Лента TH Новости Глобальные вызовы



Последняя статья Стивена Хокинга

∴ 175

О природе мультивселенной, теории голограммы и о вероятности того, что мы живем лишь в одном из миров.

1527

Известный физик Стивен Хокинг скончался в начале этого года, но его наследие будет жить. Его последняя работа о происхождении Вселенной теперь опубликована, и она предлагает интересный вариант, в отрыве от более ранних представлений, касательно природы «мультивселенной».

Идеи о том, как вселенная возникла, как мы ее видим сегодня, адаптировались и строились на протяжении десятилетий. Новая статья, написанная Хокином и профессором Томасом Хертогом, добавляет новое понимание теории, известной как вечная инфляция.

После того, как Большой Взрыв привел к появлению вселенной, она экспоненциально расширялась на протяжении секунды. Когда этот период закончился, вселенная продолжала расширяться, но гораздо медленнее. При этом, если мы отталкиваемся от модели вечной инфляции, то понимаем что в некоторых регионах Вселенной эта быстрая инфляция никогда не прекращалась. Об этом свидетельствуют квантовые флуктуации. Это приводит к выводу, что рядом с нами существует гигантская «фоновая» вселенная, полная бесконечного количества небольших карманных вселенных, включая ту, в которой мы живем.

Обычная теория вечной инфляции предсказывает, что глобально наша Вселенная подобна бесконечному фракталу с мозаикой разных карманных вселенных, разделенных бескрайним океаном. Локальные законы физики и химии могут отличаться от одной карманной вселенной к другой, которые вместе образует мультивселенную, но я никогда не был поклонником теории мультивселенной. Если масштаб различных вселенных в подобном комплексе крайне большой или бесконечный, теория не может быть протестированой.Стивен Хокинг.

Чтобы идея считалась научно обоснованной, ей нужно сделать прогнозы, которые можно проверить, а эксперименты могут либо доказать, либо опровергнуть это. В противном случае наука становится такой же, как и религия. В конце концов, понятие о том, что Бог создал все за семь дней, также изящно и отвечает на все вопросы о нашем существовании, но по своей сути является непроверяемым.

Имея это в виду, некоторые ученые, в том числе Хокинг и Хертог, считают, что теория вечной инфляции не может рассматриваться без какой-либо модификации. И эта модификация находится в центре внимания новой статьи.

Проблема с обычным учетом вечной инфляции заключается в том, что она предполагает существующую общую вселенную, которая развивается в соответствии с теорией общей теории относительности Эйнштейна и рассматривает квантовые эффекты как небольшие колебания вокруг этого процесса. Однако динамика вечной инфляции стирает разницу между классической и квантовой физикой. В результате теория Эйнштейна буквально распадается в вечной инфляции.Томас Хертог.

Новая теория Хокинг и Хертога отделяется от голографического принципа, который сам является частью теории струн. Теория струн утверждает, что каждая частица во Вселенной на самом деле является конечной точкой одномерной струны, а различные шаблоны колебаний каждой струны – это источник её специфических свойств. Теория голограммы – это теория о том, что вся Вселенная существует как голограмма, описываемая как 3D-пространство, которое можно математически свести к 2D-проекции на поверхность.

В своей новой версии голографического принципа авторы обернули четвертое измерение, время, в проекцию. В начале времени вечная инфляция может быть сведена к двумерному, вневременному состоянию на пространственной поверхности. Это позволило бы обойти теорию общей теории относительности Эйнштейна и включить её в теорию вечной инфляции.

Новая теория идет вразрез с теорией «без границ» Хокинга, которую он впервые предложил в 1983 году. В ней говорилось, что у Вселенной не было того, что мы могли понять как начало, потому что сингулярность, существовавшая до Большого взрыва, не имела начальных границ времени или пространства.

Когда мы прослеживаем эволюцию нашей Вселенной назад во времени, в какой-то момент мы достигаем порога вечной инфляции, где наше привычное понятие времени перестает иметь смысл. Томас Хертог.

В результате вселенная, которая возникла из Большого взрыва в этом сценарии, также должна быть бесконечной, а карманные вселенные, которые она содержит, представляют собой отдельные бесконечности.Это усложняет призыв Стивена Хокинга — как можно скорее колонизировать вселенную. Хотя необходимость от этого не становится меньше.

Но в соответствии с новой теорией вечной инфляции Хокинга и Хертога в прошлом была граница, поэтому время и пространство имели начало. Вселенная, которая возникла из этого состояния, также является конечной, что позволяет её протестировать с научной точки зрения. Если это окажется верным, то нанесет удар по концепции мультивселенных.

Мы не сводим всё к единой уникальной вселенной, но наши результаты предполагают значительное сокращение мультивселенной, до гораздо меньшего диапазона возможных вселенных.Стивен Хокинг

Так как же эта новая теория быть подвергнутым проверке? Хертог говорит, что наиболее перспективным направлением будет обнаружение первичных гравитационных волн. Они идут как рябь через пространство-время, сгенерированное в начале существования времени. Эти волны очень длинные, то есть существующие детекторы, такие как LIGO, не смогли бы их почувствовать. Но Томас Хертог утверждает, что LISA, орбитальная гравитационная волновая обсерватория ESA, может быть достаточно чувствительной, чтобы обнаруживать их. В таком случае, нам остается лишь дождаться 2034 года.

Филипп Дончев