפתיעה. לעומת זאת, אנו תופסים מבנים מתמטיים כאמיתיים. כן, הם עומדים בקריטריון היסודי של המציאות: הם זהים לכל מי שלומד אותם. המשפט יהיה נכון לא משנה מי הוכיח אותו - אדם, מחשב או דולפין אינטליגנטי. תרבויות סקרניות אחרות ימצאו את אותם מבנים מתמטיים שאנו מכירים. לכן מתמטיקאים אומרים שהם לא יוצרים, אלא מגלים אובייקטים מתמטיים.
ישנן שתי פרדיגמות הגיוניות, אך מנוגדות בתכלית של הקשר בין מתמטיקה לפיזיקה, שהתעוררו בימי קדם. לפי הפרדיגמה של אריסטו, המציאות הפיזית היא ראשית, והשפה המתמטית היא רק קירוב נוח. במסגרת הפרדיגמה של אפלטון, מבנים מתמטיים הם באמת אמיתיים, והצופים תופסים אותם בצורה לא מושלמת. במילים אחרות, פרדיגמות אלו נבדלות בהבנתן מה ראשוני - נקודת המבט של הצפרדע של המתבונן (פרדיגמת אריסטו) או השקפת הציפור ממרומי חוקי הפיזיקה (נקודת המבט של אפלטון).
הפרדיגמה של אריסטו היא איך תפשנו את העולם מילדות המוקדמת, הרבה לפני ששמענו לראשונה על מתמטיקה. נקודת המבט של אפלטון היא של ידע נרכש. פיזיקאים תיאורטיים מודרניים נוטים לזה, ומציעים שמתמטיקה מתארת את היקום היטב בדיוק בגלל שהיקום הוא מתמטי בטבעו. ואז כל הפיזיקה מסתכמת בפתרון בעיה מתמטית, ומתמטיקאי חכם לאין שיעור יכול רק, על בסיס חוקי יסוד, לחשב את תמונת העולם ברמה של צפרדע, כלומר. לחשב אילו צופים קיימים ביקום, מה הם תופסים ואיזה שפות הם המציאו כדי להעביר את התפיסות שלהם.
מבנה מתמטי הוא הפשטה, ישות בלתי משתנה מחוץ לזמן ולמרחב. אם הסיפור היה סרט, אז המבנה המתמטי היה מתאים לא לפריים אחד, אלא לסרט בכללותו. ניקח לדוגמא עולם המורכב מחלקיקים בגודל אפס המפוזרים במרחב תלת מימדי. מנקודת מבטה של הציפור, במרחב-זמן ארבעה ממדי, מסלולי החלקיקים הם "ספגטי". אם צפרדע רואה חלקיקים נעים במהירויות קבועות, אז ציפור רואה חבורה של ספגטי ישר ולא מבושל. אם צפרדע רואה שני חלקיקים מסתובבים במסלולים, אז ציפור רואה שני "ספגטים" מעוותים לסליל כפול. עבור צפרדע, העולם מתואר על ידי חוקי התנועה והכבידה של ניוטון, עבור ציפור - גיאומטריית "ספגטי", כלומר. מבנה מתמטי. מבחינתה, הצפרדע עצמה היא כדור עבה שלהם, שהשזירה המורכבת שלו מתאימה לקבוצת חלקיקים האוגרים ומעבדים מידע. העולם שלנו מורכב יותר מהדוגמה הנחשבת, והמדענים אינם יודעים לאיזה מבנה מתמטי הוא מתאים.
