Откуда взялась гипотеза о мультивселенных и почему она так популярна? Объясняет физик Игорь Шендерович

Гипотеза о мультивселенных становится все заметнее в поп-культуре. На ней строится почти весь сюжет сериала «Рик и Морти», а сейчас ее настигла новая волна популярности благодаря киновселенной Marvel. Но этой гипотезой мы обязаны физике и большому количеству исследователей. Поговорили с академическим руководителем ОП «Физика» Игорем Шендеровичем о том, что ученые думают о мультивселенных и почему там не могут действовать те же законы физики.

Фото из архива НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург

— Как ученые пришли к гипотезе, что Вселенных может быть несколько?

— Всерьез ее начали обсуждать после того, как ученые измерили космологическую константу в 1998 году.  Этот параметр придумал еще Эйнштейн, когда работал над общей теорией относительности, и тогда, больше ста лет назад, он казался искусственным. Однако статус этого параметра был непонятным. Американские астрофизики Сол Перлмуттер и Адам Рисс измерили космологическую константу с пониманием того, что космологическая константа отвечает за расширение Вселенной. За эту работу они получили Нобелевскую премию по физике в 2011 году. 

Когда астрофизики измерили космологическую постоянную, выяснилась интересная вещь. Теоретические предсказания этой константы разошлись с экспериментом на 120 порядков — это было худшее предсказание современной физики. Стало понятно, что ни одна существующая физическая теория не может объяснить, почему значение этой константы — именно такое, и вокруг новых разных объяснений появились оживленные дискуссии.

Вопрос про космологическую константу — один из основных вопросов, не закрытых в теоретической физике. Ведь если бы константа была нулем, как изначально думал Эйнштейн, это можно было бы объяснить. Если бы константа была очень большой, то это тоже было бы проще объяснить. Но она и маленькая, и не ноль, а почему — непонятно. Чтобы объяснить значение этой константы, появилась гипотеза о множественных Вселенных. Она сдвинула этот вопрос с мертвой точки.

Одну из версий гипотезы о мультивселенных можно сформулировать так: есть множество Вселенных, в каждой из которых свое значение космологической постоянной. При этом одной из этих Вселенных космологическая константа в точности равна значению, наблюдаемому в нашей Вселенной. Эта концепция появилась благодаря нескольким ученым, в частности, астрофизику Андрю Линде. 

— Как ученые сейчас смотрят на концепцию мультивселенных?

— Есть значительная группа ученых, которая в нее не верит. Причины вполне понятные: гипотезу невозможно проверить экспериментально. Но есть и другие поводы не доверять этой концепции. Некоторые исследователи считают, что даже в нынешней модели нет Вселенной с такой же космологической константой, как у нас. Но наоборот, есть и те, кто видит в гипотезе о мультивселенных рациональное зерно.

— Почему концепция мультивселенных перекочевала в поп-культуру?

— Космология и все, что с ней связано, всегда вызывает интерес.  Есть много художественных книг про полеты на дальние звезды, есть и фильмы о том, как в космосе что-то устроено. Возможно, про звезды просто намного интереснее придумывать разные сюжеты: фантазировать о том, как и что могло бы быть в космосе. Ведь никому не приходит в голову сделать популярный фильм о том, как устроен стол. Хотя это, на самом деле, не менее интересный вопрос. 

Некоторые книги и фильмы о мультивселенных строятся вокруг идеи о том, что в параллельном мире можно изменить что-то в своей жизни или повернуть время вспять. Но это к реальности не имеет никакого отношения. Если мультивселенные существуют, то в них не может быть никакой похожей на нашу жизни, потому что там другая космологическая константа. Мы вообще не знаем, как там все устроено.

— Могут ли в других Вселенных работать законы физики, похожие на наши?

