Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени

Возможность существования Мультивселенной порождает различные научные, философские и теологические вопросы. Данная идея активно используется, например, в теории струн. В теории бесконечной вложенности материи под одной вселенной можно понимать ряд уровней материи, доступных прямому наблюдению и эксперименту (от уровня элементарных частиц до скоплений галактик и метагалактик).

Тогда более мелкие или более крупные уровни материи будут входить в другие вселенные, образуя в совокупности Мультивселенную. Предположение о существовании Мультивселенной используется также в одной из интерпретаций квантовой механики.

В современной многомировой интерпретации квантовой механики подразумевается, что любой квантовый объект может находиться сразу в нескольких состояниях. Это состояние объекта продолжается до физического измерения, после которого мы можем наблюдать объект только из одной вселенной в определенном состоянии.

Несмотря на то что статью Эверетта с его первоначальным вариантом многомировой интерпретации к опубликованию рекомендовал сам Бор, большинство физиков не приняло такую фантастическую идею. Ситуация изменилась только после того, как к ней проявили интерес такие крупные физики, как Брюс де Витт и Джон Уилер. Особенно много для популяризации новой теории сделал Уилер, и именно после его работ термин «многомировая интерпретация Эверетта — Уилера» получил широкое распространение. Вообще-то, такое название неточно и уже ввело в заблуждение множество журналистов, литераторов и философов, правильнее было бы говорить «многопроекционная интерпретация», однако менять что-то уже было поздно — терминология «устоялась».

Несмотря на шокирующую экзотику построений Эверетта — Уилера, сама по себе гипотеза множественных Вселенных оказалась довольно продуктивной, вызвав еще один поток работ в области квантовой космологии. В их основе лежит удивительная модель инфляционного Большого взрыва.

Согласно инфляционному сценарию, наш мир родился 13,7 миллиарда лет назад из неизвестно чего под названием космологическая сингулярность (иногда, чтобы поставить на место излишне любопытствующих об этом совершенно непонятном состоянии материи, ученые весомо добавляют: «Это была квантовая космологическая сингулярность!»). По истечении 10^-43 секунды постсингулярного развития Вселенная «приобрела свое тело», мгновенно расширившись до наблюдаемых размеров. Это кратковременное сверхбыстрое (инфляционное) расширение и дало название данной теории (

рис. 15 цв. вкл.). Что же «сдетонировало» в ходе Большого взрыва, породившего наш мир?

Мультиверс

Модель Эверетта была призвана преодолеть серьезную внутреннюю логическую рассогласованность квантовой механики. Ведь чтобы обнаружить микрочастицу в определенной точке пространства, необходимо знать ее волновую функцию, а для этого надо решить знаменитое уравнение Шрёдингера, описывающее поведение волновой функции во времени и пространстве. Однако все дело в том, что уравнение Шрёдингера просто не имеет соответствующих «редукционных» решений. Так что же происходит с волновой функцией в процессе измерения и как правильно описать это на языке квантовой механики?

Железнодорожная аналогия Уилера

В свое время Уилер предложил оригинальный образ многомировой модели, получивший название «железнодорожная аналогия Уилера». Он представил, что в момент квантового измерения перед наблюдателем как бы оказывается железнодорожная стрелка, и его поезд может пойти в одном из нескольких направлений. В зависимости от того, в каком направлении пойдет поезд, наблюдатель увидит тот или иной результат измерения. Возможные направления движения поезда соответствуют альтернативным результатам измерения или различным эвереттовским мирам.

ИНФЛЯЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