הפרדיגמה של אפלטון מכילה את השאלה: מדוע העולם שלנו כפי שהוא? עבור אריסטו זו שאלה חסרת משמעות: העולם קיים, וכך הוא! אבל העוקבים של אפלטון מתעניינים: האם העולם שלנו יכול להיות שונה? אם היקום הוא מתמטי במהותו, אז מדוע הוא מבוסס על מבנים מתמטיים אחד בלבד? נראה שאסימטריה יסודית טמונה בעצם מהותו של הטבע.כדי לפתור את החידה, שיערתי שקיימת סימטריה מתמטית: שכל המבנים המתמטיים מתממשים פיזית, וכל אחד מהם מתאים ליקום מקביל. האלמנטים של יקום-העל הזה אינם נמצאים באותו מרחב, אלא קיימים מחוץ לזמן ולמרחב. לרובם כנראה אין משקיפים. ניתן לראות את ההשערה כאפלטוניזם קיצוני, הקובע שהמבנים המתמטיים של עולם הרעיונות של אפלטון, או "הנוף הנפשי" של המתמטיקאי רודי ראקר מאוניברסיטת סן חוזה סטייט, קיימים במובן הפיזי. זה דומה למה שהקוסמולוג ג'ון ד' בארו מאוניברסיטת קיימברידג' כינה את ה"p בשמים", הפילוסוף רוברט נוזיק מאוניברסיטת הרווארד תיאר כ"עקרון הפוריות", והפילוסוף דיוויד ק. לואיס) מאוניברסיטת פרינסטון כינה "מציאות מודאלית". ." רמה IV סוגרת את ההיררכיה של יקומי-על, שכן כל תיאוריה פיזיקלית עקבית לעצמה יכולה לבוא לידי ביטוי בצורה של מבנה מתמטי מסוים.
השערת יקום-העל ברמה IV מביאה מספר תחזיות הניתנות לבדיקה. כמו ברמה II, הוא כולל את האנסמבל (במקרה זה, את מכלול כל המבנים המתמטיים) ואפקטי בחירה. בסיווג מבנים מתמטיים, מדענים חייבים לשים לב שהמבנה שמתאר את עולמנו הוא הכללי ביותר מבין אלו התואמים תצפיות. לכן, התוצאות של התצפיות העתידיות שלנו צריכות להיות הכלליות ביותר מבין אלו שעומדות בקנה אחד עם הנתונים של מחקרים קודמים, והנתונים של מחקרים קודמים צריכים להיות הכלליים ביותר מבין אלו התואמים בדרך כלל את קיומנו.
הערכת מידת הכלליות אינה משימה קלה. אחת התכונות הבולטות והמרגיעות של מבנים מתמטיים היא שהמאפיינים של סימטריה ואינוריאנטיות ששומרים על היקום שלנו פשוט ומסודר, משותפות בדרך כלל. למבנים מתמטיים יש בדרך כלל את המאפיינים האלה כברירת מחדל, והיפטרות מהם דורשת הצגת אקסיומות מורכבות.
מה אמר אוקאם?
לפיכך, לתיאוריות של יקומים מקבילים יש היררכיה של ארבע רמות, כאשר בכל רמה שלאחר מכן היקומים פחות ופחות דומים לשלנו. הם עשויים להיות מאופיינים בתנאים ראשוניים שונים (רמה I), קבועים פיזיקליים וחלקיקים (רמה II) או חוקים פיזיקליים (רמה IV). זה מצחיק שרמה III זכתה לביקורת הכי גדולה בעשורים האחרונים בתור היחידה שלא מציגה סוגים חדשים איכותית של יקומים. בעשור הקרוב, מדידות מפורטות של קרינת הרקע הקוסמית של המיקרוגל וההפצה בקנה מידה גדול של החומר ביקום יאפשרו לנו לקבוע בצורה מדויקת יותר את העקמומיות והטופולוגיה של החלל ולאשש או להפריך את קיומה של רמה I. אותם נתונים. יאפשר לנו לקבל מידע על רמה II על ידי בדיקת התיאוריה של אינפלציה נצחית כאוטית. התקדמות באסטרופיזיקה ובפיזיקת חלקיקים באנרגיה גבוהה יסייעו לחדד את מידת הכוונון העדין של הקבועים הפיזיקליים, חיזוק או החלשת עמדות רמה II. אם המאמצים ליצור מחשב קוונטי יצליחו, יהיה טיעון נוסף לקיומה של שכבה III, שכן מחשוב מקביל ישתמש בהקבלה של שכבה זו. הנסיינים מחפשים גם ראיות להפרת האחדות, שתאפשר להם לדחות את השערת קיומה של רמה III. לבסוף, ההצלחה או הכישלון של הניסיון לפתור את הבעיה החשובה ביותר של הפיזיקה המודרנית - שילוב תורת היחסות הכללית עם תורת השדות הקוונטיים - יענה על השאלה לגבי רמה IV. או שיימצא מבנה מתמטי שמתאר במדויק את היקום שלנו, או שנגיע לגבול היעילות המדהימה של המתמטיקה ונאלץ לנטוש את השערת רמה IV.
