Turli xil fizika qonunlariga ega bo'lgan olamlar yashashga yaroqli bo'lishi mumkin. Ko'p olamdagi haqiqiy o'rnimizni yaxshiroq tushunish uchun boshqa olamlarni o'rganish kerak.

Gollivud filmining odatiy qahramoni o'lim bilan doimiy kurashda. Ko'plab yomon odamlar unga o'q uzadilar, har safar bir sochini sog'inadilar. Bir soniyaning bir necha qismi sakrab turgan Supermenni portlayotgan mashinaning olov sharidan ajratib turadi. Yomonning pichog‘i uning tomog‘ini kesib tashlashi arafasida uning do‘stlari yordamga kelishadi. Agar bu voqealarning birortasi biroz boshqacha bo'lib chiqsa, xayr bo'lardi. Aytish joizki, biz filmni ilgari ko'rmagan bo'lsak ham, biror narsa bizga uning ma'lum bir tarzda tugashini aytadi.

Qaysidir ma'noda bizning koinot tarixi Gollivud filmiga o'xshaydi. Ba'zi olimlarning fikricha, fizikaning asosiy qonunlaridan birining kichik o'zgarishi ham koinotning normal rivojlanishini buzadigan, bizning mavjudligimizni imkonsiz qiladigan falokatga olib kelishi mumkin. Masalan, atomlarning yadrolarini bir-biriga tutib turuvchi kuchli yadro kuchi biroz kuchliroq yoki aksincha, kuchsizroq bo‘lganida, yulduzlarda sayyoralar paydo bo‘lishi uchun zarur bo‘lgan juda oz miqdordagi uglerod va boshqa kimyoviy elementlar, hayot haqida gapirmasa ham, hosil bo‘lar edi. Agar proton o'zidan atigi 0,2% og'irroq bo'lsa, unda barcha birlamchi vodorod deyarli darhol neytronlarga parchalanadi va atomlar umuman hosil bo'lmaydi. Va bunday tasodiflar son-sanoqsiz.

ASOSIY NOKTALAR

1. Har birining o'ziga xos jismoniy qonunlariga ega bo'lgan boshqa ko'plab olamlar bizning koinotimizni tug'dirgan bir xil dastlabki vakuumdan paydo bo'lishi mumkin edi.

2. Ushbu mumkin bo'lgan koinotlarning aksariyati murakkab tuzilmalarni va, ehtimol, hayotning ba'zi shakllarini o'z ichiga olishi mumkin.

3. Olamlarning ko'pligi haqidagi bunday tushunchalar, bizning koinotimiz ilgari ishonilganidek, hayotning paydo bo'lishiga maxsus "sozlanmagan" bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi.

Fizika qonunlari, xususan, ular tarkibiga kiradigan dunyo konstantalari, masalan, asosiy kuchlarning bog'lanish konstantalari bizning mavjudligimizni imkon beradigan tarzda "sozlangan" bo'lib chiqdi. Bu nuqtai nazar ilm-fan doirasidan tashqarida bo'lishi mumkin bo'lgan g'ayritabiiy tushuntirishlarni jalb qilish urinishlaridan uzoq emas. 1970-yillarda ko'plab fiziklar va kosmologlar. bizning koinotimiz mavjud bo'lgan ko'p narsalardan faqat bittasi, ularning har biri o'z fizik qonunlariga ega, degan fikrni bildirish orqali muammoni hal qila boshladi. Bunday "antropik" mulohazalarga ko'ra, biz juda kam uchraydigan, maxsus "sozlangan" koinotni egallashimiz mumkin, unda barcha sharoitlar hayotning paydo bo'lishiga imkon beradi.

1980-yillarda asos solingan zamonaviy kosmologiyada hukmron bo'lgan nazariyaga ko'ra, "parallel olamlar" haqiqatda mavjud bo'lishi mumkinligi ajablanarli. Darhaqiqat, bizning koinotimiz qanday shakllangan bo'lsa, ko'plab olamlar doimo boshlang'ich vakuumdan tug'ilishi mumkin edi. Bizning koinotimiz Ko'p o'lchovli olam deb ataladigan keng va qamrab oluvchi koinotdagi ko'p sonli "cho'ntak" olamlardan biri bo'lishi mumkin. Bunday koinotlarning aksariyatida fizika qonunlari tanish materiya yoki galaktikalar, yulduzlar, sayyoralar va hayotning paydo bo'lishiga olib kelmasligi mumkin. Biroq, agar biz barcha mumkin bo'lgan variantlarning to'liq to'plamini ko'rib chiqsak, tabiat hech bo'lmaganda bir marta "to'g'ri" qonunlarni shakllantirish uchun yaxshi imkoniyatga ega.

MULTIVERSE NIMA?

Muqobil koinotlar hozirda jiddiy tadqiqotlar mavzusiga aylanmoqda, bu qisman ular haqiqatda mavjud bo'lishi mumkinligi bilan bog'liq. Umumiy qabul qilingan kosmologik modelga ko'ra, bizning koinotimiz inflyatsiya deb ataladigan tez eksponensial kengayish tufayli ibtidoiy vakuumning mikroskopik hududidan tug'ilgan. Ammo vakuum doimiy ravishda boshqa olamlarni tug'dirishi mumkin. Har bir olamning o'ziga xos jismoniy qonunlari bor; ba'zilari hayotning paydo bo'lishiga imkon berishi mumkin, ba'zilari esa yo'q

Biroq, bizning yaqinda o'tkazgan tadqiqotlarimizga ko'ra, ba'zi boshqa koinotlar - ular mavjud degan taxminda - unchalik yoqimsiz bo'lmasligi mumkin. Shunisi e'tiborga loyiqki, biz fundamental konstantalarning muqobil qiymatlari misollarini topdik va shu tariqa, juda qiziqarli dunyolar va ehtimol hayot mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan muqobil jismoniy qonunlar to'plami. Asosiy g'oya tabiat qonunlaridan birini o'zgartirish, keyin esa boshqa barcha qonunlarni qandaydir tarzda unga moslashtirishdir.

Bizning ishimiz nazariy fizikaning jiddiy muammolaridan, masalan, kosmologik konstantaning kichikligi muammosidan biroz farq qiladi, buning natijasida bizning koinotimiz Katta portlashdan keyin darhol qulab tushmadi va eksponent ravishda o'sib boruvchi kuchlar tomonidan parchalanmadi. kengaytirish. Shunga qaramay, muqobil va, qoida tariqasida, yashash mumkin bo'lgan olamlarning mavjudligi qiziqarli savollarni tug'diradi va bizning koinotimiz qanchalik noyob ekanligini tushunishga imkon beradi.

Zaif o'zaro ta'sirsiz hayot

Olimlar tomonidan qabul qilingan umumiy qabul qilingan yo'l - bu qandaydir fundamental konstantani mos o'zgaruvchiga aylantirish va uni o'zgartirish, o'rganilayotgan modelning barcha boshqa parametrlarini o'zgarishsiz qoldirishdir. Yangi paydo bo'lgan fizika qonunlariga asoslanib, olimlar koinot haqidagi filmni tomosha qilayotganga o'xshaydi - ular hisob-kitoblarni amalga oshiradilar, yuzaga kelishi mumkin bo'lgan ofatlar haqida taxminlar qilish uchun kompyuter modellashtirishdan foydalangan holda uning rivojlanishining turli stsenariylarini bashorat qilishadi. Lekin nima uchun bir vaqtning o'zida faqat bitta parametr o'rnatiladi? Vaziyat, haydovchi faqat bitta kenglik yoki uzunlik bo'ylab harakat qilganda, lekin ikkala qiymatni bir vaqtning o'zida o'zgartirmasa, mashina haydashni eslatadi. Biroq, panjara chiziqlaridan biriga yopishib olish sizni o'zingiz xohlagan yo'l bo'ylab olib bormasligi aniq. Shunday qilib, siz kamida ikkita parametrni o'zgartirishingiz kerak.

Hali ham o'z navbatida hayotni keltirib chiqaradigan murakkab tuzilmalarni yaratishi mumkin bo'lgan muqobil fizik qonunlar to'plamini izlash uchun bizdan birimiz (Gilad Peres) va uning hamkorlari ma'lum bo'lgan fizika qonunlarini ozgina o'zgartirmasdan, shunchaki butunlay chiqarib tashladik. to'rtta asosiy o'zaro ta'sirlardan biri.

QANDAY MAXMONDON KOINOTNI TOPISH MUMKIN?

Tabiat qonunlaridagi ko'p tafsilotlar yaxshi sozlangan bo'lib chiqadi. Shunday qilib, fizik tenglamalarda paydo bo'ladigan har qanday doimiy qiymatning kichik o'zgarishi odatda falokatga olib keladi. Misol uchun, atomlar paydo bo'lolmaydi yoki materiya kosmosda yuqori darajada tarqalib ketadi, shuning uchun na galaktikalar, na yulduzlar, na sayyoralar paydo bo'lishi mumkin. Bir vaqtning o'zida ikkita konstantani o'zgartirish, ba'zida murakkab tuzilmalarning yoki hatto aqlli hayotning ba'zi shakllarining paydo bo'lishiga imkon beradigan bir nechta mumkin bo'lgan qiymatlarga olib kelishi mumkin. Uch yoki undan ortiq parametrlarni o'zgartirish imkoniyatlar sonini yanada kengaytiradi

Ularning nomiga ko'ra, fundamental o'zaro ta'sirlar har qanday o'zini hurmat qiladigan olam uchun zarur bo'lgan narsa sifatida taqdim etiladi. Shunday qilib, kvarklarni proton va neytronlarga bog'laydigan va ular o'z navbatida atom yadrolariga aylanadigan kuchli yadroviy o'zaro ta'sirlarsiz, biz bilgan materiya mavjud bo'lmaydi. Elektromagnit o'zaro ta'sirsiz yorug'lik, atomlar va kimyoviy bog'lanishlar bo'lmaydi. Gravitatsiya bo'lmasa, materiyani galaktikalar, yulduzlar va sayyoralarga birlashtiradigan hech qanday kuch yo'q.

To'rtinchi kuch (zaif yadro) bizning kundalik hayotimizda ko'rinmas holda mavjud, ammo koinot tarixida muhim rol o'ynaydi. Turli xil muhim xususiyatlar qatorida zaif o'zaro ta'sir neytronlarning protonlarga aylanishiga va aksincha. Katta portlashdan keyingi dastlabki daqiqalarda, kvarklar (ular materiyaning birinchi shakllaridan biri bo'lgan) proton va neytronlarni hosil qilish uchun uchta guruhga yig'ilgandan so'ng, ular birgalikda barionlar deb ataladi, ikkinchisi geliyni hosil qilish uchun to'rtta guruhga birlasha oldi. Ikki proton va ikkita neytronni o'z ichiga olgan -4 yadro. Katta portlash deb ataladigan bu nukleosintez bizning koinotimiz hayotida barionlarni hosil qilish uchun etarli darajada sovib ketganda bir necha soniya davom etdi, ammo ular yadroviy sintezdan o'tmagan. Katta portlash nukleosintezi jarayonida vodorod va geliy hosil bo'ldi, ular keyinchalik yulduzlarni hosil qiladi, bu erda yadro sintezi va boshqa jarayonlar boshqa barcha kimyoviy elementlarni yaratishi mumkin edi. Bugungi kunga kelib, geliy-4 ni yaratish uchun to'rtta protonning sintezi bizning Quyoshimiz ichida davom etmoqda, bu yulduzdan biz oladigan energiyaning katta qismi yaratiladi.

"PARALLEL KOINOT" HAQIDA KO'PROQ QAYDLAR

Fiziklar va kosmologlar (va ko'pincha ilmiy fantastika yozuvchilari) turli kontekstlarda parallel olamlar haqida gapirishadi. Maqolada keltirilganidan farq qiladigan Multiverse-ning kamida uchta tushunchasi mavjud

HUBBLE BUBBLE
Bizning koinotimiz, ehtimol, uning biz kuzata oladigan qismidan - "Xabbl qabariq"idan ancha kattadir. Agar bizning koinotimiz cheksiz hajmga ega bo'lsa, unda turli galaktikalarda joylashgan kuzatuvchilarda markazlari bo'lgan bunday pufakchalar cheksiz ko'p bo'lishi kerak. Ba'zilar biznikiga o'xshash bo'lishi mumkin, boshqalari esa yo'q.

BRONES
Agar kosmosda uchdan ortiq o'lcham bo'lsa, bizning koinotimiz yuqori o'lchamli kosmosdagi uch o'lchovli membranalardan biri yoki "brana" bo'lishi mumkin. Bunday parallel olamlar bir-biriga ta'sir qilishi va hatto birlashishi mumkin

KO'P OLIMLI DUNYOLAR HAQIDA GIPOTEZALAR.
Kvant fizikasida bir xil ob'ekt turli xil holatlarda bo'lishi mumkin - mashhur "Shredinger mushuki" kabi, u ham tirik, ham o'lik. Va faqat tashqi ta'sir ob'ektni ma'lum bir holatga o'tishga majbur qilishi mumkin. Ba'zi olimlarning fikriga ko'ra, mumkin bo'lgan holatlarning butun uzluksiz to'plami mavjud bo'lib, ularning har biri bizning koinot tarixining alohida "tarmog'ida" mavjud.

Zaif kuchsiz, murakkab kimyoviy birikmalar va shuning uchun koinotda hayot paydo bo'lishi ehtimoldan yiroqdek tuyuladi. 2006 yilda Peres va uning jamoasi faqat boshqa uchta kuchga tayanadigan, ammo shunga qaramay koinotni yashashga yaroqli qiladigan ko'plab fizik qonunlarni kashf etdi.

Zaif kuchni yo'q qilish uchun tortishish kuchidan tashqari barcha o'zaro ta'sirlarni tavsiflovchi zarralar fizikasining standart modeli deb ataladigan ba'zi o'zgarishlar kerak edi. Tadqiqot guruhi boshqa uchta kuchning xatti-harakati va qolgan asosiy parametrlar, masalan, kvark massalari bizning dunyomizdagi kabi bo'lishi uchun o'zgartirishlar kiritilishi mumkinligini ko'rsatdi. Shuni ta'kidlashni istardikki, bunday tanlov konservativ bo'lib, koinotning rivojlanish parametrlarini hisoblashni osonlashtirishga qaratilgan. Zaif o'zaro ta'sirga ega bo'lmagan ko'plab boshqa olamlar yashashi mumkin, ammo biznikidan butunlay farq qiladi. Zaif kuchsiz koinotda geliy hosil qilish uchun protonlarning normal sintezi mumkin emas, chunki jarayon ikkita protonni neytronga aylantirishni talab qiladi. Biroq, kimyoviy elementlarning hosil bo'lishining boshqa usuli ham mumkin. Masalan, bizning koinotimizda materiya antimateriyadan sezilarli darajada ustunlik qiladi, ammo bunday assimetriyani boshqaradigan parametr qiymatini kichik sozlash Katta portlash nukleosintezi deyteriy yadrolarining asosiy qismini tark etishi uchun etarli. Deyteriy, vodorod-2 sifatida ham tanilgan, vodorodning izotopi bo'lib, yadrosida bitta protonga qo'shimcha ravishda bitta neytron ham mavjud. Shunday qilib, yulduzlar proton va deyteriy yadrolarining birlashishi va geliy-3 yadrolarining (ikkita proton va bir neytron) hosil bo'lishi tufayli porlashi mumkin edi.Kuchsiz o'zaro ta'sir tufayli reaktsiyalardan mahrum bo'lgan bunday yulduzlar sovuqroq va kichikroq bo'lar edi. bizning koinotimiz yulduzlari. Prinstonlik astrofizik Adam Berrouzning kompyuter simulyatsiyalariga ko'ra, bunday yulduzlar atigi 7 milliard yil ichida (Quyoshimizning taxminan yoshi) yonib ketishi va Quyoshnikidan bir necha foiz tezlikda energiya chiqarishi mumkin.

Keyingi bosqich

Bizning koinot yulduzlari singari, zaif o'zaro ta'sirga ega bo'lmagan yulduzlar yadroviy reaktsiyalar natijasida temirgacha kimyoviy elementlarni sintez qilishlari mumkin edi. Biroq, bizning yulduzlarimizda temirdan og'irroq elementlarning paydo bo'lishiga olib keladigan odatiy reaktsiya bu yulduzlarda har doim ham sodir bo'lmaydi, birinchi navbatda, og'ir izotoplarni yaratish uchun yadrolar tomonidan tutilishi uchun juda kam neytronlar mavjud bo'lishi mumkin edi. og'ir elementlarning shakllanishi. Boshqa mexanizmlar orqali zaif kuchdan mahrum bo'lgan yulduzlarda oz miqdordagi og'ir elementlar (stronsiygacha) sintezlanishi mumkin.

Bizning koinotimizda o'ta yangi yulduz portlashlari kosmos bo'ylab yangi sintezlangan elementlarni tarqatadi va o'zlari yangi elementlarni sintez qiladi. O'ta yangi yulduzlarning bir nechta turlari mavjud: kuchsiz kuchsiz koinotda o'ta massiv yulduzlarning qulashi natijasida yuzaga kelgan o'ta yangi yulduz portlashlari sodir bo'lmasligi mumkin, chunki portlash kuchsiz kuch tomonidan hosil bo'lgan neytronlar oqimi bo'lib, yulduzning ichki qismidan energiya olib yuradi. va portlashni keltirib chiqaradigan zarba to'lqinini yaratadi. Ammo har xil turdagi o'ta yangi yulduzlar - yulduzning to'planishi yoki tortishish kuchi tufayli termoyadro portlashi ham mavjud bo'lishi mumkin. Shunday qilib, elementlar yulduzlararo kosmosga tarqalib, u erda yangi yulduzlar va sayyoralar paydo bo'lishi mumkin.

Kuchsiz kuch reaktsiyalariga ega bo'lmagan yulduzlarning nisbatan past haroratlarini hisobga olsak, Yerga o'xshash jism o'z Quyoshiga taxminan olti marta yaqinroq bo'lishi kerak. Bunday sayyora aholisi uchun yulduz kattaroq ko'rinadi. Zaif kuchsiz bunday yangi Yer bizning sayyoramizdan ko'p jihatdan farq qiladi. Bizning dunyomizda tektonik plitalar va vulqon faolligi o'z energiyasini Yerning ichki qismidagi uran va toriyning radioaktiv parchalanishidan oladi. Ushbu og'ir elementlardan mahrum bo'lgan, kuchsiz kuchsiz odatiy Yer nisbatan zerikarli va xususiyatsiz geologiyaga ega bo'ladi - Saturn va Yupiterning ba'zi yo'ldoshlarida sodir bo'ladigan qo'shimcha isitish manbasini ta'minlaydigan tortishish jarayonlari bundan mustasno.

