당신이 읽고 있는 다른 기사도 이 기사와 똑같나요? 그 사람은 자기 자신이 아니라 안개 낀 산맥, 끝없이 펼쳐진 들판, 시끄러운 도시에 살고 있으며, 별 주위에 여덟 개의 행성과 함께 돌고 있으며, '지구'라고도 불린다고? 그(그녀)의 삶의 경험은 매 순간 당신의 경험과 동일합니다. 그러나 아마도 지금 이 순간 그녀는 기사를 내려놓고 당신은 그것을 읽으려고 할 것입니다.

'동시에 두 장소에 있다'는 이 발상은 이상하고 믿기지 않게 들리지만, 다양한 천문 관측이 뒷받침하고 있기 때문에 받아들여야 할 것 같습니다. 이제 가장 인기 있고 단순한 우주 모델은 우리 은하수와 똑같은 은하가 우리로부터 약 10(10 28)미터 떨어져 있고, 그 안에는 우리 은하와 똑같은 은하가 있다고 말합니다. 이 거리는 사람들의 상상을 초월하는 것이지만, 당신의 '도플갱어'의 진정성에는 영향을 미치지 않습니다. 이 아이디어는 원래 현대 물리학의 가정이 아닌 매우 단순한 "자연적 가능성"에서 비롯되었습니다. 즉, 천문학적 관측에서 알 수 있듯이 우주의 크기는 무한하며(또는 적어도 충분히 크며) 물질은 고르게 분포되어 있습니다. 이 경우 통계법칙에 따르면 모든 사건(아무리 유사하거나 동일하더라도)은 수없이 일어날 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다. 인간을 낳는 행성은 셀 수 없이 많을 것이고, 그중에는 여러분과 똑같은 사람들이 있을 것입니다. - 생김새, 이름, 기억, 심지어 행동과 선택까지 똑같습니다. - 그런 사람은 한 명 이상 있을 것이고, 정확히 말하면 무한한 사람이 있습니다.

2. 버블 이론

'버블 상태'라는 용어는 연속적인 과정에서 하나 또는 일련의 자산의 가격이 갑자기 상승하는 것을 의미합니다. 초기 가격 인상은 가격 인상에 대한 기대를 불러일으키고, 이는 결국 새로운 구매자를 끌어들이게 됩니다. 이 사람들은 일반적으로 거래를 통해 이익만 원하며 자산 자체의 목적과 이익 창출 능력에는 관심이 없습니다. 가격 인상은 종종 기대의 반전으로 이어지며, 가격이 급락하여 금융 위기로 이어지는 경우가 많습니다. 일반적으로 "호황"은 거품 상태보다 오래 지속되며 가격, 생산량 및 이익이 더 완만하게 증가합니다. 미래에는 폭락(또는 패닉) 형태의 위기로 끝날 수도 있고, 위기 없이 점차 번영이 쇠퇴하는 것으로 끝날 수도 있다.

Gindl Borg의 거품에 대한 정의는 매우 생생하지만 이론적 연구에서는 작동하기 어렵습니다. 현대 경제 연구에서는 일반적으로 버블을 자산 가격이 기본 가치에서 지속적으로 벗어나는 현상으로 정의합니다. 이 정의는 거품의 판단을 단순화합니다. 수행해야 할 두 가지 작업이 있습니다. 하나는 자산의 기본가치를 판단하는 것이고, 다른 하나는 자산가격의 편차가 단기간에 지속되는지 아니면 사라지는지 확인하는 것이다.

후기

[인기 과학] 평행 우주(전체 텍스트 끝)(업데이트 중)

원본 텍스트: (미국) Max Tmark

원문: "Scientific American", 2003년 5월.

번역: 집중

평행우주

당신이 읽고 있는 다른 기사도 이 기사와 완전히 똑같나요? 그 사람은 자기 자신이 아니라 안개 낀 산맥, 끝없이 펼쳐진 들판, 시끄러운 도시에 살고 있으며, 별 주위에 여덟 개의 행성과 함께 돌고 있으며, '지구'라고도 불린다고? 그(그녀)의 삶의 경험은 매 순간 당신의 경험과 동일합니다. 그러나 아마도 지금 이 순간 그녀는 기사를 내려놓고 당신은 그것을 읽으려고 할 것입니다.

