Hvordan videnskab adskiller "rimelig videnskabelige" hypoteser fra "uvidenskabelig"
Ideen om andre universer er dybt forankret i science fiction. Men selv uden for fiktion kan man finde resonnementer omkring multivers og mange parallelle verdener, så Attic besluttede at finde ud af, hvor tæt disse ideer er på den virkelige fysik.
Multiverset, som Sean Carroll, ekspert i kosmologi og forfatteren af den for nylig udgivne i russiske populære bog “Evighed”. In Search of the Ultimate Theory of Time”, er en hypotese om strukturen i vores univers ud over grænserne i regionen, der er tilgængelig for vores observation.
Hvad betyder det? Lysets hastighed er begrænset, og universet udvides i alle retninger - mens vi kun kan se en bestemt del af rummet. Og det er langt fra, at verden uden for dens grænser er arrangeret på samme måde som i nærheden af Jorden. Hypotetisk, uden for den sfære, der er tilgængelig til observation, kan der for eksempel være et helt andet forhold mellem almindelig og mørk stof. Eller overhovedet - nogle andre fysiske principper fungerer op til en stigning i antallet af dimensioner.
Illustration: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Sund fornuft fortæller selvfølgelig, at universets egenskaber skal være de samme overalt. Imidlertid er "sund fornuft" ikke meget god for kosmologien, videnskaben om rumtid i meget stor skala. Antagelsen om, at det stof, vi kender i universet, er ti gange mindre end noget mystisk mørkt stof var også helt i strid med sund fornuft, men det er i en sådan verden, der hovedsageligt består af mørk stof, at vi lever i dag. Problemet med ideen om, at universet ændrer sig dramatisk, hvor vi ikke længere kan se det, er ikke usædvanligt, men at en sådan idé ikke kan testes.
Et univers med hypotetisk forskellige fysiske love kaldes den kosmologiske multivers. Et sådant univers er geometrisk et - i den forstand, at der kan trækkes en kontinuerlig linje mellem to af dets punkter uden konstruktion af nogen portaler og andre eksotiske ting. Og denne kosmologiske multivers bør ikke forveksles med for eksempel et multiple univers i mangfoldighedernes fortolkning af kvantemekanik.
Salgsfremmende video:
Kvantemekanik i mange verdener
I den anden ende af "universets skalagitter" findes der en mikrokosmos, begivenheder, hvori kvantemekanikken er beskrevet. Vi ved allerede, at elementære partikler: elektroner, kvarker, gluoner og deres andre fætre opfører sig i overensstemmelse med regler, der ikke følges i den verden, vi er vant til. Så hver partikel i kvantemekanik kan ses som en bølge - og tilsyneladende "solide" atomer, som i skolekemikurs kurset er beskrevet som kugler, når de kolliderer med en forhindring, vil sprede sig som bølger. Hvert kvanteobjekt beskrives matematisk ikke som en kugle eller et punkt, der er afgrænset i rummet, men som en bølgefunktion - der findes samtidig på alle punkter i dens bane gennem rummet. Vi kan kun beregne sandsynligheden for, at det findes et eller andet sted. Mængder såsom en partikels momentum,dens energi og mere eksotiske egenskaber som spin beregnes også ud fra bølgefunktionen: vi kan sige, at dette matematiske objekt, der dækker alt rum, er det grundlæggende grundlag for kvantemekanikken og al det fysiske i det 20. århundrede.
Beregninger foretaget på basis af bølgefunktioner og operatører (operatører gør det muligt at få specifikke mængder fra bølgefunktionen) stemmer godt overens med virkeligheden. Kvanteelektrodynamik, for eksempel, er i dag den mest nøjagtige fysiske model i menneskehedens historie, og blandt kvanteteknologier findes lasere, alle moderne mikroelektronik, det hurtige internet, vi er vant til og endda en række medicin: søgningen efter lovende stoffer til medicin udføres også ved at modellere interaktioner mellem molekyler. med en ven. Fra et anvendt synspunkt er kvantemodeller meget gode, men på det konceptuelle niveau opstår der et problem.
Bølgefunktioner svarende til en elektron i et brintatom ved forskellige energiniveauer. Lysområder svarer til det maksimale af bølgefunktionen, og på disse steder er partiklen mest sandsynligt at blive detekteret; sandsynligheden for at finde den samme elektron i det næste rum, selvom det er ubetydeligt lille, ikke er nul.
