Jak často přemýšlíte o tom, jak by byl náš dnešní svět strukturován, kdyby výsledky některých klíčových historických událostí byly jiné? Jaká by byla naše planeta, kdyby nevymřeli například dinosauři? Každý náš čin a rozhodnutí se automaticky stává součástí minulosti. Ve skutečnosti neexistuje žádná přítomnost: vše, co v tuto chvíli děláme, nelze změnit, je to zaznamenáno v paměti Vesmíru. Existuje však teorie, podle které existuje mnoho vesmírů, ve kterých žijeme zcela odlišný život: každý náš čin je spojen s určitou volbou a při provádění této volby v našem vesmíru paralelně s „jiným já“ učiní opačné rozhodnutí. Jak oprávněná je taková teorie z vědeckého hlediska? Proč se k tomu vědci uchýlili? Zkusme na to přijít v našem článku.

Mnoho světů pojetí vesmíru

Teorii pravděpodobného souboru světů poprvé zmínil americký fyzik Hugh Everett. Nabídl své řešení jedné z hlavních kvantových záhad fyziky. Než přejdeme přímo k teorii Hugha Everetta, je nutné pochopit, v čem spočívá tato záhada kvantových částic, která pronásleduje fyziky po celém světě po celá desetiletí.

Představme si obyčejný elektron. Ukazuje se, že jako kvantový objekt může být na dvou místech současně. Tato jeho vlastnost se nazývá superpozice dvou stavů. Tím ale kouzlo nekončí. Jakmile chceme nějak upřesnit umístění elektronu, např. zkusíme ho srazit jiným elektronem, tak z kvanta se stane obyčejným. Jak je to možné: elektron byl v bodě A i v bodě B a najednou v určitém okamžiku přeskočil do B?

Hugh Everett nabídl svůj výklad této kvantové záhady. Podle jeho teorie mnoha světů elektron nadále existuje ve dvou stavech současně. Všechno je to o samotném pozorovateli: nyní se promění v kvantový objekt a je rozdělen do dvou stavů. V jednom z nich vidí elektron v bodě A, ve druhém - v B. Existují dvě paralelní reality a ve které z nich se pozorovatel ocitne, není známo. Rozdělení na reality se neomezuje pouze na dvojku: jejich větvení závisí pouze na variaci událostí. Všechny tyto reality však existují nezávisle na sobě. My se jako pozorovatelé ocitáme v jednom, ze kterého nelze odejít, stejně jako přejít do paralelního.

Octavio Fossatti / Unsplash.com

Z hlediska tohoto konceptu lze snadno vysvětlit experiment s nejvědečtější kočkou v dějinách fyziky, Schrödingerovou kočkou. Podle mnohosvětové interpretace kvantové mechaniky je ubohá kočka v ocelové komoře živá i mrtvá. Když tuto komoru otevřeme, jako bychom s kočkou splynuli a vytvořili dva stavy – živý a mrtvý, které se neprolínají. Vznikají dva různé vesmíry: v jednom pozorovatel s mrtvou kočkou, ve druhém s živou kočkou.

Okamžitě stojí za zmínku, že koncept mnoha světů neznamená přítomnost mnoha vesmírů: je jeden, jednoduše vícevrstevný a každý objekt v něm může být v různých stavech. Takový koncept nelze považovat za experimentálně potvrzenou teorii. Zatím je to jen matematický popis kvantové záhady.

Teorii Hugha Everetta podporují fyzik a profesor na australské Griffith University Howard Wiseman, Dr. Michael Hall z Griffith University Center for Quantum Dynamics a Dr Dirk-Andre Deckert z University of California. Podle jejich názoru paralelní světy skutečně existují a jsou obdařeny různými vlastnostmi. Jakékoli kvantové záhady a vzorce jsou důsledkem „odpuzování“ sousedních světů jeden od druhého. Tyto kvantové jevy vznikají tak, že každý svět je jiný než ten druhý.

Koncept paralelních vesmírů a teorie strun

Ze školních hodin si dobře pamatujeme, že ve fyzice existují dvě hlavní teorie: obecná teorie relativity a kvantová teorie pole. První vysvětluje fyzikální procesy v makrosvětě, druhá - v mikrosvětě. Pokud jsou obě tyto teorie použity ve stejném měřítku, budou si navzájem odporovat. Zdá se logické, že by měla existovat nějaká obecná teorie, která by platila pro všechny vzdálenosti a měřítka. Fyzici jako takové předložili teorii strun.

Faktem je, že ve velmi malém měřítku vznikají určité vibrace, které jsou podobné vibracím z běžné struny. Tyto struny jsou nabité energií. „Řetězce“ nejsou řetězce v doslovném smyslu. Toto je abstrakce, která vysvětluje interakci částic, fyzikálních konstant a jejich charakteristiky. V 70. letech, kdy se teorie zrodila, vědci věřili, že se stane univerzální popisovat celý náš svět. Ukázalo se však, že tato teorie funguje pouze v 10-rozměrném prostoru (a to žijeme ve čtyřrozměrném prostoru). Zbývajících šest dimenzí prostoru se jednoduše zhroutí. Ale jak se ukázalo, nejsou složeny jednoduchým způsobem.

