Kaip paraleliniai pasauliai atrodo moderniosios fizikos akimis: jie iš tikro gali egzistuoti!  (1)

Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Sudomino? Užpildyk šią anketą!

Jei tai tiesa, tuomet viena visata gali turėti skirtingas fizines savybes nuo tos, kuri sukūrė juodąją skylę. Tai tarsi atsitiktinės genetinės mutacijos, kurios lemia, kad vaikų organizmai skiriasi nuo tėvų.

Jeigu „gimusi visata“ turi fizines savybes, leidžiančias formuotis atomams, žvaigždėms ir gyvybei, joje taip pat egzistuoja ir juodosios skylės. Tai reiškia, kad ji taip pat gali susilaukti savo „palikuonių“. Bėgant laiku tokios visatos tampa kur kas dažnesnės, nei esančios be juodųjų skylių, nes pastarosios jos negali daugintis.

Branų multivisata

Kai Alberto Einsteino bendroji reliatyvumo teorija pradėjo susilaukti visuotinio dėmesio antrajame dešimtmetyje, daugelis ėmė kalbėti apie „ketvirtą matmenį“, kuriuo A.Einsteinas rėmėsi. Kas ten gali būti? Galbūt slapta visata?

Tačiau tai nebuvo tikslu. A.Einsteinas nesiūlė naujo matmens. Jis tiesiog sakė, kad laikas taip pat yra matmuo, toks kaip ir trys erdvės matmenys. Visi jie sujungti į vieną pluoštą, vadinamą erdvėlaikiu.

Nepaisant to, tuo metu daugelis fizikų ėmė spekuliuoti apie naujus erdvės matmenis.

Pirmieji pasvarstymai apie naujus matmenis atsirado po fiziko teoretiko Theodoro Kaluza darbų. 1921 m. tyrime jis parodė, kad įtraukus papildomus matmenis į A.Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos skaičiavimus, jis galėjo išvesti papildomą lygtį, kuri nuspėjo šviesos egzistavimą.

Tai žadėjo daug. Tačiau kurgi tas papildomas matmuo?

Švedų fizikas Oskaras Kleinas 1926-aisiais pateikė atsakymą. Greičiausiai dar vienas matmuo slypėjo neįtikėtinai mažoje skalėje – milijardojoje trilijono trilijono centimetro dalyje. Įsipainiojusio matmens idėja atrodo labai keista, tačiau tai jau pažįstamas reiškinys.

Pavyzdžiui, sodas atrodo tarsi trijų matmenų objektas, tačiau iš labai didelio atstumo kitų dviejų matmenų nematyti, tad jis gali atrodyti tarsi linijinis vieno matmens objektas.

Taigi O.Kleinas aiškino, kad jo pasiūlyt matmens riba peržengiama labai greitai ir mes jo nepastebime.

Nuo to laiko O.Kleino ir T.Kaluza idėjas fizikai plėtojo ir inkorporavo į stygų teoriją. Joje fundamentalios dalelės aiškinamos tarsi miniatiūrinių objektų, vadinamų stygomis, vibracijos.

Kai stygų teorija buvo sukurta aštuntajame dešimtmetyje, paaiškėjo, kad ji gali egzistuoti tik tokiu atveju, jeigu yra papildomų matmenų. Modernioje stygų teorijos versijoje, vadinamoje M-teorijoje, jų suskaičiuojama iki septynių.

Dar daugiau, šie matmenys neprivalo būti suspausti. Jie gali būti išsiplėtę regionai, vadinami branomis (sutrumpintai nuo angl. „membrane“), kurios gali driektis per kelis matmenis. Vienoje branoje gali slėptis ištisa visata. M-teorijoje postuluojama branų multivisata su skirtingais matmenimis, kurie egzistuoja tarsi vienas ant kito sudėti popieriaus lakštai.

Jei tai tiesa, turi egzistuoti nauja dalelių klasė, vadinama Kaluza-Kleino dalelėmis. Teoriškai mes turėtume jas sukurti, galbūt dalelių greitintuvuose, kaip Didysis hadronų greitintuvas.

Branų pasauliai turėtų būti gana atskiri ir tolimi vienas nuo kito, nes jėgos, tokios kaip gravitacija, tarp jų nejuda. Tačiau jei branos susijungia, to rezultatas būna akivaizdus – teoriškai branų susijungimas galėtų sukelti ir Didįjį Sprogimą.

Teorijoje taip pat kalbama, kad iš kitų fundamentalių jėgų išsiskirianti gravitacija kartais gali „nutekėti“ tarp branų. Šis „nuotėkis“ padėtų paaiškinti, kodėl gravitacija taip skiriasi nuo kitų fundamentalių jėgų.

