Сколько всего вселенных в мире. Люди — единственная развитая цивилизация во Вселенной? Мультиверс и квантовая физика

Мы видим звездное небо постоянно. Космос кажется загадочным и необъятным, а мы являемся лишь крохотной частью этого огромного мира, загадочного и безмолвного.

Всю жизнь человечество задается разными вопросами. Что находится там, за пределами нашей галактики? Есть ли что-то за границей космоса? Да и существует ли у космоса граница? Даже ученые долгое время размышляют над этими вопросами. Бесконечен ли космос? В этой статье приведена информация, которой на сегодняшний день располагают ученые.

Границы бесконечного

Считается, что наша Солнечная система образовалась в результате Большого взрыва. Он произошел из-за сильного сжатия материи и разорвал ее, разбросав газы в разные стороны. Этот взрыв дал жизнь галактикам и солнечным системам. Раннее считалось, что возраст Млечного Пути составляет 4,5 миллиардов лет. Однако в 2013 году телескоп «Планк» позволил ученым пересчитать возраст Солнечной системы. Теперь он оценивается в 13,82 миллиардов лет.

Самая современная техника не может охватить весь космос. Хотя новейшие аппараты способны поймать свет звезд, удаленных от нашей планеты на 15 миллиардов световых лет! Это могут быть даже те звезды, которые уже умерли, но их свет все еще путешествует по космосу.

Наша Солнечная система - лишь маленькая часть огромной галактики, которая называется Млечный Путь. Сама же Вселенная вмещает тысячи подобных галактик. И бесконечен ли космос - неизвестно...

То, что Вселенная постоянно расширяется, образуя все новые и новые космические тела, является научным фактом. Вероятно, ее внешний вид постоянно меняется, поэтому миллионы лет назад, как уверены некоторые ученые, она выглядела совершенно иначе, чем сегодня. И если Вселенная растет, то она определенно имеет границы? Сколько Вселенных существует за нею? Увы, этого никто не знает.

Расширение космоса

Сегодня ученые утверждают, что космос расширяется очень быстро. Быстрее, чем они считали раннее. Из-за расширения Вселенной экзопланеты и галактики удаляются от нас с разной скоростью. Но при этом скорость ее роста одинакова и равномерна. Просто эти тела находятся от нас на различном расстоянии. Так, альфа Центавра, ближайшая к Солнцу звезда, "убегает" от нашей Земли со скоростью 9 см/с.

Теперь ученые ищут ответ еще на один вопрос. Что заставляет Вселенную расширяться?

Темная материя и темная энергия

Темная материя - это гипотетическое вещество. Она не производит энергию и свет, но занимает 80% пространства. О наличии этого неуловимого вещества в космосе ученые догадывались еще в 50 годах прошлого века. Хотя прямых доказательств ее существования не было, сторонников этой теории с каждым днем становилось все больше. Возможно, в ее составе присутствуют неизвестные нам вещества.

Как появилась теория о темной материи? Дело в том, что галактические скопления давно бы разрушились, если бы их массу составляли только видимые нам материалы. В итоге получается, что большая часть нашего мира представлена неуловимым, неизвестным пока нам веществом.

В 1990 году была обнаружена так называемая темная энергия. Ведь раньше физики думали, что сила притяжения работает на замедление, однажды расширение Вселенной прекратится. Но обе команды, которые взялись за изучение этой теории, неожиданно выявили ускорение расширения. Представьте себе, что вы подбрасываете в воздух яблоко и ждете, когда она упадет, но вместо этого оно начинает удаляться от вас. Это говорит о том, что на расширение влияет некая сила, которая была названа темной энергией.

Сегодня ученые устали спорить о том, бесконечен космос или нет. Они пытаются понять, как выглядела Вселенная до Большого взрыва. Однако этот вопрос не имеет смысла. Ведь время и пространство сами по себе так же бесконечны. Итак, рассмотрим несколько теорий ученых о космосе и его границах.