V roce 2003 vědci zjistili, že se mohou zhroutit obrovským množstvím způsobů a každá nová metoda vytváří svůj vlastní vesmír s různými fyzikálními konstantami.

Jason Blackeye / Unsplash.com

Stejně jako u konceptu mnoha světů je teorie strun poměrně obtížné experimentálně dokázat. Matematický aparát teorie je navíc tak obtížný, že pro každou novou myšlenku je třeba hledat matematické vysvětlení doslova od nuly.

Hypotéza matematického vesmíru

Kosmolog a profesor na Massachusetts Institute of Technology Max Tegmark předložil svou „teorii všeho“ v roce 1998 a nazval ji hypotézou matematického vesmíru. Problém existence velkého množství fyzikálních zákonů vyřešil po svém. Podle jeho názoru každý soubor těchto zákonů, které jsou z hlediska matematiky konzistentní, odpovídá nezávislému vesmíru. Univerzálnost teorie spočívá v tom, že ji lze použít k vysvětlení všech různých fyzikálních zákonů a hodnot fyzikálních konstant.

Tegmark navrhl, aby byly všechny světy podle jeho koncepce rozděleny do čtyř skupin. První zahrnuje světy nacházející se za naším kosmickým horizontem, takzvané extrametagalaktické objekty. Druhá skupina zahrnuje světy s jinými fyzikálními konstantami, odlišnými od těch z našeho Vesmíru. Třetím jsou světy, které se objevují jako výsledek výkladu zákonů kvantové mechaniky. Čtvrtá skupina je určitý soubor všech vesmírů, ve kterých se objevují určité matematické struktury.

Jak výzkumník poznamenává, náš vesmír není jediný, protože prostor je neomezený. Náš svět, kde žijeme, je omezen prostorem, jehož světlo k nám dorazilo 13,8 miliardy let po velkém třesku. O dalších vesmírech se budeme moci spolehlivě dozvědět minimálně za další miliardu let, dokud se k nám světlo z nich nedostane.

Stephen Hawking: Černé díry jsou cestou do jiného vesmíru

Stephen Hawking je také zastáncem teorie mnoha vesmírů. Jeden z nejslavnějších vědců naší doby poprvé představil svou esej „Černé díry a mladé vesmíry“ v roce 1988. Výzkumník naznačuje, že černé díry jsou cestou k alternativním světům.

Díky Stephenu Hawkingovi víme, že černé díry mají tendenci ztrácet energii a vypařovat se, čímž se uvolňuje Hawkingovo záření, které je pojmenováno po samotném výzkumníkovi. Než velký vědec učinil tento objev, vědecká komunita věřila, že vše, co nějak spadlo do černé díry, zmizelo. Hawkingova teorie tento předpoklad vyvrací. Podle fyzika z ní hypoteticky jakákoliv věc, předmět, předmět, který spadne do černé díry, vyletí a skončí v jiném vesmíru. Taková cesta je však jednosměrný pohyb: neexistuje způsob, jak se vrátit.

Jste jedinečný? Ve vašem vnímání světa je odpověď jednoduchá: lišíte se od všech ostatních lidí na této planetě. Je náš vesmír jedinečný? Koncept více realit nebo paralelních vesmírů tuto odpověď komplikuje a představuje výzvu: co víme o vesmíru a o sobě?

Jeden model potenciálních mnohočetných vesmírů se nazývá Teorie mnoha světů. Tato teorie se může zdát zvláštní a nerealistická do té míry, že patří spíše do sci-fi filmů než do skutečného života. Neexistuje však žádný experiment, který by mohl přesvědčivě zdiskreditovat jeho platnost.

Původ hypotézy paralelních vesmírů úzce souvisí se zavedením myšlenky kvantové mechaniky na počátku 20. století. Kvantová mechanika, obor fyziky, který studuje mikrokosmos, předpovídá chování nanoskopických objektů. Fyzici měli potíže přizpůsobit chování kvantové hmoty matematickému modelu. Například foton, malý paprsek světla, se může pohybovat vertikálně nahoru a dolů, zatímco se pohybuje horizontálně dopředu nebo dozadu.

Toto chování je v příkrém rozporu s předměty viditelnými pouhým okem – vše, co vidíme, se pohybuje buď jako vlna nebo částice. Tato teorie duality hmoty se nazývala Heisenbergův princip nejistoty (HEP), který říká, že akt pozorování ovlivňuje veličiny, jako je rychlost a poloha.

Ve vztahu ke kvantové mechanice může tento pozorovací efekt ovlivnit tvar částic nebo vln kvantových objektů během měření. Budoucí kvantové teorie, jako je kodaňská interpretace Nielse Bohra, použily PNG k tvrzení, že pozorovaný objekt si nezachovává svou dvojí povahu a může být pouze v jednom stavu.

V roce 1954 navrhl mladý student Princetonské univerzity jménem Hugh Everett radikální návrh, který se lišil od populárních modelů kvantové mechaniky. Everett nevěřil, že pozorování vyvolalo kvantovou otázku. Místo toho tvrdil, že pozorování kvantové hmoty vytváří ve vesmíru trhlinu. Jinými slovy, vesmír vytváří kopie sebe sama, přičemž bere v úvahu všechny pravděpodobnosti, a tyto duplikáty budou existovat nezávisle na sobě. Pokaždé, když je například foton změřen vědcem v jednom vesmíru a analyzován jako vlna, stejný vědec v jiném vesmíru jej bude analyzovat jako částici. Každý z těchto vesmírů nabízí jedinečnou a nezávislou realitu, která koexistuje s jinými paralelními vesmíry.

Pokud je Everettova teorie mnoha světů (MWT) správná, obsahuje mnoho důsledků, které zcela změní způsob, jakým zažíváme život. Jakákoli akce, která má více než jeden možný výsledek, vede k rozdělení vesmíru. Existuje tedy nekonečné množství paralelních vesmírů a nekonečných kopií každého člověka. Tyto kopie mají stejné tváře a těla, ale různé povahy (jedna může být agresivní a druhá pasivní), protože každá z nich získává jinou zkušenost. Nekonečné množství alternativních realit také naznačuje, že nikdo nemůže dosáhnout jedinečných úspěchů. Každý člověk – nebo jiná verze tohoto člověka v paralelním vesmíru – udělal nebo udělá všechno.

Z TMM navíc vyplývá, že každý je nesmrtelný. Stáří nikdy nepřestane být jistým zabijákem, ale některé alternativní reality mohou být tak vědecky a technologicky pokročilé, že vyvinuly medicínu proti stárnutí. Pokud zemřete v jednom světě, jiná vaše verze v druhém světě přežije.

Nejznepokojivějším důsledkem paralelních vesmírů je, že vaše vnímání světa je neskutečné. Naše „realita“ v tomto okamžiku v jednom paralelním vesmíru bude zcela odlišná od světa druhého; je to jen nepatrná fikce nekonečné a absolutní pravdy. Možná věříte, že právě čtete tento článek, ale existuje mnoho vašich kopií, které nečtete. Ve skutečnosti jste dokonce autorem tohoto článku ve vzdálené realitě. Záleží tedy na výhře a rozhodování, pokud o tyto odměny přijdeme a vybereme si něco jiného? Nebo žít ve snaze dosáhnout více, když jsme ve skutečnosti mrtví někde jinde?

Někteří vědci, například rakouský matematik Hans Moravec, se pokusili odhalit možnost paralelních vesmírů. Moravec vyvinul v roce 1987 slavný experiment nazvaný kvantová sebevražda, při kterém na člověka míří pistole připojená ke stroji, který měří kvark. Při každém stisknutí spouště se změří rotace kvarku. V závislosti na výsledku měření zbraň buď střílí, nebo nestřílí. Na základě tohoto experimentu zbraň zastřelí nebo nezastřelí osobu s 50procentní pravděpodobností pro každý scénář. Pokud TMM není pravdivé, pak se pravděpodobnost přežití člověka po každém měření kvarku snižuje, dokud nedosáhne nuly.

Na druhou stranu TMM uvádí, že experimentátor má vždy 100% šanci na přežití v nějakém paralelním vesmíru a člověk je postaven před kvantovou nesmrtelnost.

Když se měří kvark, jsou dvě možnosti: zbraň buď může střílet, nebo ne. V tomto bodě TMM uvádí, že vesmír se rozdělí na dva různé vesmíry, aby odpovídal dvěma možným koncům. Zbraň vystřelí v jedné realitě, ale ne v jiné.

Z morálních důvodů vědci nemohou Moravcův experiment použít k vyvrácení nebo potvrzení existence paralelních světů, protože subjekty mohou být mrtvé pouze v této konkrétní realitě a stále naživu v jiném paralelním světě. Ať tak či onak, teorie mnoha světů a její překvapivé důsledky zpochybňují vše, co o vesmíru víme.

Ještě to není moc jasné? To je v pořádku...

Věda

Vesmír, ve kterém žijeme, není jedinečný. Ve skutečnosti je jen jednou jednotkou z nekonečného počtu vesmírů, jejichž souhrn se nazývá Multivesmír.

Tvrzení, že existujeme v Multivesmíru, se může zdát jako fantazie, ale jsou za tím důvody. skutečná vědecká vysvětlení. Obrovské množství fyzikálních teorií nezávisle na sobě naznačuje, že Multivesmír skutečně existuje.

Zveme vás, abyste se seznámili s nejznámějšími vědeckými teoriemi, které potvrzují skutečnost, že náš vesmír je jen částicí Multivesmíru.