Boshqa tomondan, kimyo bizning dunyomizga o'xshash bo'lar edi. Farqi shundaki, davriy jadval temir bilan tugaydi, boshqa elementlarning juda kichik izlari bundan mustasno. Biroq, bunday cheklash bizga ma'lum bo'lganlarga o'xshash hayot shakllarining shakllanishini taqiqlamaydi. Shunday qilib, hatto uchta asosiy o'zaro ta'sirga ega bo'lgan koinotda ham hayot paydo bo'lishi mumkin.

Ushbu maqolaning boshqa muallifi (Alejandro Jenkins) va hamkorlar tomonidan ko'rib chiqilgan yana bir yondashuv, zaif o'zaro ta'sirga ega bo'lmagan koinot holatidagidan kamroq standart modelni o'zgartirish uchun fizika qonunlarining muqobil to'plamlarini izlashdir (bu qo'shimcha parametrlarni kiritadi). 2008 yilda bir guruh olimlar oltita kvarkning (yuqoriga, pastga va g'alati deb ataladigan) eng engil uchtasining massalari organik kimyoni saqlab qolgan holda qanchalik o'zgarishi mumkinligini o'rganishdi. Kvark massalarining o'zgarishi muqarrar ravishda qaysi barionlar va qaysi atom yadrolari tez parchalanishsiz mavjud bo'lishi mumkinligiga ta'sir qiladi. O'z navbatida, atom yadrolarining turli xil assortimenti butun kimyoga ta'sir qiladi.

ALTERNATİV KOINOT HAQIDA QISQA TARIX

Odatdagi to'rtta o'rniga uchta asosiy kuchga ega bo'lgan koinot hayratlanarli darajada tanish bo'lishi mumkin. Buni qanday qilish kerak:

• Zarrachalar fizikasining standart modelidagi ba'zi konstantalarni o'zgartirish orqali kuchsiz kuchni olib tashlang;
• qolgan shovqinlarni bizning koinotimizdagi kabi qoldiring;
• yulduzlarda yadroviy reaktsiyalar mavjudligini ta'minlash uchun boshqa parametrlarni o'zgartirish.

Natijada Yerdagi hayot shakllariga o'xshash hayot shakllarini qo'llab-quvvatlaydigan murakkab tuzilish dunyosi paydo bo'ladi

Kvark kimyosi

Aqlli hayot - agar u biznikidan unchalik farq qilmasa - ta'rifi bo'yicha uglerodga ega bo'lgan qandaydir organik kimyoni talab qilishi to'g'ri ko'rinadi. Uglerodning kimyoviy xossalari uning atom tuzilishining oqibatlaridir: uning yadrosi 6 elektr zaryadiga ega, ya'ni. Neytral uglerod atomida orbitalarda oltita elektron mavjud. Bu xususiyatlar uglerodning juda ko'p turli xil molekulalarni yaratishiga olib keladi. Ilmiy-fantastik yozuvchilar tomonidan ko'pincha davriy jadvaldagi uglerod guruhining keyingi elementi bo'lgan kremniyga asoslangan hayot kremniyga asoslangan bo'lishi mumkinligi haqidagi taklif munozarali, chunki kremniyga asoslangan juda ko'p turli xil molekulalar mavjud emas. Bundan tashqari, murakkab organik molekulalar paydo bo'lishi uchun vodorod (zaryad 1) va kislorod (zaryad 8) kimyoviy xossalariga ega elementlar bo'lishi kerak. Ular organik kimyo hosil qila oladimi yoki yo'qligini bilish uchun guruh 1, 6 yoki 8 zaryadli yadrolar kimyoviy reaksiyalarda ishtirok etmasdan oldin radioaktiv parchalanishi mumkinligini hisoblashi kerak edi (yon panelga qarang).Yadrolarning barqarorligi qisman. Ularga bog'liq. massalar, bu esa o'z navbatida ularni tashkil etuvchi barionlarning massalari bilan belgilanadi. Barionlar va yadrolarning massalarini hisoblash, agar siz hisoblashni kvarklarning massasidan boshlasangiz, bizning koinotimiz uchun ham juda murakkab. Biroq, kvarklarning o'zaro ta'sirining intensivligini aniq sozlagandan so'ng, biz Kvark massalaridagi qanday o'zgarishlar yadrolar massasiga ta'sir qilishini taxmin qilish uchun bizning koinotimizda o'lchangan barion massalaridan foydalanishimiz mumkin.

Bizning dunyomizda neytron protondan 0,1% og'irroqdir. Agar kvarklarning massalari neytron protondan 2% og'irroq bo'ladigan darajada o'zgargan bo'lsa, u holda uglerod va kislorodning barqaror birikmalari mavjud bo'lmaydi. Agar kvark massalari protonni neytrondan og'irroq qilish uchun "sozlangan" bo'lsa, u holda vodorod yadrosidagi proton orbitada elektronni ushlab, neytronga aylanishi mumkin edi - shuning uchun vodorod atomlari uzoq vaqt barqaror bo'lolmaydi. Ammo deyteriy yoki tritiy (vodorod-3) hali ham barqaror bo'lib, kislorod va uglerodning ba'zi shakllarini hosil qilishi mumkin. Tadqiqotlarimiz shuni ko'rsatdiki, proton neytrondan 1% dan ortiq og'irlashsa ham, vodorodning ba'zi barqaror shakllari yo'qolishi mumkin.

Deyteriy (yoki tritiy) vodorod-1 o'rnini bosganda, okeanlar "og'ir suv" bilan to'ldiriladi, bu oddiy suvdan fizik va kimyoviy xossalarida ozgina farq qiladi. Bunday dunyolarda organik hayotning rivojlanishiga hech qanday asosiy to'siqlar bo'lmaydi.

MADDA BILAN O'YNASH

Tasavvur qiling-a, yorug'lik kvarklarining massasi o'zgargan (gap neytron va proton kabi barqaror barionlarni hosil qila oladigan zarralar haqida ketmoqda). Elementlar shunday bo'lib qolaveradiki, biz bilgan hayot mumkinmi? Hech bo'lmaganda, hosil bo'lgan koinotda elektr zaryadlari 1, 6 va 8 bo'lgan barqaror yadrolar bo'lishi kerak, chunki bunday zaryadlar ularga mos ravishda vodorod, uglerod va kislorodga o'xshash xususiyatlarni beradi. Quyida nima bo'lishi mumkinligi uchun bir nechta variant mavjud.

Bizning dunyomizda uchinchi eng engil kvark (g'alati kvark) yadro fizikasi jarayonlarida ishtirok etish uchun juda og'ir. Biroq, agar uning massasi o'n martadan ko'proq kamaytirilsa, yadrolar nafaqat proton va neytronlardan, balki g'alati kvarkni o'z ichiga olgan boshqa barionlardan ham hosil bo'lishi mumkin.

Misol uchun, bizning tadqiqot guruhimiz yuqori kvark va g'alati kvarkning massasi bir xil bo'lishi mumkin bo'lgan koinotni aniqladi, lekin pastga kvark ancha engilroq bo'ladi. Atom yadrolari neytronli protonlardan iborat bo'lmaydi - neytronlar o'rniga "sigma minus" deb nomlangan boshqa barion bo'ladi. Shuni ta'kidlash kerakki, hatto bunday tubdan farq qiladigan koinot ham vodorod, uglerod va kislorodning barqaror shakllariga ega bo'lishi mumkin va shuning uchun organik kimyo bo'lishi mumkin. Bunday elementlar hayotning bir joyda paydo bo'lishi uchun etarli miqdorda paydo bo'ladimi yoki yo'qmi, bu ochiq savol.

Ammo agar hayot paydo bo'lsa, xuddi bizning dunyomizdagi kabi sodir bo'lishi mumkin. Bunday koinotda fiziklar nima uchun eng yuqori va g'alati kvarklarning massalari deyarli bir xil degan savolga duch kelishadi. Ular hatto bunday hayratlanarli tasodif organik kimyoning mavjudligi zarurligiga asoslangan antropik tushuntirishga ega deb tasavvur qilishlari mumkin. Biroq, biz bilamizki, bunday tushuntirish noto'g'ri bo'ladi, chunki bizning dunyomiz ham yuqori va g'alati kvarklarning massalari har xil bo'lishiga qaramay, organik kimyoga ega.

Boshqa tomondan, uchta yorug'lik kvarklari bir xil massaga ega bo'lgan koinotlarda organik kimyo bo'lmasligi mumkin: etarlicha katta elektr zaryadiga ega bo'lgan har qanday yadro deyarli darhol parchalanadi. Afsuski, jismoniy parametrlari biznikidan farq qiladigan koinotlarning tarixini batafsil qayta qurish juda qiyin. Ushbu mavzu qo'shimcha tadqiqotlarni talab qiladi.