אז האם אפשר להאמין ביקומים מקבילים? הטיעונים העיקריים נגד קיומם הם שהם בזבזניים מדי ובלתי מובנים. הטיעון הראשון הוא שתיאוריות יקומי-על פגיעות לתער של אוקאם מכיוון שהן מנחות את קיומם של יקומים אחרים שלעולם לא נראה. למה הטבע צריך להיות כל כך בזבזני ו"להנות" על ידי יצירת אינסוף עולמות שונים? עם זאת, ניתן להפוך את הטיעון הזה לטובת קיומו של יקום-על. באילו דרכים הטבע מבזבז? כמובן, לא במרחב, במסה או במספר אטומים: מספר אינסופי מהם כבר מוכלים ברמה I, שקיומה מעל לכל ספק, ולכן אין טעם לדאוג שהטבע יבלה מהם עוד. הבעיה האמיתית היא הירידה לכאורה בפשטות. הספקנים מודאגים מהמידע הנוסף הדרוש לתיאור עולמות בלתי נראים.
עם זאת, האנסמבל כולו הוא לרוב פשוט יותר מכל אחד מחבריו. נפח המידע של אלגוריתם מספרים הוא, באופן גס, האורך של תוכנת המחשב הקצרה ביותר שיוצרת את המספר הזה, מבוטא בסיביות. ניקח לדוגמא את קבוצת כל המספרים השלמים. מה יותר פשוט - כל הסט או מספר בודד? במבט ראשון, זה האחרון. עם זאת, ניתן לבנות את הראשון באמצעות תוכנית פשוטה מאוד, ומספר בודד יכול להיות ארוך במיוחד. לכן, הסט כולו מתברר כפשוט יותר.
באופן דומה, מערך כל הפתרונות למשוואות איינשטיין עבור שדה הוא פשוט יותר מכל פתרון ספציפי - הראשון מורכב ממספר משוואות בלבד, והשני דורש לציין כמות עצומה של נתונים ראשוניים על משטח מסוים. לכן, המורכבות גוברת כאשר אנו מתמקדים באלמנט בודד של ההרכב, ומאבדים את הסימטריה והפשטות הטבועות במכלול כל האלמנטים.
במובן זה, יקומי העל של רמות גבוהות יותר פשוטים יותר. המעבר מהיקום שלנו ליקום-על ברמה I מבטל את הצורך לציין תנאים ראשוניים. תנועה נוספת לרמה II מבטלת את הצורך לציין קבועים פיזיים, וברמה IV אין צורך לציין דבר כלל. מורכבות מוגזמת היא רק תפיסה סובייקטיבית, נקודת מבט של צפרדע. ומנקודת המבט של ציפור, יקום העל הזה בקושי יכול להיות פשוט יותר. תלונות על חוסר הבנה הן אסתטיות, לא מדעיות, ומוצדקות רק בתפיסת עולם אריסטוטלית. האם כשאנו שואלים שאלה על מהות המציאות, האם אין לצפות לתשובה שעלולה להיראות מוזרה?
תכונה משותפת של כל ארבע הרמות של יקום-העל היא שהתיאוריה הפשוטה ביותר ולכאורה האלגנטית ביותר כוללת כברירת מחדל יקומים מקבילים. כדי לדחות את קיומם, יש צורך לסבך את התיאוריה על ידי הוספת תהליכים שאינם מאושרים בניסוי והנחות שהומצאו לשם כך – על סופיות המרחב, קריסת פונקציית הגל ואסימטריה אונטולוגית. הבחירה שלנו מסתכמת במה שנחשב יותר בזבזני ולא אלגנטי - מילים רבות או יקומים רבים. אולי עם הזמן נתרגל למוזרויות הקוסמוס שלנו ונמצא את המוזרות שלו מקסימה.