1) Nekonečno vesmírů

Vědci si zatím přesně nejsou jisti, jaký tvar má časoprostor, ale s největší pravděpodobností tento fyzický model má plochý tvar(na rozdíl od kulovitého nebo koblihového tvaru) a neomezeně se prodlužuje. Pokud je časoprostor nekonečný, musí se v určitém bodě opakovat. Je to dáno tím, že částice mohou být určitými způsoby uspořádány v prostoru a čase a počet těchto způsobů je omezený.

Takže pokud se podíváte dostatečně daleko, můžete narazit na jinou verzi sebe sama, nebo spíše pro nekonečné množství možností. Některá z těchto dvojčat budou dělat to, co vy, zatímco jiná budou nosit jiné oblečení, mít jinou práci a činit v životě různá rozhodnutí.

Velikost našeho vesmíru je těžko představitelná. Částice světla putují z jeho středu k jeho okraji za 13,7 miliardy let. Přesně před kolika lety se odehrál Velký třesk. Prostoročas za touto vzdáleností lze považovat za samostatný vesmír. Existuje tedy několik vesmírů vedle sebe, které představují nekonečně gigantickou patchworkovou přikrývku.

2) Bublinový obří vesmír

Ve vědeckém světě existují další teorie vývoje vesmírů, včetně teorie tzv Chaotická teorie inflace . Podle této teorie se vesmír po Velkém třesku začal rychle rozpínat. Tento proces připomínal nafukování balónku která je naplněna plynem.

Chaotickou teorii inflace poprvé navrhl kosmolog Alexander Videnkin. Tato teorie naznačuje, že některé části vesmíru se zastaví, zatímco jiné pokračují v expanzi umožňující vznik izolovaných „bublinových vesmírů“..

Náš vlastní vesmír je jen malá bublina v obrovském prostoru, ve kterém je podobných bublin nekonečné množství. V některých z těchto bublinových vesmírů fyzikální zákony a základní konstanty se mohou lišit od našich. Tyto zákony by se nám mohly zdát více než podivné.

3) Paralelní vesmíry

Další teorie, která vychází z teorie strun, je ta, že existuje koncept paralelních vesmírů. Myšlenka paralelních světů vychází z možnosti, že existuje mnohem více dimenzí, než si dokážeme představit. Podle našich představ dnes existují 3 prostorové rozměry a 1 čas.

Fyzik Brian Greene z Kolumbijská univerzita popisuje to takto: "Náš vesmír je jedním "blokem" z velkého množství "bloků" plovoucích v multidimenzionálním prostoru."

Také podle této teorie vesmíry nejsou vždy paralelní a nejsou vždy mimo náš dosah. Někdy mohou se do sebe vklínit, což způsobuje opakované velké třesky, které vracejí vesmíry do jejich původních pozic znovu a znovu.

4) Dceřiné vesmíry - další teorie vzniku vesmírů

Teorie kvantové mechaniky, která je postavena na konceptech maličkého světa subatomárních částic, navrhuje další způsob, jak se vytvořit více vesmírů. Kvartová mechanika popisuje svět z hlediska pravděpodobností, přičemž se vyhýbá definitivním závěrům.

Matematické modely podle této teorie mohou předpokládat všechny možné výsledky situace. Například na křižovatce, kde můžete odbočit vpravo nebo vlevo, současný vesmír tvoří dva dceřiné vesmíry, v jednom z nich můžete jít vpravo a ve druhém - vlevo.

5) Matematické vesmíry - hypotéza vzniku vesmíru

Vědci dlouho diskutovali o tom, zda je matematika užitečným nástrojem pro popis vesmíru, nebo zda je sama o sobě základní realitou a naše pozorování jsou pouze nedokonalými reprezentacemi skutečné matematické povahy.

Pokud je pravda to druhé, možná konkrétní matematická struktura, která utváří náš vesmír, není jedinou možností. Jiné možné matematické struktury mohou existovat nezávisle v oddělených vesmírech.

„Matematická struktura je něco, co můžete popsat zcela nezávisle na našich znalostech a konceptech,- mluví Max Tegmark, profesor na Massachusetts Institute of Technology, autor této hypotézy. – Osobně věřím, že někde existuje vesmír, který může existovat zcela nezávisle na mně a bude existovat i nadále, i když v něm nebudou žádní lidé.“

Multivesmír, o kterém píše Sean Carroll, kosmolog a autor populární knihy „Eternity“, nedávno vydané v ruštině. In Search of a Final Theory of Time“ je hypotéza o struktuře našeho vesmíru mimo oblast dostupnou našemu pozorování.

Co to znamená? Rychlost světla je omezená a Vesmír se rozšiřuje všemi směry – zároveň vidíme jen určitou část prostoru. A zdaleka není pravda, že svět mimo něj je strukturován stejně jako v okolí Země. Hypoteticky mimo pozorovatelnou sféru může být například úplně jiný poměr obyčejné a temné hmoty. Nebo dokonce – fungují některé další fyzikální principy, až do nárůstu počtu dimenzí.

Zdravý rozum nám samozřejmě říká, že vlastnosti Vesmíru by měly být všude stejné. Avšak „zdravý rozum“ není příliš dobrá věc pro kosmologii, vědu o časoprostoru ve velmi velkých měřítcích. Předpoklad, že známá hmota ve Vesmíru je desítkykrát menší než nějaká tajemná temná hmota, je také zcela v rozporu se zdravým rozumem, ale právě v takovém světě, sestávajícím převážně z temné hmoty, dnes žijeme. Problém s myšlenkou, že se vesmír dramaticky mění v místech, kde už ho nevidíme, není v tom, že by to bylo neobvyklé, ale v tom, že takový nápad nelze otestovat.

Vesmír s hypoteticky odlišnými fyzikálními zákony se nazývá kosmologický multivesmír. Takový Vesmír je geometricky jednotný – v tom smyslu, že mezi dvěma libovolnými jeho body lze nakreslit souvislou čáru bez budování jakýchkoli portálů nebo jiných exotických věcí. A tento kosmologický multivesmír by se neměl zaměňovat například s mnohonásobným vesmírem v mnohosvětové interpretaci kvantové mechaniky.

Kvantová mechanika mnoha světů

Na druhém konci „škálové mřížky vesmíru“ je mikrosvět, jehož děje popisuje kvantová mechanika. Už víme, že elementární částice: elektrony, kvarky, gluony a jejich další bratři se chovají v souladu s pravidly, která se ve světě, na který jsme zvyklí, nedodržují. Každou částici lze tedy v kvantové mechanice považovat za vlnu – a zdánlivě „pevné“ atomy, které jsou ve školním kurzu chemie znázorněny jako kuličky, se při střetu s překážkou rozptýlí jako vlny. Každý kvantový objekt je popsán matematicky nikoli jako koule nebo bod ohraničený prostorem, ale jako vlnová funkce – existující současně ve všech bodech trajektorie jeho pohybu prostorem. Můžeme pouze vypočítat pravděpodobnost jeho detekce na konkrétním místě. Veličiny, jako je hybnost částice, její energie a exotičtější vlastnosti, jako je spin, se také vypočítávají z vlnové funkce: o tomto matematickém objektu zahrnujícím prostor lze říci, že je základním základem kvantové mechaniky a celé fyziky 20. století.

Výpočty provedené na základě vlnových funkcí a operátorů (operátory nám umožňují získat konkrétní veličiny z vlnové funkce) jsou ve výborné shodě s realitou. Kvantová elektrodynamika je dnes například nejpřesnějším fyzikálním modelem v historii lidstva a mezi kvantové technologie patří lasery, veškerá moderní mikroelektronika, rychlý internet, na který jsme zvyklí, a dokonce i řada léků: hledání perspektivních látek pro medicína se také provádí modelováním interakcí molekul mezi sebou s přítelem. Z aplikovaného hlediska jsou kvantové modely velmi dobré, ale na koncepční úrovni nastává problém.

Podstatou tohoto problému je, že kvantové objekty mohou být zničeny: například když foton (kvantum světla) dopadne na senzor fotoaparátu nebo se jednoduše srazí s neprůhledným povrchem. Do této chvíle byl foton dokonale popsán vlnovou funkcí a po chvíli vlna, rozšířená v prostoru, zmizí: ukázalo se, že nějaká změna ovlivnila celý vesmír a proběhla rychleji než rychlost světla (může se to vůbec stát? ?). To je problematické i v případě jediného fotonu, ale co vlnová funkce dvou fotonů emitovaných ze stejného zdroje ve dvou opačných směrech? Pokud se například takové dva fotony zrodily poblíž povrchu vzdálené hvězdy a jeden z nich zachytil dalekohled na Zemi, co ten druhý, mnoho světelných let daleko? Formálně tvoří jeden systém s prvním, ale je těžké si představit scénář, kdy se změna v jedné části systému okamžitě přenese do všech ostatních částí. Dalším příkladem kvantového systému, u kterého zánik vlnové funkce vede ke koncepčním problémům, je slavná Schrödingerova kočka, která se nachází uvnitř uzavřené krabice se zařízením, které na základě pravděpodobnostního kvantového procesu buď rozbije ampuli s jedem nebo nechává to nedotčené. Před otevřením krabice se Schrödingerova kočka ukáže být živá i mrtvá: její stav odráží vlnovou funkci kvantového systému uvnitř mechanismu s jedem.

Nejběžnější výklad kvantové mechaniky, kodaňský, navrhuje jednoduše se smířit s paradoxní povahou světa – a přiznat, že ano, navzdory všemu vlna/částice okamžitě zmizí. Alternativou k němu je výklad mnoha světů. Náš Vesmír je podle ní souborem neinteragujících světů, z nichž každý představuje jeden kvantový stav: když otevřete krabici s kočkou, objeví se dva světy - v jednom z nich je kočka živá a ve druhém je mrtvý. Když foton projde průsvitným zrcadlem, svět se také rozdělí na dva: v jednom se od povrchu odráží kvantum světla a v druhém nikoli. A tak každý kvantový proces vede ke vzniku dalších a dalších nových větví-světů.