Бесконечность - это...

Такое понятие, как "бесконечность", является одним из наиболее удивительных и относительных понятий. Издавна оно интересует ученых. В реальном мире, в котором мы живем, все имеет конец, в том числе и жизнь. Поэтому бесконечность манит своей таинственностью и даже некоей мистичностью. Бесконечность трудно представить. Но она существует. Ведь именно с ее помощью решается множество задач, и не только математических.

Бесконечность и ноль

Многие ученые уверены в теории бесконечности. Однако израильский математик Дорон Зельбергер не разделяет их мнение. Он утверждает, что существует огромное число и, если прибавить к нему единицу, конечный результат окажется нулевым. Однако данное число лежит так далеко за пределами человеческого понимания, что его наличие никогда не будет доказано. Именно на этом факте базируется математическая философия под названием "Ультрабесконечность".

Бесконечный космос

Есть ли вероятность того, что при сложении двух одинаковых чисел получится то же число? На первый взгляд это кажется абсолютно невозможным, но если речь идет о Вселенной... Согласно расчетам ученых, при отнимании от бесконечности единицы получается бесконечность. При сложении двух бесконечностей вновь выходит бесконечность. А вот если вычесть бесконечность из бесконечности, вероятнее всего, получится единица.

Древние ученые также задавались вопросом о том, существует ли граница у космоса. Их логика была простой и одновременно гениальной. Их теория выражается в следующем. Представьте себе, что вы достигли края Вселенной. Протянули руку за ее границу. Однако рамки мира раздвинулись. И так бесконечно. Представить это очень трудно. Но еще труднее представить, что же существует за ее границей, если она действительно есть.

Тысячи миров

Эта теория гласит, что космос бесконечен. Вероятно, в нем есть миллионы, миллиарды других галактик, которые вмещают в себя миллиарды других звезд. Ведь, если мыслить обширно, все в нашей жизни начинается снова и снова - фильмы следуют один за другим, жизнь, заканчиваясь в одном человеке, начинается в другом.

В мировой науке на сегодняшний день считается общепринятой концепция о многокомпонентной Вселенной. Но сколько Вселенных существует? Никто из нас этого не знает. В других галактиках могут находиться совсем иные небесные тела. В этих мирах господствуют совершенно другие законы физики. Но как доказать их наличие экспериментальным способом?

Сделать это можно лишь обнаружив взаимодействие между нашей Вселенной и другими. Это взаимодействие происходит через некие кротовые норы. Но как найти их? Одно из последних предположений ученых гласит, что такая нора есть прямо в центре нашей Солнечной системы.

Ученые предполагают, что в том случае, если космос бесконечен, где-то на его просторах находится двойник нашей планеты, а, возможно, и всей Солнечной системы.

Другое измерение

Еще одна теория гласит, что размеры космоса имеют пределы. Все дело в том, что ближайшую галактику (Андромеду) мы видим такой, какой она была миллион лет назад. Еще дальше - значит еще раньше. Расширяется не космос, расширяется пространство. Если мы сможем превысить скорость света, зайдем за границу космоса, то попадем в прошлое состояние Вселенной.

А что же находится за этой пресловутой границей? Возможно, другое измерение, без пространства и времени, которое только может представить наше сознание.

Бесконечна ли Вселенная, или у неё есть край? Если она бесконечна, это значит, что должны существовать параллельные Вселенные, считает физик Брайан Грин.

Он объяснил эту идею в интервью NPR, используя метафору: «Представим Вселенную в виде колоды карт. Если вы перетасуете карты, произойдёт много изменений, - говорит Брайан Грин. - Если вы будете перетасовывать эту колоду достаточно долго, то порядок карт может повториться. То же самое и с бесконечной Вселенной. При ограниченном наборе сочетаний материи порядок её расположения должен однажды повториться».

По его словам, многие учёные-теоретики серьёзно рассматривают возможность существования Мультивселенной. Вот некоторые из существующих гипотез.

1. Пузыри-вселенные

Космолог Александр Виленкин из Университета Тафтса считает, что отдельные космические зоны после Большого взрыва могли расшириться, что привело к образованию изолированных пузырей-вселенных.

Согласно теории Виленкина, наш пузырь перестал расширяться, что создало определённые условия в нашей Вселенной. Однако другие пузыри могли продолжать расширение, в результате чего физические свойства тех Вселенных абсолютно не похожи на те, что мы наблюдаем в нашей Вселенной.

2. Вселенная как голограмма

Теория струн рассматривает Вселенную как совокупность очень тонких, вибрирующих струн. Эти струны создают силу, известную как гравитация. Мир струн - это своего рода голограмма, проецируемая из более низкого космического измерения, которое проще, более плоское и не имеет гравитации.

3. Огромная пустота в космосе может быть дверью в другую Вселенную

Космическая пустота протяжённостью 1 миллиард световых лет озадачила учёных, когда её открыли в 2007 г. Затем, в 2009 г., была обнаружена ещё одна космическая пустота, простирающаяся на 3,5 миллиарда световых лет. Подобное явление невозможно объяснить современными знаниями о структуре и эволюции Вселенной. Пустоты таких гигантских размеров не могли сформироваться за время, прошедшее с Большого взрыва. На их образование потребовалось бы намного больше времени.

Физик Лора Мерсини-Хьютон, профессор из Университета Северной Каролины, считает, что это след другой Вселенной, которая находится за пределами нашей Вселенной. Согласно её гипотезе, квантовая запутанность между нашей Вселенной и другой Вселенной создала эти пустоты как перегородку между Вселенными.

4. Параллельные Вселенные, которые могут столкнуться друг с другом

Большой взрыв, образовавший Вселенную, мог быть вызван столкновением двух трёхмерных Вселенных в другом космическом пространстве. Большой взрыв может быть всего лишь одним из множества Больших взрывов. Создание Вселенной - это циклический процесс, считают Пол Стейнхард, профессор физики в Принстонском университете, и Нейл Турок, директор Института теоретической физики «Периметр» в Онтарио (Канада).

Их теория частично основана на теории суперструн. В предисловии к своей книге «Бесконечная Вселенная за пределами Большого взрыва» они написали: «Мы убеждены, что момент создания был всего лишь частью бесконечного цикла колоссальных столкновений между нашей Вселенной и параллельным миром».

Версия на английском

Границы бесконечного

Расширение космоса

Сегодня ученые утверждают, что космос расширяется очень быстро. Быстрее, чем они считали раннее. Из-за расширения Вселенной экзопланеты и галактики удаляются от нас с разной скоростью. Но при этом скорость ее роста одинакова и равномерна. Просто эти тела находятся от нас на различном расстоянии. Так, ближайшая к Солнцу звезда, "убегает" от нашей Земли со скоростью 9 см/с.

Теперь ученые ищут ответ еще на один вопрос. Что заставляет Вселенную расширяться?

Темная материя и темная энергия

Бесконечность - это...

Бесконечность и ноль

Бесконечный космос

Тысячи миров

Другое измерение

Еще одна теория гласит, что размеры космоса имеют пределы. Все дело в том, что ближайшую мы видим такой, какой она была миллион лет назад. Еще дальше - значит еще раньше. Расширяется не космос, расширяется пространство. Если мы сможем превысить скорость света, зайдем за границу космоса, то попадем в прошлое состояние Вселенной.

Представление о том, что наша Вселенная может быть лишь одной из множества других, за последние двадцать лет превратилось из научной фантастики в имеющую право на жизнь теорию мультивселенной . Теперь же физики из Стэнфорда (Stanford University) попытались подсчитать, сколько же может существовать таких параллельных миров.

За расчёты взялись Андрей Линде и Виталий Ванчурин. Они исходили из следующих предположений. Сразу после Большого взрыва (Big Bang), который являлся квантовым процессом, вызвавшим различные квантовые колебания, происходило быстрое расширение (инфляция) Вселенной.

Из-за большой скорости вскоре в отдельных регионах квантовые флуктуации были заморожены в виде тех или иных классических условий. Ныне все эти различающиеся области являются отдельными вселенными, и у каждой из них свои законы физики малых энергий.

Линде придерживается инфляционной модели вселенной (Inflationary Multiverse), которую он разработал в начале 1980-х годов совместно с некоторыми другими учёными. Здесь показано развитие мультивселенной во времени, различные цвета обозначают законы физики, характерные для отдельных вселенных (иллюстрация Stanford University).

В своей статье (PDF-документ), которая пока опубликована только на сайте препринтов arXiv.org, авторы работы проанализировали механизм появления тех самых квантовых флуктуаций. И учёные пришли к выводу – количество образовавшихся вселенных равняется десяти в десятой степени в десятой степени в седьмой степени (10^10^10^7). Впрочем, это значение может различаться в зависимости от того, какую модель построить (как отличать отдельные вселенные).

В любом случае число, конечно же, гигантское. Однако наблюдать все вселенные человек не в состоянии, убеждены специалисты из Стэнфорда. Это обусловлено особенностями строения нашего мозга: в течение жизни он не способен воспринять более десяти в шестнадцатой степени (10 16) битов информации (данное предположение выдвинуто в другой работе и поддержано стэнфордскими учёными). В результате получается, что человек не может воспринять более десяти в десятой степени в шестой степени наблюдаемых конфигураций.

Не больше, не меньше – именно столько вселенных, по мнению авторов новой работы, доступно человеческому разуму (иллюстрация Andrei Linde, Vitaly Vanchurin).

И это нормально, утверждают Линде и Ванчурин. Нечего пытаться возвысить себя и полагать, будто все параллельные вселенные доступны человеческому сознанию. К тому же в нашей повседневной жизни квантовые эффекты играют малую роль, а потому мы их можем спокойно игнорировать.

Подобные вычисления действительно мало чем полезны для обывателя и имеют значение, пожалуй, только для физиков и астрономов, изучающих квантовые эффекты на супергалактическом уровне.

Когда мы анализируем возможность существования вселенной определённого типа, мы должны помнить, что существует пара вселенная-наблюдатель, которая собственно её и оживляет, а также, что волновая функция всей остальной мультивселенной зависит от времени, пишут физики.

Зачем же считать параллельные вселенные? Линде и Ванчурин считают – для того чтобы позже определить вероятность существования жизни во Вселенной с каким-то особым набором свойств. А ещё узнать, каковы были шансы, что мы «окажемся» в мире с физическими законами, соответствующими наблюдаемым (что разрешило бы вопросы, связанные с

Давайте посчитаем, сколько внеземных цивилизаций существует во Вселенной January 30th, 2018

Если вы скажете, что верите в существование инопланетян, вряд ли ваши друзья будут этим сильно шокированы. Мы даже с вами как то подробно обсуждали, . Но у меня есть для вас конкретная цифра - во Вселенной, насчитывается 2 триллиона галактик, и нужно быть в высшей степени самовлюбленным, чтобы считать, что человек - единственное разумное существо.

Но оказывается, что число технологически развитых цивилизаций можно посчитать...

В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк разработал простое уравнение для оценки количества «технически активных» цивилизаций в нашей галактике. Эта простая математическая формула считается второй по степени известности в науке после эйнштейновского уравнения E=MC2.

Если посмотреть на эту формулу, легко увидеть, что в ней учитывается ряд факторов, среди которых вероятность наличия обитаемых планет вокруг звезд, вероятность возникновения жизни и вероятность того, что простые формы жизни эволюционируют таким образом, что в конце появятся разумные существа. Но даже без попыток произвести расчеты на основании уравнения Дрейка, мы можем использовать аналогичные рассуждения, чтобы оценить количество внеземных цивилизаций и расстояние, отделяющее нас от ближайших гуманоидов.

Мы начинаем с недавних исследований, которые показали, что у каждой шестой из звезд есть планета, пригодная для жизни. Не одна на миллион, а каждая шестая. Итак, возьмем это число за основу и продолжим. Мы должны сделать несколько допущений. В частности, решить, какая часть из планет, схожих по размеру с Землей, когда-либо становилась домом для технически развитых обитателей.

Жизнь на нашей планете зародилась довольно быстро: случайная химическая реакция в 1,5 миллионах триллионов кубических метров океанской воды породила репродуцирующую молекулу в течение всего нескольких сотен миллионов лет. Отсюда следует, что для зарождения жизни нужно не так уж много. Затем, вполне обоснованно можно предположить, что, по крайней мере, половина всех пригодных для жизни планет раньше или позже породила какую-либо форму жизни.

С интеллектом несколько сложнее. Динозавры были неплохо сконструированы, но не отличались большими успехами в школе. И все же, давайте предположим, что одна из 100 планет, на которых существует жизнь, в конечном итоге будет отмечена появлением разумных существ. И, по словам Фрэнка Дрейка, предположим также, что любые инопланетяне сумеют продержаться на своей планете в течение 10 тысяч лет, пока не уничтожат сами себя (ядерная война, техногенная экологическая катастрофа, или что-то иное в этом духе) или встретят свой печальный конец по каким-то иным причинам.

Произведя несложные арифметические подсчеты, мы обнаружим, что в каждой из 100 миллионов звездных систем имеется технически развитая цивилизация. Это не сильно отличается от вероятности сорвать джек-пот в лотерее Powerball на следующей неделе.

Итак, насколько близко от нас находятся ближайшие инопланетяне, посылающие сигналы о своем существовании?

Если мы заплатим хорошие деньги за гиперпространственный двигатель, способный перемещаться со сверхсветовой скоростью, и отправимся навестить соседей, насколько далеко нам придется улететь от Земли? Что же, среднее расстояние между звездами в нашей части Галактики составляет 4,2 световых года (расстояние до звезды Проксима Центавра). То есть, в каждом кубе пространства, ребро которого составляет 4,2 световых года, имеется в среднем одна звезда. Теперь давайте представим себе большой куб, с ребром в 2 тысячи световых лет. В нем будет содержаться примерно 100 миллионов звездных систем и где-то среди них - одна развитая цивилизация.

На основании этих грубых и не особенно тщательных расчетов, можно предположить, что ближайшие «пришельцы» находятся на расстоянии от одного до двух тысяч световых лет. Другими словами, не ближе, чем три яркие звезды пояса Ориона. Конечно, соседи могут оказаться гораздо дальше, или ближе. Но эта оценка на уровне порядка величины говорит нам, что они явно не живут по соседству. Они не слышат наших новостных сообщений и маловероятно, что у них есть какие-то мотивы для визита к нам. Они просто ничего не знают о нашем существовании.

Кстати, скорее всего, мы тоже не сможем их посетить. Самым быстрым из сегодняшних ракет понадобилось бы примерно 20 миллионов лет, чтобы добраться туда, а к этому времени даже самые отважные астронавты, скорее всего, ужасно устанут от казенной пищи и иных неудобств полета.

Да, инопланетные цивилизации, вероятнее всего, существуют, и только в одной нашей галактике их может насчитываться до 10 тысяч, не говоря о миллионах других галактик. Возможно, они находятся довольно далеко от нас. Но все же, их можно обнаружить. Вот почему люди упорно продолжают прочесывать небо в поисках радиосигналов, в незапамятные времена запущенных в эфир нашими братьями по разуму.

источники