הרעיון של קיומם של עולמות מקבילים הפך לפופולרי במיוחד לאחר שאסטרופיזיקאים הוכיחו שליקום שלנו יש גודל מוגבל - כ-46 מיליארד שנות אור וגיל מסוים - 13.8 מיליארד שנים.
עולות מספר שאלות בבת אחת. מה מסתתר מעבר לגבולות היקום? מה היה לפני הופעתו מהייחוד הקוסמולוגי? כיצד נוצרה הסינגולריות הקוסמולוגית? מה צופן העתיד עבור היקום?
ההשערה של עולמות מקבילים נותנת תשובה רציונלית: למעשה, יש הרבה יקומים, הם קיימים ליד שלנו, הם נולדים ומתים, אבל אנחנו לא מתבוננים בהם, כי אנחנו לא מסוגלים לחרוג מגבולות שלושתנו. -מרחב ממדי, כשם שחיפושית הזוחלת לאורך צד אחד של נייר אינה מסוגלת לעלות, ראו חיפושית הממוקמת לידה, אך בצד השני של העלה.
עם זאת, לא מספיק שמדענים יקבלו השערה יפה שתייעל את הבנתנו את העולם, ותצמצם אותה לרעיונות יומיומיים – נוכחותם של עולמות מקבילים צריכה להתבטא בהשפעות פיזיקליות שונות. וכאן נוצר השפשוף.
כאשר עובדת התפשטות היקום הוכחה באופן מקיף, והקוסמולוגים החלו לבנות מודל של התפתחותו מרגע המפץ הגדול ועד היום, הם עמדו בפני מספר בעיות.
הבעיה הראשונה קשורה בצפיפות החומר הממוצעת, שקובעת את עקמומיות החלל ולמעשה את עתיד העולם המוכר לנו. אם צפיפות החומר נמוכה מהקריטית, אזי ההשפעה הגרביטציונית שלו לא תהיה מספיקה כדי להפוך את ההתפשטות הראשונית שנגרמה על ידי המפץ הגדול, כך שהיקום יתרחב לנצח, יתקרר בהדרגה לאפס מוחלט.
אם הצפיפות גבוהה מהקריטית, אז להיפך, עם הזמן ההתפשטות תהפוך לדחיסה, הטמפרטורה תתחיל לעלות עד שנוצר עצם צפוף לוהט. אם הצפיפות שווה לקריטית, אז היקום יאזן בין שני מצבי הקיצון הנקראים. פיזיקאים חישבו את ערך הצפיפות הקריטי - חמישה אטומי מימן למטר מעוקב. זה קרוב לקריטי, אם כי לפי התיאוריה זה אמור להיות הרבה פחות.
הבעיה השנייה היא ההומוגניות הנצפית של היקום. קרינת רקע מיקרוגל קוסמית באזורי חלל המופרדים בעשרות מיליארדי שנות אור נראית זהה. אם החלל היה מתרחב מאיזושהי ייחוד סופר-חם, כפי שאומרת תיאוריית המפץ הגדול, אז הוא היה "גושי", כלומר, עוצמות שונות של קרינת מיקרוגל היו נצפות באזורים שונים.
הבעיה השלישית היא היעדר מונופולים, כלומר חלקיקים יסודיים היפותטיים בעלי מטען מגנטי שאינו אפס, את קיומם חזו על ידי התיאוריה.
בניסיון להסביר את הפערים בין תיאוריית המפץ הגדול לתצפיות אמיתיות, הציע הפיזיקאי האמריקני הצעיר אלן גות' בשנת 1980 מודל אינפלציוני של היקום (מתוך אינפלציה - "נפיחות"), לפיו ברגע הראשון של לידתו, ב. התקופה מ-10^-42 שניות ל-10^-36 שניות היקום התרחב פי 10^50.
מכיוון שהמודל של "נפיחות" מיידית הסיר את בעיות התיאוריה, הוא התקבל בהתלהבות על ידי רוב הקוסמולוגים. ביניהם היה המדען הסובייטי אנדריי דמיטרייביץ' לינדה, שהתחייב להסביר כיצד התרחשה "נפיחות" כה פנטסטית.