Teoreticky mohou být některé z těchto odvětví velmi odlišné od našich. Jeden atom letící špatným směrem krátce po velkém třesku mohl klidně vést k jiné distribuci horkého plynu, zrodu hvězd na úplně jiných místech a nakonec k tomu, že Země nevznikla jako první. Tento obraz však nelze nazvat problémem výkladu mnoha světů. Skutečným problémem je nemožnost otestovat správnost tohoto chápání kvantové mechaniky v praxi: jednotlivé složky multivesmíru spolu z definice neinteragují.

Někde možná existuje Země obývaná inteligentními dinosaury, někde Velká mongolská říše přistála na měsících Jupitera v roce 1564, ale mezi těmito světy nejsou žádné portály – rozcházely se v důsledku kvantových procesů v dávné minulosti. Teorie, která by naznačovala možnost dostat se do jednoho z těchto světů z hlediska filozofie vědy, by nebyla o nic méně, ale více vědecká, protože by se dala vyzkoušet.

Předstírej to

Myšlenka, že Eurasii brzy ovládnou inteligentní dinosauři s laserovými puškami, kteří prošli portálem z minulosti, je intuitivně vnímána jako základ pro čistě sci-fi film, ale filozofie vědy není postavena na intuici. Vědecká povaha takové myšlenky není zpochybňována kvůli její podobnosti s lacinou fikcí, ale proto, že řada důsledků této myšlenky je v rozporu se skutečnými údaji.

Cestování časem by například porušilo řadu fyzikálních zákonů, které zatím velmi dobře platí. Zákon zachování energie funguje všude: lidstvo provedlo mnoho experimentů, aby jej otestovalo, a dokonce i každodenní zařízení, od topné baterie po chytrý telefon, potvrzují, že energie nikam nemizí. A pokud ano, pak čekání na její „zmizení“ v „časovém portálu“ je docela zvláštní. Cestování časem by navíc mělo vést k celé řadě dalších paradoxů – situací, pro které jsme nepozorovali obdoby a které jsou v rozporu s logickými důsledky nasbíraných zkušeností. Vezměme si například „paradox dědečka“: situace, kdy se cestovatel v čase setká se svými předky a zabrání jim mít potomky, je zjevně možná i nemožná zároveň.

Hypotéza o dinosauřích vetřelcích z minulosti může vstoupit do vědecké oblasti za předpokladu, že dá příležitost otestovat se: její autoři například popisují schéma údajného časového portálu. A pokud takový portál nefunguje, bude muset být hypotéza zamítnuta. Pokud autoři hypotézy tvrdí, že například dinosaurům hrozilo vyhynutí, lze to srovnat i s výsledky paleontologických vykopávek a řadou dalších skutečností; vědecká hypotéza musí být zásadně testovatelná. Nakonec tvrzení jako „portál se otevře 4. listopadu 2018“ je nejsnáze ověřitelné, možná proto se mnoho autorů konspiračních teorií podobným předpovědím vyhýbá nebo je odsouvá dále.

Vědecké hypotézy musí být falzifikovatelné, to znamená, že musí být testovány na falzifikaci. Falšování není manipulace s fakty, jak by si někdo mohl myslet. Falzifikovatelná hypotéza ve své formulaci tvrdí, že je nepravdivá, pokud se získají taková a taková konkrétní experimentální data. Pokud hypotéza říká, že cestování časem je možné a jednou k nám z minulosti přiletí dinosauři s bojovými lasery, bude výprava do minulosti, která zaznamená smrt dinosaurů bez výskytu laserových zbraní, falzifikátem. Nebo realističtěji objev pozůstatků starověkých ještěrů bez vyvinutého mozku předpovídaný stejnou hypotézou. Pokud se živí a velmi chytří dinosauři skrývají v nějaké jiné minulosti, pak je nutné vysvětlit, jak tuto jinou minulost prověřit. Není-li možné hypotézu otestovat, ještě to neznamená, že je nepravdivá. To znamená, že nemáme co do činění s vědeckou hypotézou, ale bezobsažným tlacháním, a proto s ní musíme podle toho zacházet.

Karl Popper, který formuloval princip falsifikovatelnosti. Později byly jeho myšlenky rozvíjeny a doplňovány, ale toto kritérium je mezi fyziky oblíbené dodnes. Autor: knihovna LSE, Bez omezení

Z tohoto hlediska lze mnohé hypotézy, které jsou z hlediska zdravého rozumu zcela neuvěřitelné, považovat za zcela vědecké, pokud je nelze testovat a pokud existuje zásadní možnost získat fakta, která vyvracejí tyto hypotézy. Kvantová mechanika i teorie relativity nabízely velmi neobvyklý obraz světa, byly však prověřeny v praxi a umožňovaly možnost vyvrácení. Mimo fyziku je příkladem teorie, která způsobila revoluci v chápání světa lidmi, koncept evoluce a přírodního výběru. Myšlenka, že veškerou naši dědičnost je určována molekulami DNA, představa, že hvězdy září díky splynutí atomů, představa, že kontinenty se pomalu unášejí po viskózním povrchu zemského pláště – to vše kdysi také znělo velmi, velmi neobvykle a kontraintuitivní, ale spadl do vědecké oblasti spolu s dalšími, přesvědčivými, ale zavrhovanými hypotézami. Myšlenku falsifikovatelnosti vědeckých poznatků navrhl Karl Popper již v roce 1935 a od té doby ji mnozí vědci citovali jako kritérium vědeckého poznání.

Debaty kolem vědy

Kvantová mechanika mnoha světů a kosmologický multivesmír nejsou zásadně testovány a podle řady vědců by měly být staženy z vědeckých konceptů. Tedy na stránkách těch nejsměrodatnějších Příroda v roce 2014 vyšel sloupek George Ellise a Joe Silka (oba významných kosmologů) vyzývající k opuštění těchto pojmů jako vědeckých a zároveň teorii strun, která umožňuje příliš mnoho variant reality. Jak napsali nespokojení autoři, „zastánci [teorie strun] budou vždy tvrdit, že nevidíme částice, které předpovídají, protože nám chybí energie urychlovačů.

Sean Carroll, o jehož kosmologickém multivesmíru jsme se zmínili výše, předložil začátkem roku 2018 dokument, v němž navrhl opustit kritérium falsifikovatelnosti, a tak pokračoval ve své polemice s Ellisem a Silkem. Podle Carrolla jsou za Popperovou falsifikovatelností ve skutečnosti dvě další kritéria: vědecká teorie musí být definitivní a podložená zkušenostmi. Kosmologický multivesmír lze popsat velmi specifickým jazykem a důsledky této hypotézy platí nejen pro zásadně nepozorovatelné, ale i pro dostupné části Vesmíru. Carroll také navrhl svou vlastní klasifikaci teorií: od „v principu zcela netestovatelné“ až po ty s přísnými ověřovacími kritérii – například hypotézu lze testovat pouze pomocí urychlovače velikosti naší galaxie nebo desítek miliard let nepřetržitého pozorování.

Astrofyzik také upozorňuje na další problémy s vědeckými kritérii. Požadavek falsifikovatelnosti není podle jeho názoru zdaleka jediný a dokonce ani hlavní. Jako důkaz navrhuje zvážit dvě teorie gravitace: obecnou teorii relativity a její vlastní, ale s dodatečným prohlášením, že od roku 2100 gravitace změní znaménko a nahradí přitažlivost hmot odpuzováním. Formálně je takový model docela testovatelný, nicméně „každý rozumný vědec bude více důvěřovat první teorii, i když jsou stejně oprávněné a stejně falzifikovatelné“. Teorii, ve které gravitace mizí v roce 2100, je třeba odmítnout ne proto, že je falzifikovatelná, ale protože obsahuje zbytečnou komplikaci, která sama o sobě nic nepřináší – ani zvýšení přesnosti předpovědí, ani možnost získat nové výsledky.

Teorie multivesmíru není přímo testovatelná, ale podle Carrolla ji lze klasifikovat jako vědeckou, protože neodporuje existujícím datům a vytváří řadu nepřímých předpovědí. Navíc výběr teorie, která odmítá existenci multivesmíru a tvrdí, že Vesmír je homogenní, nelze nazvat vědeckou z úplně stejného důvodu: pokud nikdy neuvidíme celý Vesmír, jak si můžeme být jisti jeho vlastnostmi?

Carrollovi odpůrci poukazují na to, že bez podpory experimentálními daty se neobejde elegance teorie ani její nenahraditelnost (teorie strun, jak jsme již zmínili, je dnes snad jediným kandidátem na roli jednotné teorie všech fundamentálních polí včetně gravitace). , ale zároveň má problémy s falsifikovatelností - nikdo nikdy žádné struny, membrány nebo branky neviděl a není pravda, že někdy budou moci) nemohou být spolehlivým kritériem.

Carrollův argument má své opodstatnění. Fyzička Sabine Hossenfelderová, která na svém blogu diskutuje o „problému falsifikovatelnosti“, vzpomíná, jak na konferenci poslouchala tu nejpodivnější řeč. Řečník navrhl, že částice temné hmoty se mohou shlukovat do disků podobných těm, které za určitých podmínek vytvářejí částice běžné hmoty kolem například masivních těles. A vše by snad bylo v pořádku, kdyby mluvčí nepokračovala, že podle ní sluneční soustava periodicky prochází podobným diskem temné hmoty a právě zde bychom měli hledat příčinu masového vymírání na Zemi. „Ale proč zrovna částice temné hmoty? Proč tento druh interakce?" - zeptali se na místě, vzpomíná Hossenfelder. Odpověď byla tato: „ Nevím, ale můžeme to zkontrolovat».

Ve skutečnosti je taková teorie falzifikovatelná. Nezbývá než čekat na další masové vymírání, vyzbrojeni nezbytnými nástroji k detekci temné hmoty. Nezbývá, než získat dotaci na tento podnik.

