На протяжении последних месяцев в научном сообществе активно обсуждается новость о том, что Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства НАСА наконец удалось обнаружить параллельную Вселенную, где время идет вспять. Эта новость взбудоражила пользователей социальных сетей, которые разделились на два лагеря. Одни безоговорочно верят НАСА, а другие отвергают саму идею существования параллельной Вселенной, считая, что ученые принимают желаемое за действительное.
Следует отметить, что слухи об открытии параллельной Вселенной были сильно преувеличены, поскольку они основывались на последних результатах, полученных от импульсной переходной антенны НАСА (ANITA), которая использует всю поверхность Антарктиды в качестве лаборатории! Научно-исследовательский процесс происходит следующим образом: высокоэнергетические космические частицы — нейтрино — взаимодействуют с ледяным покровом континента, вызывая амплитудный спектр последовательности радиоимпульсов, которые можно уловить антеннами. Кстати говоря, антенны размещают на огромных воздушных шарах, способные подниматься на высоту 37 километров над поверхностью ледяного континента.
Нейтрино — это субатомная частица. Она настолько мала, что мы не замечаем, как триллион частиц нейтрино ежесекундно проходят сквозь наши пальцы. Мы не видим этого потока, потому что нейтрино практически не влияют на обыкновенную материю. В среднем, только одно нейтрино взаимодействует с нашим телом за всю нашу жизнь. Нейтрино — это частицы без заряда, которые практически не имеют массы, поэтому их захват больше напоминает поимку призраков. Таким образом, ученым всегда приходилось использовать хитроумные уловки, в частности антенны ANITA, чтобы захватить эти высокоэнергетические космические частицы.
В 2018 году антарктическая импульсная переходная антенна ANITA начала получать аномальные радиосигналы, которые вызвали ажиотаж в научном сообществе. Вполне вероятно, что это произошло из-за частиц, которые прошли сначала сквозь поверхность южного континента, а затем в ANITA. Вышеупомянутые радиосигналы не отразились от ледяного покрова Антарктиды, что открыло дверь для всевозможных гипотез и дискуссий. Согласно одной из версий, это связано с природой Антарктического ледяного щита. Тем не менее, некоторые исследователи заявили, что это может быть свидетельством чего-то иного, что лежит за пределами нашего воображения.
Так появилась основная гипотеза, выдвинутая исследователями, согласно которой, наша Вселенная возможно всего лишь «зеркальное отражение» другого параллельного мира. По мнению сторонников данной гипотезы, обе Вселенные имеют одну точку отсчета, то есть они возникли вследствие Большого взрыва.
Чтобы во всем разобраться, давайте сначала рассмотрим современную космологическую модель «Лямбда-CDM», согласно которой наша Вселенная появилась после Большого взрыва. Мы знаем, что наша Вселенная стремительно расширяется, поэтому, если мы представим, что Вселенная — это фильм, который сейчас показывают, то если мы захотим его перемотать, зритель вернется на 13,8 миллиардов лет назад и увидит отправную точку, с которой началась история нашей Вселенной.
К сожалению, мы мало, что знаем об этой точке. Более того, мы не можем ничего разузнать о том, что произошло во время Большого взрыва или в течение первых 400 лет существования Вселенной. Ученые предполагают, что Вселенная была настолько темной, что не пропускала никакого света, а затем образовались первые космические атомы и появились первые фотоны света. Они сделали такие выводы, основываясь на довольно убедительных доказательствах.
Исследователи, поддерживающие современную космологическая модель, задаются вопросом: «Почему бы нам не перемотать фильм назад до Большого взрыва?». Безусловно, это не просто идея, которая внезапно появилась в головах ученых-физиков, поскольку они давно привыкли использовать математические уравнения для решения всех проблем, стоящих перед ними.
Одна из этих проблем заключается в том, что космологическая модель «Лямбда-CDM» в некоторых случаях нарушает фундаментальный физический закон «заряд, четность и время» (CPT — Symmetry). Чтобы понять основный принцип, необходимо посмотреть на гладкий шар. Когда мы смотрим на него с любой точки, то есть справа, слева, сверху или снизу, его форма остается неизменной. Что касается, например, куба, то мы не можем одновременно видеть все его грани, поскольку проекции накладываются друг на друга.
Здесь нужно отметить, что куб «нарушает вращательную симметрию», а шар вращательно-симметричен. В физике элементарных частиц также существует несколько типов симметрии, но, разумеется, они сильно различаются между собой. Так, например, шар может только приближаться. Большинство физиков считают, что принцип «заряд, четность и время» не должен нарушаться. Тем не менее новая гипотеза гласит, что для сохранения симметрии мы должны представить, что напротив нашей Вселенной, есть другой параллельный мир.
Данная гипотеза не отвергает теорию Большого взрыва, а скорее доказывает ее, поскольку ученые берут его за точку отсчета возникновения Антивселенной. Другими словами, после Большого взрыва возникла параллельная Вселенная, где пространственно-временный континуум похож на наш, но с единственным отличием — все происходит наоборот.