—  Законы физики в космосе и вообще во Вселенной определяются всего несколькими параметрами. Это постоянная Планка, скорость света, гравитационная постоянная и космологическая константа, некоторая комбинация первых трех. Но есть и другие важные параметры. Вот, например, в ядрах есть протоны и нейтроны. Протон заряжен положительно, нейтрон — нейтрально. Заряды у них разные, зато эти частицы близки по массе. Но если бы соотношение масс между ними различалось даже на процент, то вся жизнь вокруг нас была бы другой и законы физики — тоже. Это как в шутке из «Доктора Хауса»: «Если бы в ее ДНК было отклонение на один процент, она была бы дельфином».

Во всех Вселенных, о которых идет речь в концепции мультивселенных, эти параметры другие. Как там устроены законы физики — еще предстоит узнать. 

Почему Вселенная устроена именно так — это другой вопрос. На стыке между физикой и философией есть антропный принцип. Грубо говоря, его суть в том, что жизнь устроена именно так, потому что иначе никакой жизни бы не было. Многие видят в этом элемент «разумного замысла». Но концепция мультивселенных говорит, что Вселенных много, в каждой — свои параметры, а нам просто повезло оказаться в точке, где законы физики именно такие.

— Многие герои поп-культуры путешествуют между Вселенными. А в теории человек мог бы переместиться в другую Вселенную, если бы она существовала?

— Эти Вселенные большие, и они очень быстро расширяются — прямо как наша.. Даже до края нашей Вселенной — очень большое расстояние, и нет никакой надежды, что мы сможем однажды до него добраться. Именно поэтому соседняя Вселенная, если она вообще есть, никак не может на нас повлиять: она от нас очень далеко. 

Во-вторых, у Вселенных есть границы. Можно по-разному думать о них, но, скорее всего, это не те границы, которые мы способны пересечь. 

Но конечно, режиссеры любят вплетать в сюжеты путешествия между Вселенными. Они показывают идеальную или просто другую жизнь, как она устроена. Это проекция на то, чего бы им хотелось, и к физике она не имеет отношения. В соседних Вселенных точно нет ничего похожего на то, что мы видим вокруг себя.

— Как вы относитесь к тому, что поп-культура так активно использует физику?

— Я в целом всеми силами стараюсь избегать поп-культуры вокруг физики. Она дает иллюзию знания и представления о науке. Вот про того же кота Шредингера часто шутят. Но большинство людей, которые его упоминают, не могут объяснить суть этого мысленного эксперимента.

Поп-культура создает красивую картинку, романтизирует науку. Но эта картинка подменяет собой реальность. Любая наука — это большая работа. Вспомним тех физиков, которые определили размер космологической константы. Они провели кропотливый эксперимент, а в астрофизике их количество вообще ограничено: нельзя так просто взять и заставить звезду полететь куда-то. Потом эти астрофизики придумали оригинальную технологию обработки этих данных и получили значение константы. Вот это реальная наука, но про нее скучно рассказывать, да и мультик не сделаешь.

Когда я говорю о том, что появилась гипотеза о мультивселенных, это значит, что ученые исписали формулами десятки страниц, обменивались мнениями с коллегами-теоретиками и экспериментаторами. С мультивселенными на эту картинку проще клюнуть: это красивая идея, и она имеет научное содержание.

Поп-культура вводит в заблуждение и абитуриентов. Приходят люди, которые говорят: «Я хочу заниматься астрофизикой, потому что космология — это очень интересно. Там большой простор для фантазии, можно что-нибудь придумать». Но реальные астрофизики занимаются другими вещами — впрочем, не менее интересными и требующими недюжинной фантазии. Они анализируют большие данные, полученные разными способами, пытаются сделать выводы о каких-то величинах и что-то вычислить. Это не про красивую картинку.

— Если допустить, что гипотеза о мультивселенных верна, где-то там есть жизнь и ваш двойник. Что бы он сделал?

— Я думаю, что он занялся бы поиском чего-то общего для всех этих Вселенных.