Чи реальні паралельні всесвіти?

Що спільного між привидами й аномальними швидкостями обертання галактик? Деякі любителі фантастики вважають, що відповідь на це питання криється в “паралельних всесвітах”.

Сучасна наука може виключити деякі ідеї, але не всі. Можливість існування паралельних всесвітів, яка значною мірою залежить від визначення поняття “паралельний”, може бути однією з таких ідей.

Двомірний уявний експеримент

Ми живемо в трьох вимірах, тобто можемо рухатися вліво/вправо, вгору/вниз і вперед/назад. Живучи в тривимірному світі, важко уявити собі четвертий просторовий вимір, тому розгляньмо цю концепцію на прикладі двох вимірів, що існують у тривимірному просторі. Припустимо, що ми можемо жити тільки у двох вимірах. Якби ці два виміри були плоскими, то це означало б, що ми живемо на площині. У цьому двовимірному світі ми б жили, рухаючись у напрямку схід/захід і північ/південь, але ніколи не підіймалися б сходами.

Тепер уявіть собі, що, попри наше двомірне сприйняття, реальний Всесвіт тривимірний. Припустимо також, що існує ще один двовимірний всесвіт, і він орієнтований паралельно до нашого, з крихітною відстанню між ними. А тепер уявіть собі ще один і ще. Якби таке могло існувати, то все це дуже нагадувало б стопку великих аркушів паперу, причому кожен аркуш — це цілий двовимірний всесвіт, складений у тривимірному просторі. Чи можуть існувати паралельні всесвіти, організовані таким чином? І які дивні явища можуть при цьому виникнути?

Гіпотеза примари

Уявіть собі, що істоти, які живуть на двох сусідніх аркушах паперу, можуть рухатися в тандемі, розділені лише крихітним проміжком, який перебуває в третьому вимірі (адже у всесвітах-аркушах немає поняття вгору або вниз). Дехто вважає, що це пояснює появу в нашому світі “привидів”. Згідно з цією гіпотезою, те, що деякі люди вважають примарами, насправді є людьми, які перебувають у паралельному вимірі. Те, що їх ледь видно, пояснюється тим, що їхні образи ледь переходять зі свого виміру в наш.

Однак науці є що сказати з цього приводу. З численних експериментів відомо, що інтенсивність світла зменшується з квадратом відстані між джерелом і спостерігачем. (Відомий як закон зворотного квадрата, він показує, що інтенсивність світла пропорційна одиниці, поділеній на відстань у квадраті). Менш відомо те, що це зменшення інтенсивності світла є мірою кількості вимірів, через які може пройти світло.

Світло від джерела, наприклад лампочки, поширюється через низку концентричних сфер, центрованих навколо джерела. Площа поверхні тривимірної сфери пропорційна квадрату радіуса (площа поверхні = 4πr 2), а інтенсивність світла поширюється рівномірно по сфері. Виявляється, цифра “2” (яка у формулі 1/відстань2 означає “квадрат”) еквівалентна числу вимірів, через які може пройти світло, плюс одиниця. Інакше кажучи, світло, згідно з числом 2 формулою, може проходити через три просторові виміри: 2+1=3.

Це означає, що “привид” не може бути пояснений світлом, що йде з паралельного виміру. Якби це було справді так, то світло могло б проходити не через три, а через чотири виміри, і формула інтенсивності світла мала б вигляд 1/відстань3 (оскільки 3+1=4). Але з практичних вимірювань відомо, що сила світла зменшується зі збільшенням відстані у квадраті, а не в кубі, тому світло поширюється лише в трьох просторових вимірах.

Дивне тяжіння

Це спостереження має стосунок і до іншої астрономічної загадки. Астрономам уже півстоліття відомо, що галактики обертаються швидше, ніж це можна пояснити за допомогою відомих законів гравітації та руху. По суті, галактики поводяться так, ніби їхня маса більша, ніж ми спостерігаємо. Це одна з причин, через яку астрофізики припускають існування темної матерії. Любителі наукової фантастики припускають, що, можливо, те, що ми бачимо, є ефектом маси з паралельних світів. Згідно з цією гіпотезою, обертання галактик відбувається так швидко тому, що гравітація з паралельних всесвітів додає маси до спостережуваної нами галактики.

За всієї своєї креативності це пояснення може бути спростовано за допомогою тієї самої логіки, яка спростовує паралельні всесвіти як пояснення привидів. Якби гравітація дійсно могла переміщатися між паралельними світами, то її сила зменшувалася б не як квадрат відстані між двома тілами, а як куб відстані. Але з доведених експериментів ми знаємо, що це не так.

Питання про паралельні всесвіти закрито?

Якщо точні вимірювання поведінки світла і гравітації виключають можливість їх переміщення більш ніж у трьох вимірах, то чи виключає це можливість існування паралельних світів? Не зовсім. Усе залежить від того, чи взаємодіють матерія та енергія одного всесвіту з матерією та енергією іншого. Якщо ніяка взаємодія не дозволена, то у нас немає даних, які могли б відкинути це припущення.

З іншого боку, у нас також немає даних, що виключають існування невидимих чоловічків, які живуть у шафі і не залишають слідів. Але, не маючи даних, що дають змогу припустити, що вони існують, ми доходимо висновку, що їх, найімовірніше, немає. Так само, не маючи даних, що дають змогу припустити існування паралельних світів — у сенсі окремих всесвітів, які існують у вищих вимірах і здатні взаємодіяти один з одним, — ми можемо дійти висновку, що паралельних всесвітів, які визначено саме в такий спосіб, найімовірніше, не існує.

Зрозуміло, існують і інші можливі значення фрази “паралельні світи”, і в цих випадках ця логіка незастосовна. Виходить, що тільки на підставі наукових даних зробити глобальну заяву з цього питання неможливо. Але виключення однієї гіпотези — це вже початок. Переступаючи через руїни відкинутих теорій, наука розвивається.

Доктор Дон Лінкольн — старший науковий співробітник Fermilab, провідної американської лабораторії фізики елементарних частинок, співавтор понад 1500 наукових статей.