String landshaft

Olimlar modellashtirish va parametrlarni moslashtirish orqali Multiverse borligining bilvosita dalillarini olishdi. Multiversening haqiqiy mavjudligi hali ham savol ostidami? Bizning fikrimizcha, bu ikki sababga ko'ra kerak emas. Birinchisi, nazariyaga mos keladigan kuzatishlardan kelib chiqadi. Astronomik dalillar bizning koinotimiz fazo-vaqtning kichik bir hududidan, ehtimol protonning milliarddan bir qismidan tug'ilgan degan gipotezani qat'iy tasdiqlaydi. Keyin koinot inflyatsiya deb ataladigan jadal o'sish bosqichidan o'tdi. Kosmologlar hali inflyatsiyaning aniq modelini yaratmaganlar, biroq nazariyaga ko'ra, fazo-vaqtning turli hududlari turlicha sur'atlarda kengayib, shu tariqa o'zining jismoniy konstantalariga ega bo'lgan mustaqil olamga aylanishi mumkin bo'lgan "cho'ntak" ga o'xshash narsani yaratishi mumkin edi. Alohida cho'ntak olamlari orasidagi bo'shliq shu qadar tez kengayib borishi mumkinki, hatto yorug'lik tezligida ham sayohat qilish va xabarlarni bir koinotdan boshqasiga yuborish imkonsiz bo'lar edi.

Multiverse mavjudligining ikkinchi sababi shundaki: bo'sh fazo energiyasining o'lchovi bo'lgan kosmologik konstantaning qiymati g'ayrioddiy aniqlik bilan "sozlangan". Kvant fizikasi hatto bo'sh fazoda ham energiya borligini taxmin qiladi. Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasi energiyaning barcha shakllari tortishish kuchini keltirib chiqarishini aytadi. Agar energiya ijobiy bo'lsa, u bo'shliqning eksponent tezlikda kengayishiga olib keladi. Agar salbiy bo'lsa, koinot "Katta dubulg'a" ga aylanadi. Kvant nazariyasiga ko'ra, kosmologik doimiy kattalik jihatidan shunchalik katta bo'lishi kerakki, fazo galaktikalar kabi tuzilmalar paydo bo'lishi yoki koinot soniyaning bir qismida qulashi uchun juda tez kengayishi mumkin.

BIR kimsa bormi?

Birlamchi vakuumdan ko'plab fizik qonunlar paydo bo'lishi mumkin. Ko'pgina hollarda, shu jumladan quyida muhokama qilinganlar, bunday koinotlarda hayot paydo bo'lishi mumkinmi yoki yo'qmi noma'lum. Ammo kelajakdagi tadqiqotlar bu savolga javob berishi mumkin

GELiy QOIDALARI
Zaif kuchsiz koinotning ba'zi o'zgarishlari deyarli vodorodsiz koinotning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin; yulduzlar asosan geliydan iborat bo'lar edi

MULTI-QUARK
Bizning koinotimizda kvarklar juft yoki uchlik bo'lib zarrachalarni hosil qiladi, ammo boshqa koinotlarda kvarklar to'rt, besh yoki undan ortiq guruhlarda birlashishi mumkin.

YUQORI O'lchamlar
Superstring nazariyasiga ko'ra, kosmos o'nta o'lchovga ega. Bizning koinotimizda uchtadan boshqasi buralgan yoki boshqa sabablarga ko'ra ko'rinmas. To'rt yoki undan ortiq o'lchamlar hali ham ko'rinadigan bo'lsa-chi?

Bizning koinotimiz nima uchun bunday dahshatlardan qutulganini tushuntirishning bir usuli, Eynshteyn tenglamalaridagi ba'zi atamalar kosmologik konstantaning hissasini bekor qilganligini taxmin qilishdir. Muammo shundaki, bu atama juda aniq "sozlangan" bo'lishi kerak edi - uning qiymatining o'nlik kasrning yuzdan bir qismiga og'ishi koinotda tuzilmalarning yo'qligiga olib keladi.

1987 yilda Ostindagi Texas universitetida Nobel mukofoti sovrindori nazariy fizik Stiven Vaynberg antropik tushuntirishni taklif qildi. U kosmologik konstanta qiymatining yuqori chegarasini hisoblab chiqdi. Agar uning haqiqiy qiymati kattaroq bo'lsa, u holda fazo shunchalik tez kengayadiki, Koinotda hayotning paydo bo'lishi uchun zarur bo'lgan tuzilmalar bo'lmaydi. Shunday qilib, bizning mavjudligimiz kosmologik doimiyning qiymati kichik ekanligini isbotlaydi.

Bundan tashqari, 1990-yillarning oxirida. o'tgan asrda astronomlar "qorong'u energiya" ning noma'lum shakli tufayli koinot tez sur'atlar bilan kengayib borayotganini aniqladilar. Kuzatilgan kengayish tezligi shuni ko'rsatadiki, kosmologik konstanta kichik va ijobiy - Vaynberg tomonidan bashorat qilingan diapazonda: bu qorong'u energiya juda "siyrak" ekanligini anglatadi.

Shunday qilib, kosmologik doimiylik eng katta aniqlik bilan "sozlangan" ko'rinadi. Bundan tashqari, bizning guruhimiz tomonidan zaif o'zaro ta'sir va kvark massalariga nisbatan qo'llaniladigan usullar bu holatda muvaffaqiyatsiz bo'lib tuyuladi, chunki kosmologik doimiy biz kuzatayotgan qiymatdan sezilarli darajada katta bo'lgan o'zaro bog'liq olamlarni aniqlash mumkin emas. Ko'p olamda koinotlarning aksariyati hech qanday tuzilma hosil bo'lmaydigan kosmologik doimiylikka ega bo'lishi mumkin edi. Haqiqiy dunyoning analogi - minglab odamlarning qiyin cho'l bo'ylab sayohati. Buni uddalagan va omon qolgan bir nechta omadli odamlar zaharli ilonlar va haqiqatdan juda uzoq ko'rinadigan boshqa halokatli xavf-xatarlar haqida hayajonli hikoyalarni aytib berishadi.

Tarmoqlar nazariyasidan kelib chiqqan nazariy dalillar (Standart modelning spekulyativ kengaytmalari va barcha o'zaro ta'sirlarni mikroskopik iplarning tebranishlari sifatida tasvirlashga urinishlar) bunday stsenariyni qo'llab-quvvatlaydi. Ushbu dalillar shuni ko'rsatadiki, inflyatsiya davrida kosmologik konstanta va boshqa parametrlar "string nazariyasi landshafti" deb ataladigan haqiqatan ham cheksiz turli qiymatlarga ega bo'lishi mumkin. qarang: Busso R., Polchinski J. String nazariyasi landshafti // VMN, No. 12, 2004 yil). Biroq, bizning shaxsiy ishimiz, hech bo'lmaganda, kosmologik doimiylikdan tashqarida, antropik printsipning foydaliligiga shubha qiladi. Muhim muammolar ham paydo bo'ladi. Masalan, agar kuchsiz kuchsiz hayot haqiqatan ham mumkin bo'lsa, nega u bizning Koinotimizda mavjud? Darhaqiqat, zarrachalar fizikasi bizning koinotimizda zaif kuch borligini aytadi, ammo unchalik zaif emas. Standart modelda uning kuzatuv kattaligi g'ayritabiiy darajada katta ko'rinadi. Bu sirning asosiy izohi yangi zarralar va yangi kuchlarning mavjudligini talab qiladi, fiziklar ularni Katta adron kollayderida kashf etishga umid qilishadi. Natijada, ko'plab nazariyotchilar koinotlarning ko'pchiligi zaif kuchga ega bo'lishini kutishadi, shuning uchun uni deyarli yo'q deb hisoblash mumkin. Shunday qilib, biz zaif kuchga ega koinotda yashayotganimiz ajablanarli emas. Tabiiyki, faqat koinot qanday paydo bo'lganligi haqidagi chuqur bilim bu savollarga javob berishga yordam beradi. Xususan, tabiat bu qonunlarni emas, boshqalarni qabul qilishini ko'proq fundamental darajada fizik tamoyillarni kashf qilishimiz mumkin.Biz boshqa olamlarning mavjudligiga to'g'ridan-to'g'ri dalil topa olmasligimiz mumkin va ularning hech birini ko'ra olmaymiz, lekin biz buni qilishimiz kerak. Agar biz Ko'p olamdagi haqiqiy o'rnimizni yoki undan tashqarida nima borligini tushunmoqchi bo'lsak, ular haqida ko'proq bilib oling.

Alejandro Jenkins(Alejandro Jenkins), kosta-rikalik, Florida universitetining Oliy energiya fizikasi guruhida ishlaydi. Garvard universiteti va Kaliforniya texnologiya institutini tamomlagan. U MITda Bob Jaffe va Itamar Kimchi bilan muqobil olamlarni yaratish imkoniyatini tadqiq qilmoqda. Gilad Peres Rehovotdagi Isroil Veyzman institutida nazariy fizik bo‘lib, 2002 yilda Milliy laboratoriyada doktorlik darajasini olgan. Lourens Berkli, u Stenford universitetidan Roni Xarnik va Oregon universitetidan Grem D. Kribs bilan ko'p olamni o'rganadi. Shuningdek, u Stony Bruk universiteti, Boston universiteti va Garvard universitetlarida ishlaydi.

