Доцент кафедры физики высоких энергий и элементарных частиц СПбГУ Антон Андреевич Шейкин в рамках Всероссийского фестиваля НАУКА 0+ прочёл лекцию «Многообразие мультивселенных: откуда они взялись и зачем они нужны?». Слушатели узнали, кто первым придумал теорию множественности миров и почему учёные до сих пор спорят о бездоказательных объектах.
©Даниил Корчагин / Журналист Online
По словам Антона Шейкина, отправной точкой в истории мультивселенных является открытие Николаем Коперником гелиоцентрической системы мира. Его идею поддержал итальянский мыслитель и учёный Джордано Бруно. «В 1584 году он написал трактат “О бесконечности, Вселенной и мирах”, где высказал идею о том, что если Солнце является центром мира для Земли, то никто не мешает считать, что остальные звёзды, которые мы видим, – это тоже какие-то солнца для каких-то планет». Во второй половине XIX века мысль о множественности миров в своих трудах развил Луи Огюст Бланки. По его мнению, все вещества состоят из конечного количества «кирпичков» материи, и, в таком случае, мир, похожий на Землю, рано или поздно должен возникнуть снова. «Поскольку Бланки был революционером, он извлёк из этого грустную мораль, – отметил лектор. – Если на нашей Земле кто-то страдает, – это означает, что кто-то страдает и в далёком космосе. Вся Вселенная полна страданий. И, разумеется, роль любого уважающего себя революционера – эти страдания прекращать». Несколько лет спустя своими наблюдениями поделился Фридрих Ницше. Он пришёл к идее вечного возвращения уже во времени, а не пространстве. «Если наша жизнь – это случайное, беспорядочное брожение атомов, то сценарий любого события, которое происходит здесь, на Земле, обязан повториться, – объяснил теорию учёного Антон Шейкин. – Из этого Ницше извлёк пессимистичный вывод: смерть – это освобождение от цикличного страдания».
Первую попытку найти практическое применение этим философским идеям предпринял выдающийся математик XIX века Жюль Анри Пуанкаре. Лектор объяснил, что, согласно его теории, «при прошествии достаточного количества времени практически любая система возвращается в прежнее состояние. Казалось бы, идея, что любой из миров нашей Вселенной имеет маленький шанс быть похожим на Землю и даже сама Земля вернётся в изначальную форму, нашла математическое подтверждение. Но не всё так просто. Пуанкаре подсчитал: чтобы система, состоящая хотя бы из количества частиц, которое можно найти в средней бутылке воды, вернулась в прежнее состояние, нужно отмерить срок, который превышает любое адекватное время существования Вселенной. Поэтому в математике идея о множественности миров на практике себя абсолютно не оправдала».
Некоторое время и физики считали теорию мультивселенных наивной, поскольку она не решала никаких практических задач. Но впоследствии появились квантовые теории, нацеленные на решение конкретных физических вопросов. Например, советский космолог Андрей Линде предположил, что Большой взрыв, в результате которого появилась наша Вселенная, спровоцировал появление облака, которое начало бесконтрольно раздуваться. «А кто гарантирует, что где-нибудь рядом с ним не возникло ещё одно облако, ещё одно и ещё?.. И Линде пришёл к крамольному, на самом деле, выводу, – отметил Антон Шейкин. – Вечно расширяющаяся Вселенная <...> содержит бесконечное множество мини-Вселенных (“пузырей”) разного размера, и в каждой из этих Вселенных массы частиц и константы связей могут различаться». По мнению сторонников исследований Линде, выживают только сильнейшие «пузыри», способные сохранять определённое соотношение физических показателей, необходимых для появления жизни. Ещё древнегреческий философ Эмпедокл похожим образом объяснял происхождение различных видов животных: «Родились-то все, а потом те, кто не мог жить, очень быстро умерли, – пересказал идеи мыслителя Антон Шейкин. – То есть ещё древние люди считали, что боги создали максимально возможное количество комбинаций органов живых существ, и продолжили развиваться только самые жизнеспособные из них».
Появление нашей Вселенной в нынешнем виде лектор сравнил с метким выстрелом в тире: именно потому, что удачно сошлись нужные физические константы (что научным сообществом считается крайне сложным и редким явлением), во Вселенной появились привычные и удобные для нас условия жизни. Соответственно, для появления аналогичных Вселенных необходимо, чтобы точно такой же выстрел был совершён снова, — и физики оценивают эту вероятность как очень близкую к нулю. Критики космологической теории мультивселенных считают, что такие рассуждения только путают данные, требуют постоянных уточнений и вносят в тонкую исследовательскую работу хаос. Но, по мнению Антона Шейкина, на данный момент более «удобной» альтернативы не существует.
Особенно сложна для изучения квантовая теория мультивселенных. Чтобы квантовая механика могла объяснить реальность, необходимо, чтобы частицы взаимодействовали с объектами или приборами, способными зафиксировать какой-либо результат. Американский физик Хью Эверетт предложил переосмыслить этот тезис: он считал, что при таком взаимодействии происходит коллапс, и в результате все исходы эксперимента (кроме наиболее реального) исчезают. Но теряясь в одном пространстве, они появляются в другом – там, где они могут «реализоваться» с наибольшей вероятностью. Таким образом, Эверетт утверждал, что в момент столкновения Вселенной с квантовыми объектами она расщепляется на множество сценариев или историй, в каждой из которых события развиваются своим уникальным образом. Эверетта критиковали за несостоятельность теории: неужели от одного неосторожного движения одной частицы Вселенная постоянно видоизменяется? Ответ на этот вопрос ищут уже современные учёные по всему миру.
По мнению Антона Шейкина, наибольших успехов в работе с мультивселенными достигли деятели культуры и искусства. Так, лектор считает, что рассказ «В чаще» Рюноскэ Акутагавы – первый пример, когда вопрос истинности авторского сценария должен решить читатель. В центре повествования – суд над разбойником, которого обвиняют в убийстве самурая. Персонаж сам признаёт вину и рассказывает, как всё было на самом деле. Однако своя версия событий есть и у духа погибшего. По замыслу автора, читатель должен самостоятельно изучить дело и принять наиболее вероятную, на его взгляд, версию произошедшего. Впоследствии литераторы развили теорию мультивселенных по-своему: даже если в реальности не существует других Вселенных, то воображение каждого человека в отдельности «рисует» ему собственное видение нашей Вселенной. Некоторые творцы могут даже извлечь выгоду из феномена мультивселенных. Наиболее ярким примером Антон Шейкин считает сюжетные переплетения вселенных супергеройских комиксов DC и MARVEL: «Не было денег на продолжение серии — всех её персонажей убили. А потом деньги появились, надо как-то объяснять, откуда взялся погибший персонаж. И, оказывается, что речь идёт о другой вселенной, где этот герой вполне жив, и мы можем наблюдать за его уже альтернативными приключениями».
В конце лекции Антон Шейкин заверил слушателей: несмотря на кажущуюся фантастичность теории мультивселенных и невозможность доказательства точного их существования, эта проблема помогает учёным лучше изучить явления мира реального. «Например, Ньютон “построил” классическую механику, оперевшись на понятие абсолютного пространства, которого никогда не видел. Физики обращаются к невидимым объектам только для того, чтобы потом объяснить, что мы видим вокруг. Такие вещи только кажутся выдумкой теоретиков и фантазией, но на самом деле приносят ощутимую пользу».