'동시에 두 장소에 있다'는 이 발상은 이상하고 믿기지 않게 들리지만, 다양한 천문 관측이 뒷받침하고 있기 때문에 받아들여야 할 것 같다. 이제 가장 인기 있고 단순한 우주 모델은 우리 은하수와 똑같은 은하가 우리로부터 약 10(10 28)미터 떨어져 있고, 그 안에는 우리 은하와 똑같은 은하가 있다고 말합니다. 이 거리는 사람들의 상상을 초월하는 것이지만, 당신의 '도플갱어'의 진정성에는 영향을 미치지 않습니다. 이 아이디어는 원래 현대 물리학의 가정이 아닌 매우 단순한 "자연적 가능성"에서 비롯되었습니다. 즉, 천문학적 관측에서 알 수 있듯이 우주의 크기는 무한하며(또는 적어도 충분히 크며) 물질은 고르게 분포되어 있습니다. 이 경우 통계법칙에 따르면 모든 사건(아무리 유사하거나 동일하더라도)은 수없이 일어날 것이라고 결론을 내릴 수 있습니다. 인간을 낳는 행성은 셀 수 없이 많을 것이고, 그중에는 여러분과 똑같은 사람들이 있을 것입니다. - 생김새, 이름, 기억, 심지어 행동과 선택까지 똑같습니다. - 그런 사람은 한 명 이상 있을 것이고, 정확히 말하면 무한한 사람이 있습니다.

최근 우주론적 관찰은 평행우주의 개념이 비유가 아니라는 것을 보여줍니다.

공간은 무한해 보인다. 그렇다면

아무리 우스꽝스럽더라도 일어날 수 있는 모든 일은 일어나게 되어 있습니다.

천문학을 관찰할 수 없는 장소.

팡씨, 우리와 똑같은 우주가 있어요. 천문학자들은

지구로부터의 평균 거리를 알아내기 위해 계산까지 했습니다.

당신은 당신의 "그림자"를 결코 볼 수 없을 수도 있습니다. 관측할 수 있는 가장 먼 거리는 빅뱅 이후 빛이 이동한 가장 먼 거리입니다. 약 6543억 8천만 광년 + 4억 광년, 즉 4X10^26미터입니다. 이는 우리가 관측할 수 있는 지평선의 크기를 정의하는 반경입니다. 구 또는 간단히 우주를 허블 볼륨이라고도 합니다. 마찬가지로, 당신이 살고 있는 다른 우주도 같은 크기의 구체입니다. 위의 내용은 "평행우주"에 대한 가장 직관적인 설명입니다. 각 우주는 더 큰 "다중 우주"의 작은 부분입니다.

'우주'에 대한 이러한 정의를 보면 이것이 단지 형이상학적인 접근 방식이라고 생각할 수도 있습니다. 그러나 물리학과 형이상학의 차이점은 이론이 실험적으로 검증될 수 있는지 여부이지, 이상해 보이거나 감지하기 어려운 내용이 포함되어 있는지가 아닙니다. 수년에 걸쳐 물리학의 영역은 구형 지구, 보이지 않는 전자기장, 빠르고 느린 시간의 흐름, 양자 중첩, 공간의 곡률, 블랙홀 등. 최근 몇 년 동안 "다중 우주"라는 개념이 위 목록에 추가되었으며, 이는 경험적 과학 이론의 적어도 하나의 기본 기준인 예측을 달성하기 위해 상대성 이론 및 양자 역학과 같은 이전에 테스트된 일부 이론을 결합합니다. 물론 도출된 결론이 틀릴 수도 있습니다. 지금까지 과학자들은 최대 4가지 유형의 독립 평행 우주에 대해 논의했습니다. 이제 중요한 것은 멀티버스의 존재가 아니라, 얼마나 많은 레벨을 가지고 있는가 하는 것입니다.