QO'SHIMCHA ADABIYOTLAR

• Dizaynerlar olami? Stiven Vaynberg. Amerika Fanni Rivojlantirish Assotsiatsiyasining Kosmik Dizayn Konferentsiyasi, Vashington, Kolumbiya okrugi, 1999 yil aprel. www.physlink.com/education/essay_weinberg.cfm saytida mavjud.
• Tegmark M. Parallel olamlar // VMN, No 8, 2003 yil.
• Zaif o'zaro ta'sirga ega bo'lmagan olam. Roni Xarnik, Graham D. Kribs va Gilad Peres "Fizika ko'rib chiqish" D, jild. 74, №. 3, 035006-1-035006-15-betlar; 2006 yil avgust.
• Kvark massalari: Atrof-muhitga ta'sir bayonoti. Robert l. Jaffe, Alejandro Jenkins va Itamar Kimchi "Jismoniy sharh" D, jild. 79, №. 6, 065014-1065014-33-betlar; 2009 yil mart.

Ko'p olam ko'plab parallel olamlarning mavjudligini ko'rsatadigan ilmiy tushunchadir. Bu olamlarning xilma-xilligini, ularning xususiyatlari va o'zaro ta'sirini tavsiflovchi bir qancha farazlar mavjud.

Kvant nazariyasi muvaffaqiyatini inkor etib bo'lmaydi. Axir, u bilan birga, zamonaviy dunyoga ma'lum bo'lgan fizikaning barcha asosiy qonunlarini ifodalaydi. Shunga qaramay, kvant nazariyasi hali ham bir qancha savollarni qo'yadi, ularga hali ham aniq javob yo'q. Ulardan biri taniqli "Shredingerning mushuk muammosi" bo'lib, u bashorat va ma'lum bir hodisaning ehtimoli asosida shakllangan kvant nazariyasining chayqalgan poydevorini aniq ko'rsatib beradi. Gap shundaki, kvant nazariyasiga ko'ra, zarraning xususiyati uning barcha mumkin bo'lgan holatlari yig'indisiga teng holatda mavjudligidir. Bunday holda, agar biz kvant olamiga ushbu qonunni qo'llasak, mushuk tirik va o'lik mushukning holatlari yig'indisi ekanligi ma'lum bo'ladi!

Va kvant nazariyasi qonunlari radar, radio, mobil telefonlar va Internet kabi texnologiyalarni qo'llashda muvaffaqiyatli qo'llanilsa-da, biz yuqoridagi paradoksga chidashimiz kerak.

Kvant muammosini hal qilishga urinishda "Kopengagen nazariyasi" deb ataladigan nazariya shakllantirildi, unga ko'ra biz qutini ochib, uning avval noaniq bo'lgan holatini kuzatganimizda, mushukning holati aniq bo'ladi. Biroq, Kopengagen nazariyasini qo'llash, aytaylik, Pluton amerikalik astronom Klayd Tombaugh tomonidan 1930 yil 18 fevralda kashf etilganidan beri mavjud bo'lganligini anglatadi. Faqat shu kuni Plutonning to'lqin funktsiyasi (holati) qayd etildi, qolganlari esa qulab tushdi. Ammo Plutonning yoshi 3,5 milliard yildan ortiq ekanligi ma'lum, bu Kopengagen talqini bilan bog'liq muammolarga ishora qiladi.

Dunyolarning ko'pligi

Kvant muammosining yana bir yechimi 1957 yilda amerikalik fizik Xyu Everett tomonidan taklif qilingan. U "kvant olamlarining ko'p dunyo talqini" deb ataladigan narsani ishlab chiqdi. Unga ko'ra, ob'ekt har safar noaniq holatdan ma'lum bir holatga o'tganda, bu ob'ekt bir qancha ehtimol holatlarga bo'linadi. Shredingerning mushukini misol qilib olsak, qutini ochganimizda, mushuk o'lgan stsenariy bilan koinot paydo bo'ladi va u tirik qoladigan koinot paydo bo'ladi. Shunday qilib, u ikki holatda, lekin parallel olamlarda, ya'ni mushukning barcha to'lqin funktsiyalari o'z kuchida qoladi va ularning hech biri qulab tushmaydi.

Aynan shu gipotezadan ko'plab ilmiy-fantastik yozuvchilar o'zlarining ilmiy fantastika asarlarida foydalanganlar. Parallel olamlarning ko'pligi bir qator muqobil hodisalar mavjudligini ko'rsatadi, buning natijasida tarix boshqacha yo'l tutgan. Misol uchun, ba'zi bir dunyoda yengilmas ispan Armadasi mag'lub bo'lmadi yoki Uchinchi Reyx Ikkinchi Jahon urushida g'alaba qozondi.

Ushbu modelning yanada zamonaviy talqini boshqa dunyolar bilan o'zaro ta'sir qilishning mumkin emasligini to'lqin funktsiyalarining muvofiqligi yo'qligi bilan izohlaydi. Taxminan aytganda, bir nuqtada bizning to'lqin funksiyamiz parallel olamlarning funktsiyalari bilan vaqt o'tishi bilan tebranishni to'xtatdi. Shunda biz boshqa olamlardagi "xonadoshlar" bilan kvartirada ular bilan hech qanday aloqa qilmasdan birga yashashimiz va ular kabi bizning koinotimiz haqiqiy ekanligiga ishonch hosil qilishimiz mumkin.

Aslida, "ko'p dunyolar" atamasi bu nazariyaga mutlaqo mos kelmaydi, chunki u bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan voqealarning ko'p variantlari bilan bir dunyoni nazarda tutadi.

Ko'pgina nazariy fiziklar bu gipoteza nihoyatda fantastik ekanligiga rozi bo'lishadi, ammo u kvant nazariyasi muammolarini tushuntiradi. Biroq, bir qator olimlar ko'p dunyo talqinini ilmiy deb hisoblamaydilar, chunki uni ilmiy usul yordamida tasdiqlash yoki rad etish mumkin emas.

Kvant kosmologiyasida

Bugungi kunda olamlarning ko'pligi haqidagi gipoteza ilmiy sahnaga qaytmoqda, chunki olimlar kvant nazariyasidan biron bir ob'ekt uchun emas, balki uni butun olamga tatbiq etish niyatida. Biz "kvant kosmologiyasi" deb ataladigan narsa haqida gapirayapmiz, bu birinchi qarashda ko'rinsa ham, uning tuzilishida ham bema'ni. Ushbu ilmiy sohadagi savollar koinot bilan bog'liq. Olamning shakllanishining dastlabki bosqichlarida uning kichik o'lchami kvant nazariyasi miqyosiga juda mos keladi.

Bu holda, agar Olamning o'lchamlari ning tartibida bo'lsa, unda kvant nazariyasini qo'llash orqali biz Olamning noaniq holatini ham olishimiz mumkin. Ikkinchisi turli xil ehtimolliklarga ega bo'lgan boshqa olamlarning turli holatlardagi mavjudligini nazarda tutadi. Keyin barcha parallel olamlarning umumiy holati bitta "Koinotning to'lqin funktsiyasini" beradi. Ko'p dunyo talqinidan farqli o'laroq, kvant olamlari alohida mavjud.

Ma'lumki, Koinotni nozik sozlash muammosi mavjud bo'lib, u dunyodagi tabiatning asosiy qonunlarini belgilaydigan jismoniy fundamental konstantalar hayotning mavjudligi uchun ideal tarzda tanlanganligiga e'tibor qaratadi. Agar protonning massasi biroz kichikroq bo'lsa, vodoroddan og'irroq elementlarning hosil bo'lishi mumkin emas edi. Ushbu muammoni turli xil fundamental qadriyatlarga ega bo'lgan ko'plab parallel olamlar amalga oshiriladigan multiverse modeli yordamida hal qilish mumkin. Keyin bu olamlarning ba'zilarining mavjudligi ehtimoli kichik va ular tug'ilgandan keyin tez orada "o'ladi", masalan, ular qisqaradi yoki uchib ketadi. Konstantalari fizikaning qarama-qarshi bo'lmagan qonunlarini tashkil etuvchi boshqalar barqaror bo'lib qoladilar. Ushbu gipotezaga ko'ra, ko'p olam ko'p sonli parallel olamlarni o'z ichiga oladi, ularning aksariyati "o'lik" va faqat oz sonli parallel olamlar ularga uzoq vaqt mavjud bo'lishga imkon beradi va hatto aqlli dunyoning mavjudligiga huquq beradi. hayot.

String nazariyasida

Nazariy fizikaning eng istiqbolli sohalaridan biri. U kvant satrlarini tasvirlash bilan shug'ullanadi - tebranishlari bizga zarrachalar shaklida ko'rinadigan kengaytirilgan bir o'lchovli ob'ektlar. Ushbu nazariyaning asl maqsadi ikkita asosiy nazariyani birlashtirishdir: umumiy nisbiylik va kvant nazariyasi. Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, buni bir necha usul bilan amalga oshirish mumkin, buning natijasida bir nechta tor nazariyalari shakllangan. 1990-yillarning oʻrtalarida bir qator nazariy fiziklar bu nazariyalar keyinchalik “M-nazariyasi” deb nomlangan yagona konstruksiyaning turli misollari ekanligini aniqladilar.

