Физически реальные мультиверсы

Теории, констатирующие существование физически реального множества миров, имеют отношение к физико-космологическому понятию мультивселенноймира, который состоит из множества вселенных, включая нашу. Рассматриваемые теории в первую очередь стремятся объяснить как можно большую совокупность астрофизических явлений на основе фундаментальных законов современной квантово-релятивистской физики, экстраполировать эти законы как можно дальше, в идеале — на все явления и процессы космической эволюции от ее начального момента, сингулярности, вплоть до самого отдаленного будущего. В этом контексте возникновение концепции мультивселенной — не самоценно, оно является последствием предпринятых теоретических выкладок. Следует также отметить, что для данного вида расширения космологических теорий на область мультивселенной характерны механицизм и стремление к экстраполяции, свойственные механистической картине мира в целом.

В дискурсе о мультивселенных в точных и естественных науках наиболее часто говорят о следующих мультиверсах: квантовый (QuantumMultiverse); ландшафтный (LandscapeMultiverse); «лоскутный» (QuiltedMultiverse); инфляционный (InflationaryMultiverse); мультиверс на бранах (BraneMultiverse).

Инфляционная мультивселенная предполагается в контексте сценария вечной инфляции хаотической вселенной, разработанного Аланом Гутом, Андреем Линде и Полом Стейнхардом.

В теории вечной хаотической инфляции А. Линде под инфляцией подразумевается взрывообразное и сверхбыстрое расширение пространства-времени, перманентно повторяющееся в различных областях вселенной Линде, А. Инфляция, квантовая космология и антропный принцип [электронный ресурс]. URL: http://arxiv.org/abs/hep-th/211 048 (дата обращения: 29.11.15). Предполагается, что бесконечность заполнена предположительным полем инфлатона, большая энергия которого это расширение и вызывает. Энергия, высвобожденная вследствие квантовых флуктуаций, становится причиной короткого (порядка 10−35 сек.) и быстрого расширения, в ходе которого пространство увеличивается в 1030 раз. Квантовые флуктуации могут «сбросить» энергию поля инфлатона к низким значениям, что и приведет к образованию вселенной Карпенко, И. А., Проблема интерпретации понятия пространства в некоторых концепциях мультивселенных современной физики // Философский журнал. — 2015 — № 3 — С. 35. Постепенно энергия преобразуется в частицы, из которых впоследствии формируются галактики Сторожук, А. Ю. Философского-методологический анализ оснований концепций множественных вселенных: лоскутная мультивселенная и инфляционный сценарий // Философия науки. — 2014. — № 4. — С. 89. .

Теория предполагает способность мультивселенной к самовоспроизводству. Инфляция по своей природе является процессом, который никогда не останавливается Горшков, В. К., Мансуров Г. Н. Теория инфляции. Стрела времени [электронный ресурс] // Вестник Московского государственного областного университета. — 2012. — № 1. — С. 139−149. URL: http://www.evestnik-mgou.ru/Articles/Doc/166 (дата обращения: 1.12.15). При условиях вечной инфляции квантовые флуктуации приводят к разделению вселенной на бесконечное число экспоненциально больших частей со всевозможными значениями поля. Это значит, что исходная вселенная разделяется на бесконечное число вселенных со всевозможными значениями эффективной космологической постоянной и разными физическими константами, что и составляет смысл мультивселенной Горшков, В. К., Мансуров Г. Н. Мультивселенная и антропный принцип [электронный ресурс] // Вестник Московского государственного областного университета. — 2013. — № 2. — С. 3. URL: http://www.evestnik-mgou.ru/Articles/Doc/327 (дата обращения: 1.12.15). Митио Каку обосновывает гипотезу о беспрерывном расширении отдалённых участков вселенной, которое предполагает образование из таких участков «почек» дочерних вселенных Цит. по: Владленова, И. В. Космологические проблемы конструирования структуры реальности // Философия и космология. — 2014. — № 12. — С. 43.. Мультиверс, согласно теории инфляции, таким образом, является беспрерывно расширяющимся и множащимся.

Разговор о лоскутной мультивселенной актуален только в случае допущения бесконечности пространства. В сущности, сама идея подобной структуры мультиверса прослеживается ещё в трудах Н. Кузанского и Д. Бруно, постулирующих бесконечное множество существующих миров. По Кузанскому, все они должны быть уникальны, Бруно своё многомирие конструирует, исходя из тезиса"действительность и возможность — одно и то же" Бруно, Д. Диалоги. — М.: Госполитиздат, 1949. — С. 242., ^{который предполагает реальное существование всего доступного для восприятия человеческим сознанием и не противоречащего законам физики.}

Если вселенная бесконечна, её большая часть находится за пределами видимого горизонта. Если исходить из того, что возраст вселенной примерно 13,7 млрд лет, то область наблюдательной вселенной будет составлять 13,7 млрд световых лет плюс область, увеличивающаяся за счет расширения пространства. Максимальное расстояние, на которое мы можем заглянуть, — примерно 41 млрд световых летГрин, Б. Параллельные миры и глубинные законы космоса. — М.: Либроком, 2012. — С. 38. Более далёкие области вселенной, соответственно, оказываются недоступными для наблюдения. Аналогичные предположения можно сделать и для тех областей пространства, которые удалены от нас на достаточно большое расстояние. Удалённые друг от друга космические горизонты не могут взаимодействовать и развиваются автономно. Такая область пространства в рамках одного космического горизонта и образует условную вселенную, число которых, с учётом безграничности пространства, бесконечно.

