Учёные сравнили нашу Вселенную с пузырьком в море пены

Канадские физики решили проверить гипотезу о том, что лежит за гранью наблюдаемой нами Вселенной. Согласно этой версии, наша Вселенная – лишь небольшой пузырёк в целом море пены.

Гипотеза о том, что мы живём в огромной мультивселенной, полной других подобных миров вне нашего физического мира, происходит из теории суперструн и инфляционной модели Вселенной. Правда, долгое время учёные с трудом представляли, как эту гипотезу вообще можно подтвердить или опровергнуть практически.
В наиболее общем смысле мультивселенная является гипотетическим множеством всех возможных реально существующих параллельных вселенных (включая ту, в которой мы находимся). Вселенные возникают и исчезают, существуя в беспорядке, подобно пене, встроенной в вакууме ненулевой энергии. Через квантовые флуктуации одни вселенные рождаются, а другие умирают, принимая различные формы и существуя по различным законам физики.

Учёным долгое время было совсем непросто придумать доказательства (или хотя бы собрать какие-то свидетельства) того, что мы существуем в бесконечном океане вселенных. Многие утверждали, что подобная гипотеза – не более чем метафизика и дело не научных, а философских дискуссий. Мы навсегда заключены внутри нашего общего пузыря – и никогда не сможем увидеть то, что снаружи (если, конечно, снаружи вообще хоть что-то есть) – так какой смысл думать об этом?

Однако учёные из Канадского института теоретической физики Perimeter в Онтарио упорно трудятся, чтобы доказать существование мультивселенной с помощью наблюдений, собранных из самых удалённых точек пространства.

Если мультивселенная является реальностью, само собой разумеется, что в этом неистовом порядке соседствующих пузырей неизбежны частые столкновения (возможно, даже образование вторичных пузырей). Команда под руководством Мэтью Джонсона (Matthew Johnson) искала в наблюдениях свидетельства столкновения соседних вселенных с нашей собственной, чтобы обнаружить некий намёк на то, что у нас могут быть соседи.

Но для этого Джонсону пришлось создать модель мультивселенной.

"Мы начали с мультивселенной, состоящей всего из двух космологических пузырьков. Мы сталкивали их на компьютере, чтобы выяснить, что происходит, – рассказывает исследователь. – Затем мы рассмотрим виртуальные наблюдения в различных местах и будем решать, чем являются эти явления. Имитировать Вселенную легко".

Космологический пузырь – модельный объект, в терминах которого можно описать зарождение и эволюцию отдельных вселенных. Первоначально такое описание связано с задачей из статистической физики о зарождении пузырей новой фазы, в которой рассматривается их динамика и взаимодействие друг с другом.

Команда не имитирует каждый атом, звезду или галактику во Вселенной – компьютерное моделирование учитывает лишь крупнейшие масштабные структуры. Всё, что нужно – это гравитация и материал, из которого создаётся пузырь. Это и является отправной точкой для моделирования мультивселенной на компьютере.

По мнению исследователей, их работа важна для тех, кто хочет понять, что же на самом деле происходит в регионах за пределами нашей Вселенной. Например, модель Джонсона прогнозирует, что при столкновении внутри заполненной мультивселенной космическое микроволновое фоновое (реликтовое) излучение должно сформировать кольцо, которое ближайшие вселенные выдвинут в сторону нашей. Реликтовое излучение является вездесущим (очень слабым) эхом Большого взрыва, которое доносится даже до самых дальних уголков нашей Вселенной. Эти круговые искажения должны присутствовать в реликтовом излучении.

Краткий анализ карт реликтового излучения небес показал, что этих круговых колец нет, что потенциально опровергает гипотезу мультивселенной, наполненной сталкивающимися вселенными. Или, по крайней мере, столкновения не происходят сейчас. То есть, возможно, гигантская мультивселенная находится в состоянии относительного покоя.

По словам авторов исследования, целью работы не было доказать или опровергнуть существование мультивселенной. Скорее, учёные стремились выявить сигналы, на которые стоит обратить внимание при наблюдениях.