בשנת 1983, הוא הציע גרסה משלו למודל, שנקראת "הכאוטי" התיאוריה של האינפלציה. לינד תיאר פרוטו-יקום אינסופי מסוים, שתנאיו הפיזיים, למרבה הצער, אינם ידועים לנו. עם זאת, הוא מלא ב"שדה סקלרי", שבו מתרחשות מדי פעם "פריקות", וכתוצאה מכך נוצרות "בועות" של יקומים.
ה"בועות" מתנפחות במהירות, מה שמוביל לעלייה פתאומית באנרגיה הפוטנציאלית ולהופעת חלקיקים אלמנטריים, שמרכיבים את החומר. לפיכך, תורת האינפלציה מספקת הצדקה להשערת קיומם של עולמות מקבילים, כמו מספר אינסופי של "בועות" המתנפחות ב"שדה סקלרי" אינסופי.
אם נקבל את תורת האינפלציה כתיאור של סדר העולם האמיתי, אזי עולות שאלות חדשות. האם העולמות המקבילים שהוא מתאר שונים משלנו או שהם זהים בכל דבר? האם אפשר לעבור מעולם אחד לאחר? מהי האבולוציה של העולמות הללו?
פיזיקאים אומרים שיכול להיות מגוון מדהים של אפשרויות. אם באחד מהיקומים הנולדים צפיפות החומר גבוהה מדי, אז הוא יקרוס מהר מאוד. אם צפיפות החומר, להיפך, נמוכה מדי, אז הם יתרחבו לנצח.
ההערכה היא ש"השדה הסקלרי" הידוע לשמצה קיים גם בתוך היקום שלנו בצורה של מה שמכונה "אנרגיה אפלה", שממשיכה להרחיק את הגלקסיות. לכן, יתכן ש"הפרשה" ספונטנית עלולה להתרחש בארצנו, שלאחריה היקום "יפרח לכדי ניצן", ויוליד עולמות חדשים.
הקוסמולוג השבדי מקס טגמרק אפילו העלה השערת יקום מתמטית (הידועה גם בשם האנסמבל הסופי), הקובעת שכל קבוצה עקבית מתמטית של חוקים פיזיקליים תואמת את היקום העצמאי, אך הממשי מאוד שלו.
אם החוקים הפיזיקליים ביקומים שכנים שונים משלנו, אז התנאים לאבולוציה בהם עשויים להיות מאוד חריגים. נניח שיש חלקיקים יציבים יותר, כמו פרוטונים, ביקום כלשהו. אז בטח יש שם יותר יסודות כימיים, וצורות החיים מורכבות הרבה יותר מכאן, שכן תרכובות כמו DNA נוצרות מיותר יסודות.
האם אפשר להגיע ליקום שכנים? למרבה הצער לא. לשם כך, כפי שאומרים פיזיקאים, צריך ללמוד לעוף מהר יותר ממהירות האור, שנראית בעייתית.
למרות שהתיאוריה האינפלציונית של גוטה-לינדה מקובלת כיום, כמה מדענים ממשיכים לבקר אותה, ומציעים מודלים משלהם למפץ הגדול. בנוסף, עדיין לא ניתן היה לזהות את ההשפעות שחוזה התיאוריה.
יחד עם זאת, עצם התפיסה של קיומם של עולמות מקבילים, להיפך, מוצאת יותר ויותר תומכים. מחקר מדוקדק של מפת קרינת המיקרוגל גילה חריגה - "נקודה קרה שמורה" בקבוצת הכוכבים ארידנוס עם רמת קרינה נמוכה באופן יוצא דופן.
פרופסור לורה מרסיני-הוטון מאוניברסיטת צפון קרוליינה סבורה כי מדובר ב"טביעה" של יקום שכן שממנו אולי "נופח" שלנו - מעין "טבור" קוסמולוגי.
אנומליה נוספת, המכונה "הזרם האפל", קשורה לתנועת הגלקסיות: בשנת 2008, צוות אסטרופיזיקאים גילה שלפחות 1,400 צבירי גלקסיות מסתערים בחלל בכיוון מסוים, מונעים על ידי מסה מעבר ליקום הנראה לעין.
אחד ההסברים, שהוצע על ידי אותה לורה מרסיני-הוטון, הוא שהם נמשכים ליקום "אמא" השכן. לעת עתה, הנחות כאלה נחשבות לספקולציות. אבל, אני חושב, לא רחוק היום שבו פיזיקאים ינקדו את כל ה-i. או שהם יציעו השערה יפה חדשה.
מדענים בריטים מאוקספורד הוכיחו את קיומם של עולמות מקבילים. ראש הצוות המדעי, יו אוורט, הסביר את התופעה הזו בפירוט, כותב MIGnews ביום שישי.
תורת היחסות של אלברט איינשטיין הייתה תוצאה של יצירת השערת העולמות המקבילים, אשר מסבירה באופן אידיאלי את טבעה של מכניקת הקוונטים. היא מסבירה את קיומם של עולמות מקבילים אפילו באמצעות הדוגמה של ספל שבור. יש מגוון עצום של תוצאות של אירוע זה: הספל ייפול על רגלו של אדם ולא ישבר כתוצאה מכך, האדם יוכל לתפוס את הספל כשהוא נופל. מספר התוצאות, כפי שקבעו מדענים בעבר, הוא בלתי מוגבל. לתיאוריה לא היה בסיס בעובדה, אז היא נשכחה במהירות. במהלך הניסוי המתמטי של אוורט, נקבע כי בהיותו בתוך אטום, אי אפשר לומר שהוא באמת קיים. כדי לקבוע את הממדים שלו, אתה צריך לקחת עמדה "בחוץ": למדוד שני מקומות בו זמנית. לפיכך, מדענים ביססו את האפשרות לקיומם של מספר עצום של עולמות מקבילים.
עולם מקביל: האם אדם יוכל לחיות בממד אחר?
המונח "עולם מקביל" מוכר כבר זמן רב. אנשים חשבו על קיומו מאז תחילת החיים על פני כדור הארץ. אמונה בממדים אחרים הופיעה עם האדם ועברה מדור לדור בצורה של מיתוסים, אגדות וסיפורים. אבל מה אנחנו, אנשים מודרניים, יודעים על מציאויות מקבילות? האם הם באמת קיימים? מה דעת המדענים בעניין זה? ומה מחכה לאדם אם יגיע למימד אחר?
חוות דעת של המדע הרשמי
פיזיקאים כבר זמן רב אומרים שכל דבר על פני כדור הארץ קיים במרחב ובזמן מסוימים. האנושות חיה בתלת מימד. כל דבר בו ניתן למדוד בגובה, באורך וברוחב, לכן בתוך המסגרות הללו מתרכזת הבנת היקום בתודעה שלנו. אבל המדע הרשמי, האקדמי, מכיר בכך שייתכן שיש מישורים אחרים שנסתרים מעינינו. במדע המודרני יש מונח "תורת המיתרים". זה קשה להבנה, אבל מבוסס על העובדה שביקום אין אחד, אלא כמה מרחבים. הם בלתי נראים לאנשים מכיוון שהם קיימים בצורה דחוסה. יכולות להיות 6 עד 26 מדידות כאלה (לפי מדענים).
בשנת 1931, הצ'רלס פורט האמריקאי הציג מושג חדש של "מקומות טלפורטציה". דרך אזורי החלל הללו ניתן להגיע לאחד העולמות המקבילים. משם מגיעים לאנשים פולטרגייסטים, רוחות רפאים, עב"מים וישויות על טבעיות אחרות. אבל מכיוון שה"דלתות" הללו נפתחות לשני הכיוונים - אל העולם שלנו ואחת המציאות המקבילות - אז יתכן שאנשים יכולים להיעלם לתוך אחד מהממדים הללו.