Основной космологический постулат гласит: вселенная на больших масштабах является однородной и изотропной. Следовательно, каждая лоскутная мультивселенная будет иметь ту же физику, что и наша вселенная. Если мир состоит из элементарных частиц, то их свойства должны определять явления и закономерности астрономических объектов. Информация о вселенной приходит к нам в виде потока элементарных частиц фотонов, нейтрино, частиц высокой энергии (протоны, электроны, ионы), возникающих в радиотуманностях и радиогалактиках Сторожук, А. Ю. Философского-методологический анализ оснований концепций множественных вселенных: лоскутная мультивселенная и инфляционный сценарий // Философия науки. — 2014. — № 4. — С. 89.

Если принимать универсальность физики в таком мультиверсе и идентичность законов природы в наблюдаемой и не наблюдаемой нами части мультиверса, то конфигурация частиц, заполняющих пространство, окажется конечной. Это означает, что в бесконечной вселенной должны найтись абсолютно идентичные лоскуты, образующие двойников. Если применить редукционистский подход, согласно которому все физические и ментальные характеристики определяются расположением частиц и полей, то в глубинах космоса существует бесконечное количество наших двойников. Согласно редукционизму, все физические копии будут тождественны также и ментально.

«Лоскутный» мультиверс можно определить как единственный универс, отдалённые части которого образуют замкнутые и специфические миры. Причём подобные миры вполне могут повторяться, если учитывать бесконечность пространства.

Идея струнного мультиверса возникла как следствие разработки теории струн (суперструн).Сама теориязадумывалась как попытка объединения гравитации и квантовой механики, рассогласованность между которыми существовала со времён создания Общей теории относительности.

Наличие квантовых флуктаций на микроуровне делает невозможным использование на нём существующей математики. Причина в том, что в стандартной физике частиц частицы — это точки, не имеющие размеров, бесконечно маленькие объекты. Теория струн же вместо точечной модели элементарных частиц, фундаментальных объектов квантовой теории поля, рассматривает струноподобные (порядка планковской длины) нити Горшков, В. К., Мансуров, Г. Н. Мультивселенная и антропный принцип [электронный ресурс] // Вестник Московского государственного областного университета. — 2013. — № 2. — с. 7. URL: http://www.evestnik-mgou.ru/Articles/Doc/327 (дата обращения: 1.12.15)., фундаментальные свойства которых (заряд, масса, спин) определяются конкретным видом колебания струны. Струна способна сглаживать квантовые флуктуации, что неприемлемо для точечной частицы, и это разрешает противоречия между двумя теориями.

Современное продолжение теории струн — М-теория. Она является в некотором смысле объединяющей и включает пять различных вариантов теории струн, предполагая наличие десяти пространственных измерений и одного временного, а также струн более высокой размерности (которые получили название бран). М-теория включает в себя не только колеблющиеся струны, но и такие объекты, как колеблющиеся двумерные мембраны и трехмерные капли. Важную роль играют и протяженные объекты других размерностей. Протяженные трехмерные объекты названы 3-бранами, протяженные четырехмерные — 4-бранами (и так далее) Павлов, Е. В. Основополагающие идеи теории струн и М-теории // Вестник Псковского государственного университета. — 2009. — № 8. — С. 93.

Уравнения М-теории подразумевают наличие дополнительных измерений, которые должны принадлежать к некоторому классу так называемых пространств Калаби — Яу. Такие пространства могут иметь огромное число различных форм и дополнительных измерений. В этом случае возникает необходимость в мультиверсивном подходе и предполагается, что все возможные формы пространств дополнительных измерений, возникающие в математическом аппарате теории, — реальные свойства частиц. Отсюда вытекает, что каждая из форм задает дополнительные измерения в своей отдельной вселенной, которая имеет специфические фундаментальные физические постоянные.

Браны могут иметь любой размер, в том числе макроскопический. Возникло предположение, что на бранах в пространствах более высокой размерности могут находиться отдельные вселенные. В многомерном пространстве возможно существование любого количества вселенных на бране, более того, они могут частично накладываться друг на друга, что предполагает реализацию сценария циклической мультивселенной. Согласно такому сценарию, миры на бране могут находиться сколь угодно близко в многомерном пространстве, но свойства струн (элементарных частиц) актуальны только в пределах одной браны, так как прикреплены к ней. То есть любое взаимодействие между отдельными вселенными исключено Карпенко, И. А., Проблема интерпретации понятия пространства в некоторых концепциях мультивселенных современной физики // Философский журнал. — 2015 — № 3 — С. 36−37.