첫 번째 레벨: 지평선 너머

모든 평행 우주는 최초의 다중 우주를 구성합니다. -논란이 가장 적은 계층입니다. 비록 지금은 다른 자아를 볼 수 없지만 다른 곳에서 관찰할 수 있거나 단순히 같은 장소에서 오랫동안 기다릴 수 있다는 사실을 모두가 받아들입니다. 그것은 해수면 위에서 오는 배를 관찰하는 것과 같습니다. 수평선 너머의 물체를 관찰하는 것도 비슷합니다. 빛이 이동함에 따라 관측 가능한 우주의 반경은 매년 1광년씩 늘어나는데, 거기 앉아서 지켜보기만 하면 된다. 물론 다른 우주의 빛이 이곳에 도달하는 날을 기다릴 수는 없겠지만, 이론상으로는 우주팽창론이 사실이라면 여러분의 후손들이 슈퍼망원경으로 그 빛을 볼 수 있을지도 모릅니다.

멀티버스의 첫 번째 층이라는 개념이 촌스러워 보이는 건 어떨까요? 공간은 무한하지 않나요? 어딘가에 "공간이 종료됩니다. 아래 도랑을 조심하세요"라고 적힌 표지판이 있을 것이라고 누가 상상이나 했을까요? 그렇다면 누구나 본능적으로 '바깥'이란 무엇인가?라는 질문을 하게 될 것이다. 사실, 아인슈타인의 중력장 이론은 우리의 직관을 문제로 만들었습니다. 공간은 특정 곡률을 갖고 있거나 우리가 직관적으로 생각하는 위상학적이지 않은 한(즉, 상호 연결된 구조를 갖는 한) 무한하지 않을 수 있습니다.

구형, 도넛형, 나팔형 우주는 유한한 크기를 가질 수 있지만 경계는 없습니다. 우주 마이크로파 배경 복사의 관찰은 이러한 가설을 테스트하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 우주는 유한한가? 기사를 참조하십시오. ” Jean-Pierre Luminet, Glenn D. Starkman, Jeffrey R. Weeks, Scientific American, 1999년 4월 그러나 현재까지의 관찰은 모순되는 것으로 보입니다. 무한한 우주 모델은 관측 데이터와 일치하며 강력한 제약이 있습니다.

또 다른 가능성은 공간 자체는 무한하지만 모든 물질은 한때 인기 있었던 '섬 우주' 모델인 우리 주변의 유한한 영역에 국한되어 있다는 것입니다. 이 모델의 차이점은 물질이 대규모의 프랙탈 패턴으로 분포되어 끊임없이 소멸된다는 것입니다. 이 경우 첫 번째 다중우주의 거의 모든 우주는 결국 텅 비게 되고 침묵에 빠지게 됩니다. 그러나 3차원 은하 분포와 마이크로파 배경에 대한 최근 관찰에 따르면 물질의 조직은 큰 규모에서 어느 정도 흐릿한 균일성을 나타내며, 10 24 미터보다 큰 규모에서는 명확한 세부 사항을 관찰할 수 없는 것으로 나타났습니다. 이 패턴이 계속된다고 가정하면 허블 볼륨 너머의 공간도 행성, 별, 은하로 채워질 것입니다.

공간이 관측 가능한 우주 너머로 확장된다는 이론을 뒷받침하는 데이터가 있습니다.

WMAP 위성은 최근 마이크로파 배경 복사의 변동을 측정했습니다(왼쪽). 가장 강한 진폭은 0.5kHz를 초과하며 이는 공간이 매우 크고 심지어 무한하다는 것을 의미합니다(가운데 그림). 또한 WMAP 및 2dF 은하 적색편이 감지기는 물질이 매우 큰 규모로 공간에 고르게 분포되어 있음을 발견했습니다.

제1 다중우주의 서로 다른 평행우주에 사는 관찰자들은 우리와 동일한 물리 법칙을 인식하지만 초기 조건은 다릅니다. 현재 이론에 따르면 빅뱅 초기 단계에서 물질은 어느 정도 무작위성을 갖고 배출되었으며, 이 과정에는 물질의 분포에 대한 모든 가능성이 포함되며 각 가능성은 0이 아니다. 우주론자들은 물질의 대략 균일한 분포와 초기 파동 상태(100,000개의 가능성 중 하나)를 가진 우리 우주가 상당히 전형적인(적어도 관찰자를 배출한 모든 평행 우주의 전형적인) 개체라고 가정합니다. 그러면 당신과 똑같은 가장 가까운 사람은 10(10 28)미터 떨어져 있을 것이고, 단지 10(10 92)미터 떨어진 곳에 반경 100광년의 영역이 있을 것이고, 그 안의 모든 것은 동일할 것입니다. 우리가 살고 있는 공간은 똑같습니다. 즉, 향후 100년 동안 우리 세계에서 일어나는 모든 일이 최소 10(10 118)미터 떨어진 이 지역에서 완전히 재현될 것이며, 그 면적은 즉, 허블에는 우리와 똑같은 우주가 있을 것입니다.

