Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени - [42]

Лучи света тоже должны следовать геодезическим в пространстве-времени. Искривленность пространства означает, что свет уже не распространяется прямолинейно. Таким образом, согласно обшей теории относительности, луч света должен изгибаться в гравитационных полях и, например, световые конусы точек, находящихся вблизи Солнца, должны быть немного деформированы под действием массы Солнца. Это значит, что луч света от далекой звезды, проходящий рядом с Солнцем, должен отклониться на небольшой угол, и наблюдатель, находящийся на Земле, увидит эту звезду в другой точке. Конечно, если бы свет от данной звезды всегда проходил рядом с Солнцем, мы не могли бы сказать, отклоняется ли луч света, или же звезда действительно находится там, где мы ее видим. Но вследствие обращения Земли все новые звезды заходят за солнечный диск, и их свет отклоняется. В результате их видимое положение относительно остальных звезд меняется.

Еще одно предсказание общей теории относительности состоит в том, что вблизи массивного тела типа Земли время должно течь медленнее. Это следует из того, что должно выполняться определенное соотношение между энергией света и его частотой (числом световых волн в секунду): чем больше энергия, тем выше частота. Если свет распространяется вверх в гравитационном поле Земли, то он теряет энергию, а потому его частота уменьшается. (Это означает, что увеличивается интервал времени между гребнями двух соседних волн.) Наблюдателю, расположенному на большой высоте, должно казаться, что внизу все происходит медленнее».

Таким образом, общая теория относительности представляет пространство и время самосогласованными величинами. Действительно, любое движение материи изменяет кривизну пространства-времени, и в то же время сам «рельеф» пространства-времени влияет на движение тел и действие сил. Получается, что как без представлений о пространстве и времени нельзя говорить о событиях во Вселенной, так и в общей теории относительности стало бессмысленным говорить о пространстве и времени за пределами Вселенной.

Стивен Хокинг в тоннеле ВАКа (ЦЕРН, Швейцария)

ГЛАВА ШЕСТАЯ МНОГОМИРЬЕ

Я до сих пор помню потрясение, которое испытал, впервые ознакомившись с теорией множественности миров. Идея о том, что каждое мгновение из меня появляется 10 в 100-й степени слегка отличающихся друг от друга двойников и каждый из них продолжает беспрестанно делиться, пока не изменится до неузнаваемости, не укладывается в рамки здравого смысла. Вот уж поистине картина бесконечно прогрессирующей шизофрении.

Виктор Вит, лауреат премии М. Планка, известный английский астрофизик

ФАНТАСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА

Идея множественности миров, окружающих обитаемую Вселенную — Ойкумену, известна с времен ранней античности. Затем подобные взгляды изредка возникали в трудах самых различных философов-метафизиков, исчезнув на время под пеленой средневекового религиозного мракобесия и возродившись уже в творчестве фантастов первой половины прошлого века. Тогда же возникло и определение Мультиверса (Мультивселенной, multiverse, meta-universe) как множества возможных вселенных, существующих параллельно нашему миру. Представления о структуре воображаемого Мультиверса, природе каждой составляющей его вселенной и отношениях между ними сильно различаются в различных космологических моделях.

В физику идея многомирности впервые вошла в совершенно ином контексте парадоксальной интерпретации квантовой теории измерений, которую в 1957 году предложил аспирант выдающегося астрофизика Д. Уилера Хью Эверетт.

Эверетт обратился к анализу одного из основных принципов квантовой теории, согласно которому любой макроскопический измерительный прибор мгновенно «схлопывает» волновой вектор микрочастицы при ее наблюдении. Это явление называют коллапсом волновой функции или редукцией волнового пакета (рис. 14 цв. вкл.).

Публикация статьи Эверетта, поддержанная Нильсом Бором, породила целый новый раздел квантовой механики, часто называемый ее «многомировой интерпретацией». В последующем гипотезу Эверетта о «многомировом» механизме редукции волновой функции разрабатывали такие видные теоретики, как Дж. Уилер, Де Витт, М. Гелл-Ман, С. Хокинг, С. Вайнберг, М. Тегмарк, М. Риса, А. Линде, А. Сахаров, М. Марков и др.

Сегодня понятие Мультиверса чаще всего включает практически стремящееся к бесконечности количество параллельных физических миров с различными геометриями, метриками и топологиями. Параллельные миры могут описываться картиной абсолютно независимых от нашей действительности сущностей.

Взаимодействие между ними может заключаться в наличии неких «склеек-порталов», по которым при определенных обстоятельствах можно проникать из одного мира в другой. В этих гипотетических местах пересечения и слияния миров должны были бы происходить разные «чудеса», такие, как появление или исчезновение физических предметов. Еще одним любопытным понятием многомирья является «ветвление» Мультиверса в динамических процессах квантовой механики.

Б. Грин в своей «Структуре реальности» так характеризует принципы ввода образа Мультиверса: