Ką reikia žinoti apie paralelias visatas, ką apie tai sako matematika ir fizika, ir kas tai yra „pirmojo lygio multivisata“

Kai kovą mirė garsus šių laikų astrofizikas, žurnalistai atkreipė dėmesį į mokslinį darbą, kurį jis paskutinį kartą taisė, likus vos dviems savaitėms iki mirties. „Paskutinysis Hawkingo darbas atveria kelią į naujus pasaulius“, – rašo britų laikraštis The Times. Straipsnyje „aprašomos paralelios visatos ir prognozuojama mūsiškės visatos baigtis“, plėtoja mintį mokslo populiarinimo svetainė Inverse.com.

S. Hawkingo kartu su belgų fiziku Thomasu Hertogu parašytas mokslinis darbas „Sklandus išėjimas iš amžinos infliacijos“ su paralelinėmis visatomis tiesų susijęs. Bet ar tikrai autoriai padarė revoliucinį atradimą? Ne, ir negana to: astrofizikai apie paralelias visatas rašo jau seniai ir daug.

Populiariausia šios srities koncepcija – kosminės infliacijos teorija. Kaip dažnai būna moksle, po vienu pavadinimu slypi kelios konkuruojančios ir nesuderinamos idėjos, sutariančios tik dėl vieno dalyko: regimas kosmosas – ne visas fizinis pasaulis.

Hawkingo darbas skirtas „amžinajai infliacijai“ – sąvokai, kurią 1983 metais panaudojo iš Charkovo kilęs neįprastos akademinės biografijos jaunas fizikas Aleksandras Vilenkinas. SSRS, dėl atsisakymo bendradarbiauti su KGB, jam nebuvo leista studijuoti aspirantūroje, ir Vilenkinui teko dirbti naktiniusargu zoologijos sode ir vyno parduotuvėlės apsauginiu. Sulaukus 26 metų, jam pavyko emigruoti į JAV ir p poros metų jis tapo Tuftso universiteto kosmologijos profesoriumi. Dabar jis dirba šio universiteto Kosmologijos instituto direktoriumi. Hawkingo straipsnio pirmoji nuoroda – į seną Vilenkino publikaciją.

Kuo baigiasi mūsų kosmosas?

Kad ir kokios bebūtų kitos visatos, jos prasideda už mūsiškės ribų. O kur šios ribos? Regimoji Visata – tai viskas, ką iš principo galime pamatyti ar išgirsti radijo bangų diapazone per 14 milijardų metų, praėjusių nuo Didžiojo sprogimo (DS) momento. Taip iš karto apribojamas jos dydis. Kodėl? Jei per 14 milijardų metų iki mūsų atsklido koks nors signalas – šviesa, gravitacinės bangos, kietoji rentgeno spinduliuotė – tai, darant prielaidą, kad greičiau už šviesą keliauti neįmanoma, reiškia, kad jis sklido ne daugiau, nei 14 milijardų šviesmečių. Tačiau signalo šaltinis gali būti toliau – jei, pavyzdžiui, kadaise paleido šviеsos blyksnį mūsų link, o pats juda priešinga kryptimi.

Remiantis tokia logika, būtų galima manyti, kad iki toliausių materijos dalelių, galinčių apie save pranešti yra 2×14 milijardų šviesmečių. Tačiau viskas yra sudėtingiau. Nuo pat DS momento plečiasi pati erdvė, ir tolimos dalelės nueitas kelias ilgėja, o starto taškas tolsta.

Galima įsivaizduoti vabalą, pamažu ropojantį ilga gumos juosta, kuri kitame gale tempiama – ir kuo vabalas nuo mūsų toliau, tuo jis dėl gumos tempimo nuo mūsų juda greičiau. Pakeiskime „gumos tempimą“ į „erdvės plėtimąsi“, o vabalą – į galaktiką. Skaičiavimai rodo, kad atsižvelgus į šį efektą, iki regimosios visatos ribos – maždaug 46 milijardai šviesmečių. Tai yra, regimoji Visata – tokio spindulio idealus rutulys. Suprantama, kaimyninei galaktikai (ir net kitam žmogui), šis regimosios visatos rutulys bus kiek kitoks: skirtingų stebėtojų ir visatos skiriasi. Taip pat kaip įprastas horizontas Žemėje.

Idėja, kad Visatoje už horizonto viskas daugmaž taip pat – nykoka. Tačiau pačiu faktu, kad už horizonto yra mūsų neregimas kosmosas, kurio apimtis mažiausiai šimtą kartų didesnė, kosmologai neabejoja. O MIT profesorius Maxas Tegmarkas, knygos „Mūsų matematinė visata“ autorius, vadina ją „pirmojo lygio multivisata“. Kadangi yra „pirmasis“, aišku, kad toks scenarijus nėra vienintelis: Tegmarkas kalba apie dar tris.

Regimos Visatos riba vadinama „dalelių horizontu“. Kaip atrodo šios galutinės ribos objektai? Klausimą lengva išnarplioti ir be jokių teleskopų. Jei šviesa iki mūsų sklido 10milijardų metų, matome ją tokią, kokia ji buvo prieš 10 milijardų metų. Jei šviesa iki mūsų sklido 14 milijardų metų – jos šaltinį matome tokį, koks jis buvo iškart po DS. O tada jokių dangaus kūnų nebuvo – vien karšta plazma, būsimų žvaigždžių ir galaktikų žaliava.

Šios plazmos švytėjimas pasiekia mus iš kiekvieno dangaus taško: tai mikrobangos, vadinamos reliktiniu spinduliavimu. Jos registruojamos specialiais radioteleskopais. Su tam tikromis išlygomis galima sakyti, kad nuo regimosios visatos ribos dieną ir naktį vyksta tiesioginė DJ Sprogimo transliacija (tiksliau, pirmųjų jo pasekmių).

O už kosmologinio horizonto esantys dangaus kūnai niekaip neatrodo. Šviesa, kurią jie išspinduliavo iš karto po Didžiojo Sprogimo, ar juolab – vėliau, iki mūsų dar nespėjo atsklisti. O kadangi už šviesą greičiau joks signalas nekeliauja, tai ir kaip nors paveikti mūsų regimo kosmoso jie negali. Tarp jų ir mūsų nėra priežasties ir pasekmės ryšio, tai – kita Visata. Todėl hipotezės, kad iš karto už horizonto prasideda levituojančių banginių ar spalvotų virdulių teritorija, joks eksperimentas negali patvirtinti arba paneigti.