Сегодня - 21.04.2021

Конечна ли Вселенная и мультивселенные?

Отвечает: 
заведующий лабораторией космологии и элементарных частиц Новосибирского государственного университета доктор физико-математических наук Александр Дмитриевич Долгов
 

Если Вселенная конечна, то и число возможных мультивселенных тоже конечно?

 

Во-первых, всякая Вселенная бесконечна в том смысле, что у нее нет ни начала, ни конца, как, например, бесконечна обычная двумерная сфера в нашем трехмерном пространстве. Двумерное существо, ползущее по этой сфере, никогда не наткнется на место, где она как-либо обрывается. Идя строго по прямой, это существо может прийти в точку начала путешествия, но даже это необязательно, если сфера расширяется. 
 
В случае Вселенной аналогом такой двумерной сферы является так называемая замкнутая Вселенная, которая является трехмерной сферой в четырехмерном пространстве. Нам в это пространство не выбраться. Мы его просто не сможем почувствовать, так же как двумерные существа не в состоянии почувствовать трехмерное пространство. Кстати, в космологии без темной энергии замкнутая Вселенная когда-то должна перейти от расширения к сжатию. При наличии наблюдаемой темной энергии это необязательно, и замкнутая Вселенная может расширяться вечно. Помимо замкнутых вселенных могут быть и открытые, которые аналогичны двумерной плоскости или гиперболоиду в трехмерном пространстве. Только эти вселенные живут в фиктивном четырехмерном пространстве. В принципе в рамках гипотезы мультивселенных они могут быть как открытыми, так и замкнутыми, более того, и законы физики, в частности значения физических постоянных, там могут быть совершенно иными. Если все вселенные образуются за счет инфляции (квазиэкспоненциального расширения) из начального квантового состояния, когда ни пространства, ни времени в нашем классическом понимании не существовало (гипотеза Андрея Линде), то я бы считал, что все возникающие в таком процессе вселенные были бы замкнутые.
 
Является ли наша Вселенная замкнутой или открытой, определяется величиной средней плотности энергии в ней. Если плотность энергии больше некоторого критического значения, то Вселенная замкнута, если же меньше, то она открытая. На этом основании можно сделать вывод, что наша Вселенная, даже если она локально кажется открытой, тем не менее может находиться внутри замкнутой Вселенной, так как в силу флуктуаций плотности на бо́льших расстояниях от нас, которые пока за горизонтом, плотность энергии на этих масштабах может оказаться выше критической (горизонт — то расстояние, за которым скорость космологического расширения относительно нас превышает скорость света). Без темной энергии наш горизонт растет со временем, а с темной энергией, может, и не растет, и мы никогда не узнаем, что же за ним находится.
 
Фото из открытых источников
 
Поделись с друзьями: 

Система Orphus