Uning o'ziga xos xususiyati torlari bizning koinotimizga kirib boradigan ma'lum 11 o'lchovli membrananing mavjudligidadir. Biroq, biz to'rt o'lchovli dunyoda yashaymiz (uchta kosmik koordinatalar va bitta vaqt), boshqa o'lchamlar qayerga boradi? Olimlarning ta'kidlashicha, ular juda kichik miqyosda o'zlarini yopishadi, bu esa texnologiyaning etarli darajada rivojlanmaganligi sababli kuzatilishi mumkin emas. Ushbu bayonotdan yana bir sof matematik muammo yuzaga keladi - ko'p sonli "yolg'on vakua" paydo bo'ladi.

Biz tomonidan kuzatilmaydigan bo'shliqlarning bu konvolyutsiyasi, shuningdek, yolg'on vakuaning mavjudligi uchun eng oddiy tushuntirish - bu ko'p o'lchovdir. String fiziklari nafaqat turli xil jismoniy qonunlarga, balki turli xil o'lchamlarga ega bo'lgan juda ko'p boshqa koinotlar mavjudligi haqidagi g'oyaga tayanadilar. Shunday qilib, bizning koinotimizning membranasini soddalashtirilgan shaklda shar, biz yashayotgan va 7 o'lchami "qulagan" holatda bo'lgan pufakcha sifatida ko'rsatish mumkin. Keyin bizning dunyomiz boshqa membrana olamlari bilan birgalikda 11 o'lchovli giperfazoda suzuvchi ko'plab sovun pufakchalariga o'xshaydi. Biz, 3 o'lchovli fazoda mavjud bo'lgan holda, undan chiqa olmaymiz va shuning uchun boshqa olamlar bilan aloqa qilish imkoniga ega emasmiz.

Yuqorida aytib o'tilganidek, parallel olam va koinotlarning aksariyati o'likdir. Ya'ni, hayot uchun beqaror yoki yaroqsiz jismoniy qonunlar tufayli, ularning moddasi, masalan, faqat elektronlarning strukturasiz to'planishi shaklida ifodalanishi mumkin va. Buning sababi zarrachalarning mumkin bo'lgan kvant holatlarining xilma-xilligi, asosiy konstantalarning turli qiymatlari va turli xil o'lchamlardir. Shunisi e'tiborga loyiqki, bunday taxmin Kopernik printsipiga zid kelmaydi, bu bizning dunyomiz yagona emas. Chunki, oz miqdorda bo'lsa-da, jismoniy qonunlari biznikidan farqli bo'lishiga qaramay, murakkab tuzilmalarning shakllanishiga va aqlli hayotning paydo bo'lishiga imkon beradigan dunyolar bo'lishi mumkin.

Nazariyaning haqiqiyligi

Garchi ko'p o'lchovli gipoteza ilmiy fantastika kitobidagi narsaga o'xshab ko'rinsa-da, uning bir kamchiligi bor: olimlar buni ilmiy usul yordamida isbotlash yoki rad etishlari mumkin emas. Ammo uning orqasida murakkab matematika bor va bir qator muhim va istiqbolli fizikaviy nazariyalar unga tayanadi. Ko'p dunyo foydasiga argumentlar quyidagi ro'yxatda keltirilgan:

• Bu kvant mexanikasining ko'p dunyo talqinining mavjudligi uchun asosdir. Kvant mexanikasidagi noaniqlik muammosini hal qiladigan ikkita ilg'or nazariyadan biri (Kopengagen talqini bilan birga).
• Koinotning nozik sozlanishi mavjudligining sabablarini tushuntiradi. Ko'p olamga kelsak, bizning dunyomizning parametrlari ko'plab mumkin bo'lgan variantlardan faqat bittasi.
• Bu "torlar nazariyasi landshafti" deb ataladi, chunki u soxta vakua muammosini hal qiladi va koinotimizning ma'lum miqdordagi o'lchamlarini nima uchun bukishini tasvirlashga imkon beradi.

• tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, bu uning kengaytmasini eng yaxshi tushuntiradi. Koinot shakllanishining dastlabki bosqichlarida, ehtimol, u har biri bir-biridan mustaqil ravishda rivojlangan ikki yoki undan ortiq olamga bo'linishi mumkin edi. Olamning zamonaviy standart kosmologik modeli Lambda-CDM inflyatsiya nazariyasiga asoslanadi.

Shved kosmologi Maks Tegmark turli xil muqobil dunyolar tasnifini taklif qildi:

1. Bizning ko'rinadigan olamimizdan tashqaridagi olamlar.
2. M-nazariyasiga ko'ra, masalan, boshqa membranalarda joylashgan bo'lishi mumkin bo'lgan boshqa fundamental konstantalar va o'lchamlar soniga ega olamlar.
3. Kvant mexanikasining ko'p dunyo talqiniga ko'ra paydo bo'ladigan parallel olamlar.
4. Yakuniy ansambl barcha mumkin bo'lgan olamlardir.

Ko'p olam nazariyasining kelajakdagi taqdiri haqida hali hech narsa aytish mumkin emas, lekin bugungi kunda u kosmologiya va nazariy fizikada sharafli o'rinni egallaydi va bizning davrimizning bir qator taniqli fiziklari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi: Stiven Xoking, Brayan Grin, Maks. Tegmark, Michio Kaku, Alan Gut, Nil Tayson va boshqalar.

Fan

Biz yashayotgan koinot yagona emas. Darhaqiqat, u cheksiz koinotlarning faqat bitta birligi bo'lib, ularning umumiyligi deyiladi Multiverse.

Ko'p dunyoda borligimiz haqidagi da'vo xayoldek tuyulishi mumkin, ammo buning ortida sabablar bor. haqiqiy ilmiy tushuntirishlar. Ko'p sonli jismoniy nazariyalar mustaqil ravishda Multiverse haqiqatan ham mavjudligini ko'rsatadi.

Sizni bizning Koinotimiz Ko'p olamning zarrasi ekanligini tasdiqlovchi eng mashhur ilmiy nazariyalar bilan tanishishga taklif qilamiz.

1) Koinotlarning cheksizligi

Olimlar fazo-vaqt qanday shaklga ega ekanligini hali aniq bilishmaydi, lekin katta ehtimol bu jismoniy model tekis shaklga ega(sferik yoki donut shaklidan farqli o'laroq) va cheksiz cho'ziladi. Agar fazoviy vaqt cheksiz bo'lsa, u bir nuqtada o'zini takrorlashi kerak. Buning sababi shundaki, zarralar fazoda va vaqt ichida ma'lum usullarda joylashishi mumkin va bu yo'llar soni cheklangan.

Shunday qilib, agar siz etarlicha uzoqqa qarasangiz, siz o'zingizning boshqa versiyangizga qoqilib qolishingiz mumkin, aniqrog'i, cheksiz ko'p variantlar uchun. Bu egizaklarning ba'zilari siz qilgan ishni qiladi, boshqalari esa har xil kiyim kiyadi, turli ishlarga ega bo'ladi va hayotda turli xil tanlovlar qiladi.

Bizning koinotimiz hajmini tasavvur qilish qiyin. Yorug'lik zarralari uning markazidan chetiga 13,7 mlrd. Aynan necha yil oldin Katta portlash sodir bo'lgan. Bu masofadan tashqaridagi fazoviy vaqtni alohida olam deb hisoblash mumkin. Shunday qilib, bir-birining yonida bir nechta koinot mavjud bo'lib, ular cheksiz ulkan yamoqli ko'rpani ifodalaydi.

2) Bubble Gigant Koinot

Ilmiy dunyoda koinotlarning rivojlanishining boshqa nazariyalari mavjud, jumladan nazariya Inflyatsiyaning xaotik nazariyasi . Ushbu nazariyaga ko'ra, koinot Katta portlashdan keyin tez kengayishni boshladi. Bu jarayon eslatdi sharni puflash gaz bilan to'ldirilgan.

Inflyatsiyaning xaotik nazariyasini birinchi marta kosmolog Aleksandr Videnkin taklif qilgan. Bu nazariya shuni ko'rsatadiki, fazoning ba'zi qismlari to'xtab, boshqalari esa kengayishda davom etadi izolyatsiya qilingan "ko'pikli olamlarni" shakllantirishga imkon beradi.

Bizning koinotimiz cheksiz miqdordagi shunga o'xshash pufakchalar mavjud bo'lgan keng kosmosdagi kichik pufakchadir. Bu qabariq koinotlarning ba'zilarida fizika qonunlari va fundamental konstantalar biznikidan farq qilishi mumkin. Bu qonunlar biz uchun g'alati tuyulishi mumkin.

3) Parallel olamlar

String nazariyasidan kelib chiqadigan yana bir nazariya parallel olamlar tushunchasi mavjudligidir. Parallel dunyolar g'oyasi biz tasavvur qilganimizdan ko'ra ko'proq o'lchamlar mavjudligidan kelib chiqadi. Bizning g'oyalarimizga ko'ra, bugungi kunda mavjud 3 fazoviy o'lcham va 1 vaqt.

Fizik Brayan Grin dan Kolumbiya universiteti buni shunday tasvirlaydi: "Bizning koinotimiz ko'p o'lchovli kosmosda suzuvchi juda ko'p "bloklar" dan bir "blok" dir."

Bundan tashqari, ushbu nazariyaga ko'ra, koinotlar har doim ham parallel emas va har doim ham bizning qo'limizdan tashqarida emas. Ba'zan ular bir-biriga yopishib olishlari mumkin, koinotlarni qayta-qayta asl holatiga qaytaradigan takroriy Katta portlashlarga sabab bo'ladi.