תיאוריות חדשות על עולמות מקבילים
התיאוריה הרשמית של עולם מקביל הופיעה בשנות ה-50 של המאה העשרים. הוא הומצא על ידי המתמטיקאי והפיזיקאי יו אוורט. רעיון זה מבוסס על חוקי מכניקת הקוונטים ותורת ההסתברות. המדען אמר שמספר התוצאות האפשריות של כל אירוע שווה למספר העולמות המקבילים. יכולות להיות אינסוף אפשרויות דומות. התיאוריה של אוורט זכתה לביקורת ונדונה בקרב מאורות מדעיים במשך שנים רבות. עם זאת, לאחרונה, פרופסורים מאוניברסיטת אוקספורד הצליחו לאשר באופן הגיוני את קיומן של מציאויות מקבילות למישור שלנו. הגילוי שלהם מבוסס על אותה פיזיקה קוונטית.
חוקרים הוכיחו שהאטום, כבסיס לכל דבר, כחומר בנייה של כל חומר, יכול לתפוס עמדות שונות, כלומר להופיע בכמה מקומות בו-זמנית. כמו חלקיקים יסודיים, הכל יכול להתגורר במספר נקודות במרחב, כלומר בשני עולמות או יותר.
דוגמאות אמיתיות של אנשים שנעים למישור מקביל
באמצע המאה ה-19 בקונטיקט, שני פקידים, השופט ווי וקולונל מקארדל, נלכדו בגשם ובסופת רעמים והחליטו להסתתר מהם בבקתת עץ קטנה ביער. כשנכנסו לשם, פסקו קולות הרעם להישמע, ומסביב למטיילים שררה דממה מחרישת אוזניים וחשכה גמורה. הם גיששו אחר דלת ברזל מחושל בחושך והביטו לתוך חדר אחר מלא בזוהר ירקרק קלוש. השופט נכנס ונעלם מיד, ומקרדל טרק את הדלת הכבדה, נפל על הרצפה ואיבד את הכרתו. מאוחר יותר נמצא הקולונל באמצע הכביש הרחק ממקום המבנה המסתורי. אחר כך התעשת, סיפר את הסיפור הזה, אבל עד סוף ימיו נחשב למשוגע.
בשנת 1974, בוושינגטון, אחד מעובדי בניין המנהלה, מר מרטין, יצא לרחוב לאחר העבודה וראה את מכוניתו הישנה לא במקום שבו השאיר אותה בבוקר, אלא בצד הנגדי של הרחוב. הוא ניגש אליו, פתח אותו ורצה ללכת הביתה. אבל המפתח לפתע לא התאים להתנעה. בבהלה חזר האיש לבניין וביקש להזעיק את המשטרה. אבל בפנים הכל היה שונה: הקירות היו בצבע אחר, הטלפון נעלם מהלובי, ולא היה משרד בקומה שלו שבו עבד מר מרטין. ואז האיש רץ החוצה וראה את מכוניתו היכן שהחנה אותה בבוקר. הכל חזר למקומו הרגיל, ולכן העובד לא דיווח למשטרה על האירוע המוזר שאירע לו, ורק דיבר על כך שנים רבות לאחר מכן. האמריקאי כנראה מצא את עצמו במרחב מקביל לזמן קצר.
בטירה עתיקה ליד קומקרייף בסקוטלנד, שתי נשים נעלמו יום אחד, לא ידוע לאן. בעל הבניין, בשם מקדוגלי, אמר שקורים בו דברים מוזרים ויש ספרי נסתר ישנים. בחיפוש אחר משהו מסתורי, שתי גברות מבוגרות טיפסו בסתר לבית שהבעלים נטש לאחר שדיוקן עתיק נפל עליו לילה אחד. הנשים נכנסו לחלל בקיר שהופיע לאחר נפילת הציור ונעלם. כוחות ההצלה לא הצליחו למצוא אותם או כל זכר לטרטן. יש אפשרות שהם פתחו פורטל לעולם אחר, נכנסו אליו ולא חזרו.
האם אנשים יוכלו לחיות בממד אחר?
יש דעות שונות לגבי האם אפשר לחיות באחד העולמות המקבילים. למרות שיש הרבה מקרים של אנשים שחוצים למימדים אחרים, אף אחד מאלה שחזרו לאחר שהות ארוכה במציאות אחרת לא השלים את דרכו בהצלחה. חלקם השתגעו, אחרים מתו, אחרים הזדקנו באופן בלתי צפוי.