Например, время в параллельной Вселенной движется не так, как у нас, а вспять. Кроме того, там все выглядит перевернутым, как если бы мы смотрели в зеркало. Но обратите внимание, что все выглядит подобным образом только в нашем восприятии. Если в параллельной Вселенной есть жители, то для них все выглядит нормально, не перевернуто. Однако если они посмотрят на нашу Вселенную, то они увидят ее так, будто они смотрят в зеркало. Другими словами, обе Вселенные встретятся в момент Большого взрыва, и каждая из них решит, что все произошло в далеком прошлом!
Вот здесь возникает закономерный вопрос: какова связь эксперимента ANITA с параллельной Вселенной? Ответ заключается в следующем: новая космологическая модель параллельной Вселенной предполагает появление частицы нейтрино нового типа, которые ранее не были известны физике элементарных частиц. Вполне вероятно, что именно эти частицы были обнаружены учеными во время эксперимента ANITA.
Необходимо отметить, что проблема состоит не в том, что результаты эксперимента ANITA связаны с параллельной Вселенной, а скорее в том, что они подтверждают существование этой параллельной Вселенной. Тем не менее в лучшем случае — это всего лишь предположение, несмотря на то, что мы обнаружили частицы нейтрино. Вполне вероятно, что наша находка может относиться к другим вещам.
Гипотеза о существовании параллельной Вселенной существует довольно давно. Несколько лет назад исследовательская группа Оксфордского университета выдвинула аналогичную гипотезу в исследовании, опубликованном в научном журнале «Physics Letters B». В вышеупомянутом исследовании говорится, что Большой взрыв не был началом времени: в этот момент просто поменялась ориентация пространства.
Новая гипотеза не отвергает теорию Большого взрыва, а скорее интерпретирует некоторые устоявшиеся постулаты в ином ключе. Ученые из Оксфордского университета не вводят никаких новых понятий, не меняют общую теорию относительности Эйнштейна, которая объясняет эволюцию Вселенной, а просто работают над решением проблемы под названием «Проблема горизонта» («Horizon Problem»).
Всем хорошо известно, что в далеком прошлом скорость расширения Вселенной была больше скорости света. Это означает, что есть элементарные частицы, которые появились сразу после Большого взрыва, но не имели возможности встретиться друг с другом. Чтобы лучше понять, представьте, что у вас есть чашка с горячей водой и чашка с холодной водой, но вы сразу отставили их подальше друг от друга. В одной чашке останется холодная вода, а в другой — горячая. Но если мы оставим их на некоторое время или поболтаем, то в каждой чашке вода будет примерно одинаковой температуры.
Вот здесь как раз и возникает «Проблема горизонта». Частицы, которые быстро отделились друг от друга в момент зарождения Вселенной, должны отличаться по своим характеристикам, но их влияние не проявляется в нашей Вселенной, потому что она гомогенна. Тут возникает главный вопрос: почему разные регионы Вселенной, которые никогда не контактировали друг с другом, имеют идентичные свойства?
На сегодняшний день есть два варианта ответа. Первый говорит о том, что произошло некое событие в первые моменты жизни Вселенной, которое вызвало это необъяснимое взаимодействие. Возможно, само пространство отличалось от того, что мы сегодня знаем, и скорость света, вероятно, была значительно больше. Что касается второго варианта, то он гласит, что, по-видимому, Большой взрыв вовсе не был началом времени. Каким-то образом частицы успели смешаться друг с другом еще до Большого взрыва.
Все вышеупомянутые гипотезы возникли не на пустом месте. Они призваны решить проблемы, с которыми сталкиваются современные космологические модели. Возьмем, к примеру, исследовательскую работу, которая вызвала обширные дискуссии в научной среде в 2017 году из-за того, что в ней говорилось о возможности столкновения нашей Вселенной с параллельной на ранней стадии эволюции. Данная гипотеза основывалась на открытии космического микроволнового фонового излучения, которое современные модели не могут объяснить. Более того, она перекликается с теорией «Пузырьковых Вселенных», возникшей после появления теории Хаотической инфляции (Eternal Inflation).
К сожалению, все гипотезы о параллельной Вселенной сталкиваются с фундаментальной проблемой — невозможно доказать её существование опытным путем. На вопрос «Есть ли параллельные Вселенные?» сложно ответить при нынешнем состоянии науки. Вполне вероятно, что мы никогда не сможем ответить на этот вопрос, но кто знает? Может быть, мы когда-нибудь сможем это сделать. Таким образом, все, что нам сейчас остается — это продолжать работать над созданием более точных механизмов и более приемлемых моделей, чтобы однажды доказать все гипотезы.
Пока такой момент не наступил, мы не можем рассматривать данные гипотезы как устоявшийся факт. Мы все еще находимся в стране воображения, но наши мечты — это то, над чем стоит задуматься. Возможно, однажды мы ответим на наши самые волнующие вопросы: что такое тёмная энергия? Что такое тёмная материя? Что произошло в момент Большого взрыва? Что такое время? Что такое жизнь? Кто мы?