위 추정치는 극히 보수적입니다. 그것은 단 하나의 허블 볼륨, 즉 온도가 10 8 켈빈 미만인 공간의 모든 양자 상태를 열거합니다. 계산의 한 단계는 다음과 같습니다. 해당 온도에서 허블 볼륨은 최대 몇 개의 양성자를 보유할 수 있습니까? 답은 10118입니다. 각 양성자는 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있습니다. 즉, * * * 2 (10 118)개의 가능한 상태가 있습니다. 이제 허블 공간 2개(10118)를 담을 수 있는 상자만 있으면 모든 가능성이 소진됩니다. 상자가 더 크다면(예: 변의 길이가 10(10 118)미터인 상자) 양성자의 배열은 비둘기집 원리에 따라 필연적으로 반복됩니다. 물론 우주는 양성자뿐만 아니라 두 개 이상의 양자 상태도 가지고 있지만, 우주가 담을 수 있는 정보의 총량도 비슷한 방법으로 추정할 수 있다.

우리 우주와 똑같은 다른 우주까지의 평균 거리입니다.

가장 가까운 'doppelgänger'는 이론적 계산만큼 멀리 있지 않을 수도 있지만 훨씬 더 가까울 수도 있습니다. 왜냐하면 물질의 조직은 다른 물리법칙에 의해서도 제한되기 때문입니다. 행성 형성 과정 및 화학 방정식과 같은 일부 법칙을 고려할 때 천문학자들은 허블 볼륨에만 사람이 거주하는 행성이 최소한 10 20개 있다고 의심합니다. 그들 중 일부는 지구와 매우 유사할 수 있습니다.

첫 번째 다중우주 프레임워크는 현대 우주론을 평가하는 데 자주 사용되지만, 이 과정은 거의 명확하게 설명되지 않습니다. 예를 들어, 우주론자들이 어떻게 마이크로파 배경을 통해 "구형 공간"에서 우주의 기하학을 매핑하려고 하는지 살펴보겠습니다. 우주의 곡률 반경의 차이로 인해 우주 마이크로파 배경 지도의 "뜨거운 영역"과 "차가운 영역"의 크기는 몇 가지 특징을 보여줍니다. 관측 영역은 곡률이 너무 작아 구형 폐쇄를 형성할 수 없음을 보여줍니다. 공간. 그러나 통계적 엄격성을 유지하는 것이 중요합니다. 각 허블 공간에서 이러한 영역의 평균 크기는 완전히 무작위입니다. 따라서 우주가 우리를 속일 가능성이 있습니다. 공간의 곡률이 닫힌 구를 형성하기에 충분하지 않아 관찰 영역이 매우 작아지는 것이 아니라 우리 우주의 평균 영역이 자연적으로 더 작기 때문입니다. 다른 사람. 따라서 우주론자들이 그들의 구형 공간 모델이 99.9% 신뢰할 수 있다고 맹세할 때, 그들이 실제로 의미하는 것은 우리 우주가 너무 비연관적이어서 허블 볼륨 1,000개 중 단 한 개만이 그런 것이라는 것입니다.

이 수업의 요점은: 다른 우주를 관찰할 수 없더라도 다중우주 이론은 실제로 검증될 수 있다는 것입니다. 핵심은 첫 번째 다중우주에 있는 각 평행 우주의 * * *를 예측하고 그 확률 분포를 나타내는 것입니다. 이를 수학자들은 "측정"이라고 부릅니다. 우리 우주는 "가장 가능성이 높은 우주" 중 하나여야 합니다. 그렇지 않으면 - 불행하게도 우리는 예상치 못한 우주에 살고 있습니다 - 그러면 이전에 가정된 이론은 큰 문제에 빠질 것입니다. 다음에 논의하겠지만, 이 측정 문제를 해결하는 방법은 매우 어렵습니다.

다중우주의 두 번째 층의 개략도.

두 번째 수준: 확장 후 남은 거품입니다.

1단계 다중우주의 개념이 소화하기 쉽지 않다면, 다음 1단계 다중우주의 무한한 그룹의 구조를 상상해 볼 수 있습니다. 그룹은 서로 독립적이고 심지어 서로 다른 시공간 차원과 물리적 상수를 가집니다. 이러한 그룹은 현대 이론에 의해 "무질서한 확장"으로 예측되는 두 번째 다중 우주를 구성합니다.

빅뱅 이론의 불가피한 확장으로서 '인플레이션'은 이론의 다른 많은 결과와 밀접하게 관련되어 있습니다. 예를 들어, 우리 우주는 왜 그렇게 크고 규칙적이며 매끄럽고 평평한가요? 대답은 "공간이 급속한 팽창 과정을 겪었다"는 것인데, 이는 위의 문제를 설명할 수 있을 뿐만 아니라 우주의 다른 많은 특성도 설명할 수 있습니다. Alan H. Guth 및 Paul J. Steinhardt의 "The Expanding Universe", 1984년 5월 Scientific American, Andre Linder의 "The Inflation", Self-Propagating Expanding Universe의 "The Inflation"(1994년 11월)을 참조하세요. 많은 소립자 이론에 의해 입증되었을 뿐 아니라 많은 관찰을 통해서도 확인되었습니다. "지속적인 장애"는 가장 큰 규모의 행동을 의미합니다. 공간 전체가 늘어나고 있으며 영원히 계속 그럴 것입니다. 그러나 특정 부분은 당기는 것을 멈추고 부풀어 오른 토스트 내부와 같은 개별적인 "거품"을 생성합니다. 이런 거품은 셀 수 없이 많습니다. 그들 각각은 최초의 다중 우주입니다. 크기가 무한하고 에너지 장의 변동으로 인해 침전된 물질로 채워져 있습니다.

지구에게 또 다른 거품은 빛의 속도로 움직여도 결코 닿을 수 없을 정도로 한없이 멀리 떨어져 있다. 지구와 "다른 거품" 사이의 공간은 당신이 여행할 수 있는 것보다 훨씬 빠르게 늘어나기 때문입니다. 또 다른 거품 속에 또 다른 당신이 있다면 당신의 후손들조차 결코 그를 관찰하고 싶지 않을 것입니다. 같은 이유로, 즉 공간의 팽창이 가속화되고 있으며, 관찰 결과는 답답하다. 다차원 공간의 첫 번째 층에 있는 또 다른 자아조차 볼 수 없다.

멀티버스의 두 번째 레벨은 첫 번째 레벨과 많이 다릅니다. 거품마다 초기 조건이 다를 뿐만 아니라 모양도 다릅니다. 현재 물리학의 주류 견해는 시간과 공간의 차원, 소립자의 성질, 소위 물리상수라 불리는 많은 것들이 기본 물리법칙의 일부가 아니라 단지 '대칭성 파괴'라는 과정의 결과일 뿐이라는 것이다. " 예를 들어, 이론 물리학자들은 우리 우주가 한때 9개의 동일한 차원으로 구성되었다고 믿습니다. 우주의 초기 역사에서는 오직 3차원만이 공간의 인력에 참여하여 현재 우리가 관찰하는 3차원 우주를 형성했습니다. 나머지 6개 차원은 매우 작은 규모로 말려져 있고 모든 물질이 완전히 늘어난 3개의 "표면"(9차원에서는 단지 하나의 표면 또는 "막"임)에 걸쳐 퍼져 있기 때문에 이제 관찰할 수 없습니다.

우리가 3+1차원 시공간에 살고 있다는 사실은 별로 놀라운 일이 아니다. 자연을 기술할 때

편미분방정식이 타원방정식이나 쌍곡선방정식, 즉 공간이나 시간 중 하나가 0차원이거나 동시에 불가능할 때

관찰자가 우주를 예측할 수 있도록 합니다(보라색과 녹색 부분).

다른 경우(쌍곡선 방정식), n > 3이면 원자는 안정적으로 존재할 수 없으며, n

자기 인식을 생성할 수 없는 관찰자의 경우(중력이 없으면 위상학적 구조도 문제).