Lisa Randall iš Harvardo universiteto 1999-aisiais iškėlė hipotezę, kad branos ne tik perneša gravitaciją, bet ir ją kuria išlenkdamos erdvėlaikį. Tai gali reikšti, kad jei vienoje branoje gravitacija „sukoncentruota“, kitoje branoje ji yra silpna.

Ši teorija taip pat gali paaiškinti, kodėl mes galėtume gyventi branoje su begale papildomų matmenų ir jų nepastebėti. Jei mokslininkų idėja yra teisinga, yra be galo daug erdvės kitoms visatoms.

Kvantinė multivisata

Kvantinės mechanikos teorija yra viena sėkmingiausių mokslo teorijų. Ji paaiškina labai mažų objektų, kaip atomai ir kitos fundamentalios dalelės, elgesį. Ji gali nuspėti įvairius reiškinius, nuo molekulių formų iki to, kaip šviesa ir medžiaga sąveikauja, neįtikėtinu tikslumu.

Kvantinė mechanika daleles traktuoja taip, tarsi jos būtų bangos ir aprašo jas matematine išraiška, vadinama bangine funkcija. Turbūt keisčiausia banginės funkcijos savybė yra ta, kad ji leidžia kvantinei dalelei egzistuoti keliose būsenose vienu metu. Tai vadinama superpozicija.

Tačiau superpozicijos yra sunaikinamos iškart, kai tik mes pabandome matuoti objektą – stebėjimas priverčia objektus „rinktis“ vieną konkrečią būseną.

Šis matavimų sukeltas persijungimas iš superpozicijos į vientisą būseną vadinamas „banginės funkcijos kolapsavimu“. Problema ta, kad šis reiškinys nėra iki galo apibūdintas kvantinėje mechanikoje, todėl niekas nežino, kodėl taip nutinka.

1957-aisiais JAV fizikas Hughas Everettas pasiūlė nesigilinti į banginės funkcijos prigimtį ir jos atsisakyti. Jis iškėlė prielaidą, kad objektai nekeičia būsenų, kai yra išmatuojami. Anot jo, visos galimybės, esančios banginėje funkcijoje, yra vienodai realios. Kai atliekame matavimus, matome tik vieną padėtį, tačiau kitos taip pat egzistuoja.

H.Everettas nedetalizavo, kur egzistuoja kitos būsenos, tačiau septintajame dešimtmetyje fizikas Bryce‘as DeWittas aiškino, kad kiekvienas galimas superpozicijos variantas turi egzistuoti paralelinėje realybėje: kitame pasaulyje.

Įsivaizduokite, kad atliekate eksperimentą, kurio metu matuojate elektrono kelią. Šiame pasaulyje jis juda viena kryptimi, o kitame – kita. Tačiau tokiai prielaidai pagrįsti reikalingas atskiras paralelinis pasaulis ir kelias iki jo – vos vienam elektronui.

Ši idėja tampa dar sudėtingesnė įdėmiau pagalvojus apie matavimus eksperimentų metu. DeWitto požiūriu, kiekviena sąveika tarp dviejų kvantinių „būtybių“, tarkime, nuo atomo atsispindėjusios fotono šviesos, gali sukurti alternatyvius rezultatus ir kartu – paralelines visatas.

Kaip teigia DeWittas, kiekvienas kvantinis tranzitas kiekvienoje žvaigždėje, galaktikoje ir bet kuriame galaktikos kampelyje, padalina mūsų Visatą į milijardus kopijų.

Tačiau ne visi Everetto daugelio pasaulių interpretaciją mato tokiu būdu. Kai kurie mokslininkai teigia, kad ji tegali būti naudojama tik dėl matematinio patogumo.

Tačiau kiti idėjas, kad kiekvieno mokslinio matavimo metu sukuriama kiekvieno iš mūsų nesuskaičiuojama gausybė kopijų, priima rimtai. Jie teigia, kad kvantinė multivisata tam tikru požiūriu turi būti tikra, nes kvantinė teorija jos reikalauja, o kvantinė teorija veikia.

Šį argumentą reikia tiesiog priimti arba atmesti. Tačiau jei jis bus priimtas, tuo pat metu reikia sutikti ir su dar viena keista idėja.

Kitų rūšių hipotetiniai paraleliniai pasauliai, tokie kaip sukurti amžinos infliacijos, yra tikri „kiti pasauliai“. Jie egzistuoja kažkur erdvėlaikyje, arba kituose matmenyse. Juose gali gyventi jūsų kopijos, tačiau tos kopijos yra atskiros.

O pagal kvantinę multivisatų teoriją jūs esate begalybę kartų sukuriamas kiekvieną akimirką – įsivaizduokite kiek įvykių nutinka, kai jūsų smegenimis keliauja vienas elektrinis signalas.

Pasidalinkite su draugais
Aut. teisės: 15min.lt
(29)
(2)
(27)

Komentarai (1)

Susijusios žymos: