VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Гипотеза мультивселенной
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Мультивселенная – это концепция, которая предполагает наличие множества параллельных вселенных. На сегодняшний день выдвинут уже целый ряд гипотез, описывающих многообразие этих миров, причины появления нескольких вселенных и их возможное строение.
Актуальность: современное развитие физики неизбежно приводит нас к фундаментальным вопросам о зарождении вселенной и процессах, которые протекали в первые секунды её жизни и следствиях, которые проистекают из нашего представления об этом. Относительно новые области знания в физике – теория струн, интерпретация квантовой механики, рассматривают мультивселенную как одну из возможных элементов естественнонаучной картины мира
Цель работы: на основе общих представлений современной космологии о Большом взрыве и инфляционном расширении, выяснить, есть ли предпосылки к подтверждению гипотезы мультивселенной.
Методы исследования - анализ теоретических данных в научной литературе и Интернете.
Основная часть.
Большой взрыв
В настоящий момент большинство учёных уже пришли к согласию относительно того, что Вселенная, которую мы видим и в которой обитаем, появилась в результате масштабного и быстрого процесса, создавшего основную часть материи, являющегося так же источником всех физических законов, согласно которым существует наш мир. Все это получило название теории Большого взрыва.
Хотелось бы остановиться на основах теории Большого взрыва, которые достаточно просты. Согласно этой теории вся существовавшая и существующая сейчас материя во Вселенной появилась одновременно — около 15 миллиардов лет назад. В тот момент абсолютно вся материя существовала в виде чрезвычайно компактного шара (или точки), чья плотностью и температура были бесконечны. Это состояние называется сингулярностью. Затем, по не вполне понятным причинам, сингулярность начала стремительно расширяться и породила ту Вселенную, в которой существует человечество.
Теория Большого Взрывая на сегодня является одной из многих обсуждаемых моделей возникновения Вселенной (например, в научных кругах рассматривается теория стационарной Вселенной), однако именно она получила достаточное признание и популярность. Теория не претендует на абсолютное описание - не объясняет источник всей известной материи, законов физики иструктуру Вселенной, но она достаточно точно описывает причины расширения Вселенной и многие другие аспекты и феномены. Именно на базе этой теории возникли предпосылки гипотезы мультивселенной.
Если вдуматься, то многие аспекты Большого взрыва могут указывать на гипотетическое наличие иных вселенных за пределами нашей:
-Вселенная сначала находилась в чрезвычайно сжатом состоянии,затем расширилась и начала остывать. Но остывание это носит не вполне «гладкий» характер, есть места в космосе с очень низкой температурой («пустота Эридана»).
-Галактики, звёзды и скопление материи вообще расположены неравномерно, что наталкивает авторов на предположение о том, что Большой взрыв произошёл не одномоментно, а за какое-то время, и вполне может быть, что края нашей Вселенной имеют и большую температуру и большую скорость.
-Эти свидетельства неравномерности привели нас к выводу о том, что есть ненулевая вероятность того, что часть материи и пространства за пределами видимой части нашей Вселенной попросту «оторвались» во время Большого взрыва и на данный момент просто необнаружимы, потому что не сообщаются с нашей Вселенной ни через одно из известных взаимодействий (гравитационное, электромагнитное и т.п.)
Инфляция.
В 1980 году, более 30 лет назад физик Алан Гут, обнародовал гипотезу инфляции (или как её ещё можно назвать, раздутия Вселенной). В своей гипотизе, Алан Гут попытался ответить на следующие вопросы: каким образов Вселенная смогла из плотной, крошечной частицы, заполненной кварк-глюонной плазмой, раздутся до нынешних размеров?
Гут предположил, что за малую долю секунды после рождения, Вселенная испытала скачёк огромного роста. За 10-32 секунды она расширилась со скоростью, которая гораздо больше, чем когда-либо за последующие временные промежутки, прошедшие с тех пор. В эту коротку эпоху чрезвычайно мощного расширения мельчайшие фрагменты, которые раньше находились в тесном контакте, были разбросаны на огромные расстояния. На данный момент нам известно, что в конце инфляции Вселенная имела очень высокую температуру, около 10-26 градусов
Из этого расширения следует возможность создания вселенных, находящихся далеко за пределами нашей собственной Вселенной – в современной космологии всерьёз рассматривается возможность, что инфляция словно бы «разорвала» ткань пространства на несколько неравновеликих участков, которые затем утратили возможность сообщаться друг с другом.
Некоторые аспекты гипотезы мультивселенной.
Хотим отметить, что представления о структуре Мультивселенной, природе каждой вселенной,входящей в её состав,и связи между этими вселенными зависят от выбранной гипотезы.Вселенные, входящие в мультивселенную, в популярной литературе называются альтернативными реальностями или параллельными мирами.
Различные предположения и гипотезы о существовании мультивселенной неоднократно высказывались космологами,физиками,философами, и, конечно, фантастами. Возможность существования мультивселенной служит иточником новых идей и конечно порождает различные научные и философские вопросы. Примечательно, что сам термин "Мультивселенная " был создан философом и психологом Уильямом Джеймсом (хотя и отноительно другого вопроса).
Пока существования Мультивселенной не доказано на практике, и этот феномен является поводом для дискуссий физиков. Подобная идея уже нашла себе место в теории струн,отлично вписалась в многомировую интерпретации квантовой механики.
Стоит так же отметить, что гипотеза Мультивселенной не фальсифицируема,то есть, согласно критерию Поппера, ее нельзя опровергнуть с помощью научного эксперимента. Поэтому
Заключение
Авторы работы не склонны однозначно говорить о существовании Мультивселенной, но, согласно приведённым нами теориями современной физики и космологии, можно сказать, что некоторые следствия из них наталкивают на мысли о высокой вероятности существования такого феномена. Ведь, по мысли известного физика и нобелевского лауреата, Р.Фейнмана, наука не должна доказывать возможность или невозможность чего-либо, она доказывает вероятность события, явления, феномена.
Список использованной литературы
Большой взрыв // Wikipedia URL: ru.wikipedia.org/wiki/Большой_взрыв (дата обращения: 13.11.2018).
Алексей Понятов Квантовые эффекты в масштабе Вселенной // Наука и жизнь. — 2013. — № 7
Что такое мультивселенная? // ИД «ПостНаука» URL: https://postnauka.ru/faq/44976 (дата обращения: 13.11.2018).