Sama Hossenfelder se proto přiklání k souhlasu, že požadavek jednoduchosti by měl být považován za další nutnou podmínku pro oddělení „přiměřeně vědecké“ hypotézy od „nevědecké“, a proto odmítá myšlenku multivesmíru. - pro nadbytečnost a přílišnou složitost.

jaký je výsledek?

Jak vidíte, mnoho paralelních světů je myšlenkou, kterou sdílejí alespoň někteří vědci, a to mluvíme o seriózních specialistech ve svém oboru, kteří výborně ovládají metody a nejsou vidět v žádných otevřeně pseudovědeckých projevech. Ale i oni přiznávají, že za prvé, mnohost vesmírů nic nemění na nám dostupných měřítkách (bohužel budeme muset žít bez portálů na alternativní Zemi), a za druhé tyto hypotézy neodpovídají jedné z nejběžnější kritéria vědeckého poznání. Jinými slovy, jde o elegantní, zajímavý, ale zjevně vědecký výzkum, který nespadá do kategorie čisté fyziky.

Alexej Timošenko

Toto je populární názor. Carroll a jeho kolegové se rozhodli podívat se na tuto teorii jinak, protože vyvolává některé nevyřešené otázky. V tak nekonečném vesmíru se téměř s jistotou stane vše, co má byť jen malou šanci – jen musíte velmi dlouho čekat.

Někteří teoretici poznamenali, že pokud bude tento návrh doveden k logickému závěru, mohly by se nakonec objevit i sebevědomé mozky bez těla. Stejná logika naznačuje, že nekonečné množství opic náhodně klepajících na klávesy nakonec napíše kompletní Shakespearova díla.

To může být pravda, ale Boltzmannovy mozky představují pro teoretiky vážné problémy: v průběhu celé historie vesmíru měly takové mozky překonat i naše vědomí. To je velký problém, protože výchozím bodem pro naše chápání vesmíru a jeho chování je, že pozorovateli jsou lidé, nikoli mozky bez těla. Boltzmannův mozek je navíc pro většinu lidí obecně poněkud nesrozumitelný.

Carroll se rozhodl napsat článek ukazující, že Boltzmannovy mozky jsou vážnou hrozbou, ale v průběhu psaní objevil způsob, jak je porazit. Jeho výchozím bodem byla myšlenka, že kvantové fluktuace závisí na interakci s vnějším systémem nebo částicí, tedy s „pozorovatelem“ – velmi běžný koncept v kvantové mechanice. Když se však na inflaci podíval z tohoto úhlu, vše se změnilo. Inflaton se musel objevit dříve než všechny ostatní částice na samém počátku vesmíru. To znamená, že inflaton byl jediným typem částice, která existovala, jako by neexistovalo nic „vnějšího“, s čím by bylo možné interagovat, říká Carroll. V tomto případě by inflace neprocházela kvantovými fluktuacemi.

Tento „klidný“ stav trval, dokud se inflatony nerozpadly na několik typů běžných částic, které spolu mohly interagovat.

„A pak se konečně zrodily kvantové fluktuace,“ říká Carroll a naznačuje, že se zrodila kosmická síť, ale ne nekonečné množství vesmírů.

Jeho nápad však nezabíjí multivesmír jako celek. Jde o to, že matematika, která činí fluktuace závislými na pozorovateli, se opírá o teorii mnoha světů kvantové mechaniky. Podle ní se při každém měření kvantového systému vesmír rozdělí na několik různých verzí, jednu pro každý možný výsledek. Na rozdíl od multivesmíru, ve kterém každá vesmírná bublina začíná od nuly a vyvíjí se nezávisle, vesmír „mnoha světů“ se skládá z propletených větví, které začaly se stejnými počátečními podmínkami. "Možná, že Hitler vyhrál druhou světovou válku v paralelním vesmíru, to je jeden z možných výsledků," říká Carroll. "Fyzikální zákony však zůstávají stejné."

Podle Carrollovy teorie musí skončit i rozvětvený multivesmír. Vesmír se rozpíná stále rychlejším tempem, takže kosmologové věří, že jeho smrt bude mít mnoho společného s jeho zrozením, bez rozpoznatelné hmoty a pouze s kvantovým polem. V tomto případě opět nebudou existovat žádní pozorovatelé, kteří budou generovat kvantové fluktuace.

Carrollova teorie způsobila mezi seriózními fyziky určité překvapení. A schválení.

Zastánci věčné inflace se však drží svého názoru:

„Plně sympatizuji se Seanovou touhou zbavit se Boltzmannových mozků,“ říká jeden z tvůrců inflační teorie.

V současné době neexistuje způsob, jak tuto debatu vyřešit, ale David Wallace z Oxfordské univerzity věří, že Carrollova teorie by mohla mít praktické důsledky, například tím, že nám pomůže lépe porozumět tomu, jak se hmota chová na kvantové úrovni.