גורלם של אלה שחצו את הפורטל והגיעו לממד אחר לנצח נותר עלום. מדיומים אומרים כל הזמן שהם באים במגע עם יצורים מעולמות אחרים. תומכים ברעיון של תופעות חריגות אומרים שכל הנעדרים נמצאים באותם מישורים שקיימים במקביל לשלנו. אולי הכל יתבהר אם יש אדם שיכול להיכנס לאחד מהם ולחזור חזרה, או שפתאום הנעדרים יתחילו להופיע בעולמנו ולתאר בדיוק איך הם חיו בממד מקביל.
לפיכך, עולמות מקבילים עשויים להיות מציאות נוספת שנותרה כמעט בלתי נחקרה במשך כל אלפי שנות הקיום האנושי. תיאוריות לגביהם עד כה נותרו רק ניחושים, רעיונות, השערות, שמדענים מודרניים הסבירו רק מעט. סביר להניח שליקום יש עולמות רבים, אבל האם אנשים צריכים לדעת עליהם ולהיכנס אליהם, או שמא מספיק לנו להתקיים בשלווה במרחב שלנו?
קיימת אפשרות שישנם עולמות נוספים המכילים עותקים מדויקים של מערכת השמש שלנו, כוכב הלכת שלנו וכל אחד מאיתנו. מדענים מנסים להוכיח את קיומם של יקומים מקבילים, אבל קשה מאוד להוכיח שבאמת קיימים יקומים מקבילים. כרגע יש רק הנחות לגבי קיומם. הרעיון של קיומם של יקומים מקבילים הוא מאוד מעניין, זה אומר שאיפשהו בחלל העצום יש את ההעתקים המדויקים שלנו שגם חיים ומנסים ללמוד יותר על החלל. הרעיון הזה מגיע לאנשים רבים, אבל רק כפנטזיה.
תגליות לגבי גודל היקום שלנו מצביעות על כך שכל מה שאנו רואים אינו כל מה שקיים בפועל. מדענים, מטעמי נוחות, חילקו יקומים מקבילים ל-3 סוגים
יקומים מקבילים מחולקים ל-3 סוגים:
סוג ראשון
כל היקומים המקבילים נמצאים באותו מרחב כמונו. רק שהם כל כך רחוקים שהאור מהם עדיין לא הגיע אלינו. אנחנו לא יכולים לראות או להגיע ליקום כזה, אבל זה לא אומר שהוא לא קיים. יקומים כאלה הם המשך שלנו, שאיפשהו מעבר לנראות שלנו יש את אותה מערכת שמש, שלנו - השמש וכוכב הלכת כדור הארץ עם אותם אנשים כמו כאן. אם זה כך, אז כל האפשרויות האפשריות להתפתחות החיים מתרחשות, אבל ביקום אחר. כל האנשים חיים חיים אחרים, במקום רחוק מאוד.
סוג שני
התיאוריה השנייה על מציאת יקומים מקבילים אומרת שכולם נמצאים במעטפת כלשהי - "בועה", שאינה מאפשרת ליקום להתנגש ולשבש זה את קיומו של זה. וכל היקומים האלה ממוקמים באיזה סוג של ים ממספר אינסופי של יקומים. כל "בועה" בודדת מכילה את היקום כולו. אם תיאוריה כזו נכונה, אז המבנה של הקוסמוס מדהים אפילו יותר ממה שאנשים דמיינו.
סוג שלישי
לדברי מדענים, הסוג השלישי של יקומים מקבילים הם עולמות מקבילים שתופסים את אותו זמן ומרחב כמו היקום שלנו, אך מכיוון שהם ממוקמים בממדים אחרים הם בלתי נראים. ביקומים המקבילים הללו אולי אין אותה מציאות כמו שלנו, אלא חיים שהשתנו מעט. ביקום מקביל כלשהו, אנשים חיים על פי חוקים ומושגים שונים, וביקום מקביל אחר, אנשים אפילו לא קיימים.