4) Qizi olamlar - koinotlarning shakllanishining yana bir nazariyasi

Kichik subatomik zarrachalar dunyosi haqidagi tushunchalar asosida qurilgan kvant mexanikasi nazariyasi bir nechta koinotlarning paydo bo'lishining boshqa yo'lini taklif qiladi. Kvart mexanikasi aniq xulosalar chiqarishdan qochgan holda dunyoni ehtimollar nuqtai nazaridan tasvirlaydi.

Matematik modellar, bu nazariyaga ko'ra, vaziyatning barcha mumkin bo'lgan natijalarini qabul qilishi mumkin. Masalan, o'ngga yoki chapga burilishingiz mumkin bo'lgan chorrahada, hozirgi koinot ikkita qiz olamni tashkil qiladi, ulardan birida siz o'ngga, ikkinchisida esa chapga borishingiz mumkin.

5) Matematik olamlar - olamning kelib chiqishi haqidagi gipoteza

Olimlar matematika koinotni tasvirlash uchun foydali vositami yoki uning o'zi asosiy haqiqatmi yoki yo'qmi, degan savolga uzoq vaqtdan beri bahslashmoqda. Bizning kuzatishlarimiz haqiqiy matematik tabiatning nomukammal tasvirlaridir.

Agar ikkinchisi to'g'ri bo'lsa, ehtimol bizning koinotimizni shakllantiradigan maxsus matematik tuzilma yagona variant emas. Boshqa mumkin bo'lgan matematik tuzilmalar alohida olamlarda mustaqil ravishda mavjud bo'lishi mumkin.

"Matematik tuzilma - bu bizning bilimlarimiz va tushunchalarimizdan mutlaqo mustaqil ravishda tasvirlash mumkin bo'lgan narsadir.- gapiradi Maks Tegmark, Massachusets texnologiya instituti professori, ushbu faraz muallifi. - Shaxsan men qayerdadir mendan butunlay mustaqil bo‘lishi mumkin bo‘lgan va unda odamlar bo‘lmasa ham mavjud bo‘lishda davom etadigan olam borligiga ishonaman”.

Biz yashayotgan koinot yagona bo'lmasligi mumkin.

Garchi bu kontseptsiya hayratlanarli bo'lsa-da, uning ortida qandaydir ajoyib fizika bor. Va buni tekshirishning yagona usuli emas, ko'plab fizik nazariyalar mustaqil ravishda bu xulosaga olib keladi. Darhaqiqat, ba'zi ekspertlar yashirin olamlarning mavjudligi ehtimoldan ko'ra ko'proq deb hisoblashadi. Mana biz MegaUniverseda yashashimizni ko'rsatadigan eng ishonchli beshta ilmiy nazariya.

1. Matematik olamlar

Olimlar matematika shunchaki koinotni tavsiflash uchun foydali vositami yoki matematikaning o'zi asosiy haqiqatmi yoki yo'qmi - va bizning koinot bo'yicha kuzatuvlarimiz uning haqiqiy matematik tabiatining nomukammal tasvirlari ekanligi haqida bahslashmoqda. Agar ikkinchisi to'g'ri bo'lsa, ehtimol bizning koinotimizning matematik invariantlari mavjud.

Ushbu strukturaviy invariantlarda matematik mantiq qonunlari bajariladi, ba'zan bizga tanish bo'lgan dunyo mantig'idan farq qiladi.

Massachusets texnologiya instituti xodimi Maks Tegmark shunday deydi: “Matematik tuzilma – bu qandaydir tarzda tasvirlanishi mumkin bo‘lgan narsa, u butunlay inson bilimiga bog‘liqdir”. "Men haqiqatan ham bu koinot mavjudligiga, u mendan mustaqil ravishda mavjud bo'lishi mumkinligiga va odamlar bo'lmasa ham mavjud bo'lishda davom etishiga chin dildan ishonaman."

Boshqacha qilib aytganda, bu invariantlar ularni amalga oshirishga harakat qilayotgan insoniyatning mavjudligiga umuman bog'liq emas.

2. Qizlar olamlari

Subatomik zarralar dunyosida hukmronlik qilayotgan kvant mexanikasi nazariyasi bir nechta koinotlar mavjud bo'lishining yana bir yo'lini taklif qiladi. Kvant mexanikasi dunyoni ma'lum natijalar emas, balki ehtimollar nuqtai nazaridan tasvirlaydi. Va bu nazariyaning matematikasi shuni ko'rsatadiki, barcha mumkin bo'lgan natijalar o'zlarining alohida olamlarida sodir bo'ladi.

Misol uchun, agar siz o'ngga yoki chapga borishingiz mumkin bo'lgan chorrahaga etib borsangiz, haqiqiy koinot ikkita qiz olamni keltirib chiqaradi: chapga va o'ngga boradigan va ularni farqlash mumkin emas.

3. Parallel olamlar

String nazariyasidan kelib chiqadigan yana bir g'oya bu bizning qo'limiz yetmaydigan darajada suzuvchi parallel olamlardir. Fikr bizning dunyomizga qaraganda ko'proq o'lchamlarning mavjudligi ehtimolidan kelib chiqadi. Kosmosning uch o'lchovli haqiqatiga qo'shimcha ravishda, boshqa uch o'lchovli haqiqatlar ham ko'p o'lchovli kosmosda suzishi mumkin.

Kolumbiya universiteti fizigi Brayan Grin buni shunday ta'riflaydi: "Bizning koinotimiz ko'p o'lchovli kosmosda suzuvchi juda ko'p "bloklar" ning faqat bitta "blokidir".

Ushbu nazariyaning ba'zi ta'sirlari shuni ko'rsatadiki, ba'zida bu parallel olamlar har doim ham parallel emas va har doim ham qo'l ostida emas. Ba'zan ular bir-biriga to'qnashib ketishi mumkin, natijada Katta portlashlar paydo bo'ladi, bu esa tobora ko'proq yangi olamlarning yaratilishiga olib keladi.

4. Pufak olamlari

Ilmiy dunyoda koinotlar rivojlanishining boshqa nazariyalari, shu jumladan xaotik inflyatsiya nazariyasi mavjud.

Ushbu nazariya, Katta portlashdan keyin koinot shishgan shardek kengayib, uning bir qismi bizga tanish bo'lgan koinotning "pufakchasi" shaklida shakllana oldi, bu esa yulduzlarning paydo bo'lishiga imkon berdi.

Ammo fazo-vaqtning ba'zi qismlarida jarayonlar boshqacha kechdi va buning natijasida boshqa ko'plab izolyatsiya qilingan olamlar - alohida "pufakchalar", puflangan sovun pufakchalari shaklida - har xil o'lchamdagi, rivojlanishning turli bosqichlarida, o'zlarining jismoniy konstantalari va qonunlari.

Kontseptsiyani hozirda Tufts universitetida bo'lgan kosmolog Aleksandr Vilenkin taklif qilgan.

5. Cheksiz olamlar

Olimlar fazo-vaqtning eng ehtimol tekis shaklini (sferik yoki toroidaldan farqli o'laroq) ko'rib chiqadilar.

Ammo fazoviy vaqt cheksiz bo'lsa va abadiy davom etsa, u bir vaqtning o'zida o'zini takrorlay boshlashi kerak, chunki zarrachalarni fazoda va vaqt ichida joylashtirishning chekli usullari mavjud.

Shunday qilib, agar siz etarlicha uzoqqa borsangiz, siz o'zingizning boshqa versiyangizga duch kelishingiz mumkin - va aslida, ularning cheksiz soni bor. Bu egizaklarning ba'zilari aynan siz hozir qilayotgan ish bilan shug'ullanishadi, boshqalari esa bugun ertalab turli kozok kiyishadi va ular butunlay boshqacha martaba va boshqa turmush tarziga ega bo'lishi mumkin.

Kuzatiladigan olam Katta portlashdan atigi 13,7 milliard yil o'tgach (13,7 milliard yorug'lik yiliga teng) kengayganligi sababli, bu chegaradan tashqaridagi fazoviy vaqtni o'zining alohida olami deb hisoblash mumkin. Shunday qilib, ko'plab olamlar bir-birining yonida, koinotlarning ulkan yamoq ko'rpasi kabi mavjud.

Agar ba'zi muhim tarixiy voqealarning natijasi boshqacha bo'lganida, bizning dunyomiz bugungi kunda qanday tuzilgan bo'lar edi, deb qanchalik tez-tez o'ylaysiz? Masalan, dinozavrlar yo'q bo'lib ketmaganida sayyoramiz qanday bo'lar edi? Bizning har bir harakatimiz va qarorimiz avtomatik ravishda o'tmishning bir qismiga aylanadi. Aslida, hozir yo'q: biz hozir qilayotgan hamma narsani o'zgartirib bo'lmaydi, u Koinot xotirasida qayd etilgan. Biroq, biz butunlay boshqacha hayot kechiradigan ko'plab koinotlar mavjud bo'lgan nazariya mavjud: bizning har bir harakatimiz ma'lum bir tanlov bilan bog'liq va bizning koinotimizda bu tanlovni parallel ravishda "boshqa men" qilish bilan bog'liq. qarama-qarshi qaror qabul qiladi. Ilmiy nuqtai nazardan bunday nazariya qanchalik asosli? Nega olimlar bunga murojaat qilishdi? Keling, maqolamizda buni tushunishga harakat qilaylik.