Essensen af dette problem er, at kvanteobjekter kan ødelægges: for eksempel når en foton (kvante lys) rammer kameramatrixen eller blot kolliderer med en uigennemsigtig overflade. Op til dette tidspunkt blev fotonen perfekt beskrevet af bølgefunktionen, og efter et øjeblik forsvinder bølgen i rummet: det viser sig, at en bestemt ændring påvirkede hele universet og skete hurtigere end lysets hastighed (og hvordan kan dette være?). Dette er problematisk, selv i tilfælde af en enkelt foton, men hvad med bølgefunktionen af to fotoner, der udsendes fra en kilde i to modsatte retninger? Hvis for eksempel sådanne to fotoner blev født nær overfladen af en fjern stjerne, og en af dem blev fanget på Jorden af et teleskop, hvad med den anden, der er mange lysår væk? Formelt danner det et enkelt system med det første,men det er vanskeligt at forestille sig et scenarie, hvor en ændring i en del af systemet øjeblikkeligt kommunikeres til alle andre dele. Et andet eksempel på et kvantesystem, som forsvinden af bølgefunktionen fører til konceptuelle problemer er den berømte Schrödingers kat, der er inde i en lukket kasse med en enhed, der baseret på en sandsynlig kvanteproces enten bryder en ampul med gift eller lader den være intakt. Før Schrödingers kat åbnes, er katten samtidig levende og død: dens tilstand afspejler bølgefunktionen af et kvantesystem i en mekanisme med gift.som er inde i en lukket kasse med en enhed, der baseret på en sandsynlig kvanteproces enten bryder en ampul med gift eller overlader den intakt. Før Schrödingers kat åbnes, er katten samtidig levende og død: dens tilstand afspejler bølgefunktionen af et kvantesystem i en mekanisme med gift.som er inde i en lukket kasse med en enhed, der baseret på en sandsynlig kvanteproces enten bryder en ampul med gift eller overlader den intakt. Før Schrödingers kat åbnes, er katten samtidig levende og død: dens tilstand afspejler bølgefunktionen af et kvantesystem i en mekanisme med gift.
Den mest almindelige fortolkning af kvantemekanik, København, antyder, at man simpelthen accepterer verdens paradoks - og indrømmer, at ja, på trods af alt, forsvinder bølgen / partiklen øjeblikkeligt. Alternativet til det er fortolkningen af mange verdener. Ifølge hende er vores univers en samling af ikke-interagerende verdener, som hver repræsenterer en kvantetilstand: Når du åbner en boks med en kat, vises to verdener - i den ene af dem lever katten, og i den anden er den død. Når en foton passerer gennem et halvtransparent spejl, er verdenen også opdelt i to: i det ene reflekteres et kvante lys fra overfladen, og i det andet er det ikke. Og så fører hver kvanteproces til fremkomsten af flere og flere forgreningsverdener.
I teorien kan nogle af disse grene være meget forskellige fra vores. Et atom, der fløj i den forkerte retning kort efter Big Bang, kunne godt føre til en anden fordeling af varm gas, fødslen af stjerner på helt forskellige steder og som et resultat af det faktum, at Jorden i princippet ikke opstod. Men dette billede kan ikke kaldes et problem med fortolkning af mange verdener. Det virkelige problem ligger i umuligheden af at verificere rigtigheden af denne forståelse af kvantemekanik i praksis: de individuelle komponenter i flere universer interagerer ikke med hinanden pr. Definition.
Ideen om tidsrejser og alternative universer har slidt meget ned siden klassisk fiktion. Foruden det berygtede udtryk "hitman" blandt fans af genren (en helt fra vores dage finder sig for eksempel i tiderne til Ivan the Terrible), kan man huske parodiefilmen Kung Fury, hvorfra dette skærmbillede blev taget.
Et eller andet sted er der Jorden beboet af intelligente dinosaurer, et sted landede Det Store Mongoliske Rige på Jupiters måner i 1564, men der er ingen portaler mellem disse verdener - de divergerede som et resultat af kvanteprocesser i den fjerne fortid. En teori, der antyder muligheden for at komme ind i en af disse verdener set ud fra videnskabsfilosofien, ville være ikke mindre, men mere videnskabelig, da man kunne prøve at teste den.