Koinot haqidagi ko'p dunyo tushunchasi

Mumkin bo'lgan dunyolar to'plami nazariyasi birinchi marta amerikalik fizik Xyu Everett tomonidan tilga olingan. U fizikaning asosiy kvant sirlaridan birining yechimini taklif qildi. To'g'ridan-to'g'ri Hugh Everett nazariyasiga o'tishdan oldin, o'nlab yillar davomida butun dunyo fiziklarini hayratda qoldirgan kvant zarralarining bu siri nima ekanligini tushunish kerak.

Oddiy elektronni tasavvur qilaylik. Ma'lum bo'lishicha, u kvant ob'ekti sifatida bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'lishi mumkin. Uning bu xossasi ikki holatning superpozitsiyasi deyiladi. Ammo sehr shu bilan tugamaydi. Biz elektronning joylashishini qandaydir tarzda aniqlamoqchi bo'lganimizdan so'ng, masalan, biz uni boshqa elektron bilan urib tushirishga harakat qilamiz, keyin kvantdan u oddiy bo'ladi. Bu qanday mumkin: elektron ham A nuqtada, ham B nuqtada edi va birdan ma'lum bir vaqtda B nuqtasiga sakrab chiqdi?

Xyu Everett ushbu kvant sirining talqinini taklif qildi. Uning ko'p dunyolar nazariyasiga ko'ra, elektron bir vaqtning o'zida ikkita holatda mavjud bo'lib qoladi. Hammasi kuzatuvchining o‘zi haqida: endi u kvant ob’ektiga aylanadi va ikki holatga bo‘linadi. Ulardan birida u A nuqtada, ikkinchisida - B nuqtasida elektronni ko'radi. Ikkita parallel reallik mavjud va kuzatuvchi ularning qaysi birida o'zini topishi noma'lum. Haqiqatlarga bo'linish faqat ikkinchi raqam bilan chegaralanmaydi: ularning shoxlanishi faqat hodisalarning o'zgarishiga bog'liq. Biroq, bu haqiqatlarning barchasi bir-biridan mustaqil ravishda mavjud. Biz, kuzatuvchilar sifatida, o'zimizni bir joyda topamiz, undan chiqib ketish ham, parallelga o'tish ham mumkin emas.

Octavio Fossatti / Unsplash.com

Ushbu kontseptsiya nuqtai nazaridan, fizika tarixidagi eng ilmiy mushuk - Shredingerning mushuki bilan tajriba osongina tushuntiriladi. Kvant mexanikasining ko'p dunyo talqiniga ko'ra, po'lat kameradagi kambag'al mushuk ham tirik, ham o'lik. Biz bu xonani ochganimizda, go‘yo mushuk bilan qo‘shilib, bir-biri bilan kesishmaydigan ikkita – tirik va o‘lik holatni hosil qilgandek bo‘lamiz. Ikki xil koinot shakllanadi: birida kuzatuvchi o'lik mushuk bilan, ikkinchisida tirik bilan.

Darhol shuni ta'kidlash kerakki, ko'p olamlar tushunchasi ko'p olamlarning mavjudligini anglatmaydi: u bitta, oddiygina ko'p qatlamli va undagi har bir ob'ekt turli xil holatlarda bo'lishi mumkin. Bunday kontseptsiyani eksperimental tasdiqlangan nazariya deb bo'lmaydi. Hozircha bu kvant sirining matematik tavsifi xolos.

Xyu Everettning nazariyasini fizik va Avstraliyaning Griffit universiteti professori Xovard Vizman, Griffit universiteti kvant dinamikasi markazidan doktor Maykl Xoll va Kaliforniya universitetidan doktor Dirk-Andre Dekert qo'llab-quvvatlaydi. Ularning fikriga ko'ra, parallel olamlar haqiqatan ham mavjud va ular turli xil xususiyatlarga ega. Har qanday kvant sirlari va naqshlari qo'shni olamlarni bir-biridan "itarish" ning natijasidir. Ushbu kvant hodisalari har bir dunyo boshqasidan farq qiladigan tarzda paydo bo'ladi.

Parallel olamlar tushunchasi va simlar nazariyasi

Maktab darslaridan biz fizikada ikkita asosiy nazariya mavjudligini yaxshi eslaymiz: umumiy nisbiylik va kvant maydon nazariyasi. Birinchisi, makrodunyodagi jismoniy jarayonlarni, ikkinchisi - mikroda. Agar ikkala nazariya ham bir xil miqyosda ishlatilsa, ular bir-biriga zid keladi. Barcha masofalar va masshtablarga tegishli umumiy nazariya bo'lishi mantiqan to'g'ri keladi. Shunday qilib, fiziklar simlar nazariyasini ilgari surdilar.

Gap shundaki, juda kichik miqyosda oddiy ipdan tebranishlarga o'xshash ma'lum tebranishlar paydo bo'ladi. Bu simlar energiya bilan zaryadlangan. "Stringlar" tom ma'noda satrlar emas. Bu zarrachalarning o'zaro ta'sirini, fizik konstantalarni va ularning xususiyatlarini tushuntiruvchi abstraktsiyadir. 1970-yillarda, nazariya paydo bo'lganida, olimlar butun dunyomizni tasvirlash universal bo'lishiga ishonishgan. Biroq, ma'lum bo'lishicha, bu nazariya faqat 10 o'lchovli fazoda ishlaydi (va biz to'rt o'lchovli fazoda yashaymiz). Kosmosning qolgan olti o'lchovi shunchaki qulab tushadi. Ammo, ma'lum bo'lishicha, ular oddiy tarzda katlanmagan.

2003 yilda olimlar ular juda ko'p yo'llar bilan qulashi mumkinligini aniqladilar va har bir yangi usul turli xil jismoniy konstantalar bilan o'z koinotini ishlab chiqaradi.

Jeyson Blackeye / Unsplash.com

Ko'p dunyo kontseptsiyasida bo'lgani kabi, simlar nazariyasini ham eksperimental tarzda isbotlash juda qiyin. Bundan tashqari, nazariyaning matematik apparati shunchalik qiyinki, har bir yangi g'oya uchun matematik tushuntirishni tom ma'noda noldan izlash kerak.

Matematik olam gipotezasi

Kosmolog va Massachusets texnologiya instituti professori Maks Tegmark 1998 yilda o'zining "hamma narsa nazariyasini" ilgari surdi va uni matematik olam gipotezasi deb atadi. U ko'p sonli fizik qonunlarning mavjudligi muammosini o'ziga xos tarzda hal qildi. Uning fikricha, matematika nuqtai nazaridan izchil bo'lgan bu qonunlarning har bir to'plami mustaqil olamga mos keladi. Nazariyaning universalligi shundaki, u turli xil fizik qonunlarni va fizik konstantalar qiymatlarini tushuntirish uchun ishlatilishi mumkin.

Tegmark barcha olamlarni, uning kontseptsiyasiga ko'ra, to'rt guruhga bo'linishni taklif qildi. Birinchisi, bizning kosmik ufqimizdan tashqarida joylashgan olamlarni o'z ichiga oladi, ular metagalaktikadan tashqari ob'ektlar deb ataladi. Ikkinchi guruhga bizning koinotimizdan farqli boshqa jismoniy konstantalarga ega dunyolar kiradi. Uchinchisi - kvant mexanikasi qonunlarini talqin qilish natijasida paydo bo'ladigan olamlar. To'rtinchi guruh - bu ma'lum matematik tuzilmalar paydo bo'lgan barcha olamlarning ma'lum bir to'plami.

Tadqiqotchi ta'kidlaganidek, bizning koinotimiz yagona emas, chunki kosmos cheksizdir. Biz yashayotgan dunyomiz kosmos bilan cheklangan, yorug'lik bizga Katta portlashdan 13,8 milliard yil o'tib yetib kelgan. Biz boshqa koinotlar haqida hech bo'lmaganda yana bir milliard yildan so'ng, ulardan yorug'lik bizga yetib borguncha ishonchli tarzda bilib olamiz.

Stiven Xoking: Qora tuynuklar boshqa koinotga olib boradigan yo'ldir

Stiven Xoking ham ko'p olamlar nazariyasi tarafdoridir. Zamonamizning eng mashhur olimlaridan biri birinchi marta 1988 yilda "Qora tuynuklar va yosh olamlar" inshosini taqdim etdi. Tadqiqotchining fikricha, qora tuynuklar muqobil olamlarga olib boradigan yo‘ldir.

Stiven Xoking tufayli biz bilamizki, qora tuynuklar energiyani yo'qotib, bug'lanib, tadqiqotchining o'zi nomi bilan atalgan Xoking nurlanishini chiqaradi. Buyuk olim bu kashfiyotni amalga oshirishdan oldin, ilmiy jamoatchilik qora tuynukga qandaydir tarzda tushib qolgan hamma narsa yo'q bo'lib ketganiga ishonishgan. Xoking nazariyasi bu taxminni rad etadi. Fizik olimning fikricha, gipotetik jihatdan qora tuynuk ichiga tushgan har qanday narsa, buyum, buyum undan uchib chiqib, boshqa olamga tushib qoladi. Biroq, bunday sayohat bir tomonlama harakatdir: qaytish uchun hech qanday yo'l yo'q.