이렇게 보면 공간의 대칭성이 파괴된다고 하네요. 양자파의 불확실성으로 인해 다양한 기포가 팽창하면서 다양한 방식으로 평형을 방해하게 됩니다. 그리고 그 결과는 이상할 수 있다. 이들 중 일부는 4차원으로 확장될 수 있고, 다른 일부는 우리가 알고 있는 3세대 대신 2세대의 쿼크만 형성할 수 있으며, 우주의 기본 물리 상수 중 일부는 우리 것보다 클 수 있습니다.

두 번째 다중우주를 만드는 또 다른 방법은 생성부터 소멸까지 우주의 전체 주기를 거치는 것입니다. 과학사에서 이 이론은 1930년대 Richard C.라는 물리학자가 제안했습니다. 최근 프린스턴 대학교의 Paul J. Steinhardt와 케임브리지 대학교의 Neil Turok 두 명의 과학자가 이에 대해 자세히 설명했습니다. Steinhardt와 Turok은 우리 공간에 상당히 가깝지만 더 높은 차원에서 일부 변환이 가능한 "2차 3차원 브레인" 모델을 제안했습니다. George Musser의 "Been There, Done That" 참조; News Scan Scientific American 2002년 3월 평행 우주는 실제로 독립된 우주는 아니지만 우주 전체(과거, 현재, 미래)는 다음을 포함하는 것으로 입증될 수 있는 다중 우주를 형성했습니다. 우주의 무질서한 팽창만큼이나 다양성이 크다.

또한 워털루 물리학자 리 스몰린(Lee Smolin)은 막 물리학이 아닌 블랙홀을 통해 우주가 생성되고 돌연변이가 발생한다는 두 번째 다중우주와 유사한 다양성을 지닌 또 다른 이론을 제안했습니다.

제2 다중우주에서는 우리가 다른 것들과 상호작용할 수 없지만, 우주론자들은 간접적으로 그들의 존재를 지적할 수 있다. 왜냐하면 그들의 존재는 우리 우주의 무작위성을 설명하는 데 사용될 수 있기 때문입니다. 비유: 당신이 호텔에 들어가서 당신이 태어난 해인 1967번 집 번호가 있는 방을 찾았다고 가정해 보십시오. 정말 우연이군요! 그 순간 당신은 깜짝 놀랐습니다. 그러나 당신의 즉각적인 반응은 우연이 아닙니다. 호텔 전체에는 수백 개의 객실이 있으며, 그 중 하나가 귀하의 생일과 같은 것이 정상입니다. 그러나 당신과 관련이 없는 다른 숫자를 보게 된다면, 위의 생각이 촉발되지는 않을 것입니다. 이것은 무엇을 의미합니까? 호텔에 대해 아무것도 모르더라도 위의 방법을 사용하면 많은 우연한 현상을 설명할 수 있습니다.

또 다른 적절한 예를 들자면 태양의 질량을 조사해 보세요. 태양의 질량은 태양의 광도(즉, 방사선의 총량)를 결정합니다. 기본적인 물리적 계산을 통해 우리는 태양의 질량이 1.6x 10 30 ~ 2.4x 10 30kg의 좁은 범위 안에 있어야만 지구가 생명체가 살기에 적합할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 그렇지 않으면 지구는 금성보다 더 뜨겁거나 화성보다 더 추울 것입니다. 태양의 질량은 정확히 2.0x10^30 30kg입니다. 언뜻 보기에 태양의 질량은 행운과 우연의 놀라운 사례인 것처럼 보입니다. 대부분의 별의 질량은 10 29 ~ 10 32kg이라는 거대한 범위에 무작위로 분포되어 있기 때문에 태양의 질량이 탄생 시 무작위로 결정된다면 적정 범위에 들어갈 확률은 매우 작을 것입니다. 그러나 호텔의 경험을 통해 우리는 이 표면적인 사고가 실제로 대규모 시스템(여기서는 많은 태양계를 의미함)의 불가피한 결과라는 것을 이해합니다(우리가 여기에 있기 때문에 태양의 질량은 이 정도여야 합니다). 이러한 관찰자 의존적 선택은 "인류원리"로 알려져 있습니다. 그것이 얼마나 논란의 여지가 있었는지는 이해할 수 있지만, 물리학자들은 기본 이론을 테스트할 때 이러한 선택 효과를 무시할 수 없다는 점을 널리 받아들였습니다.

호텔 객실에 적용되는 것은 평행세계에도 적용됩니다. 흥미롭게도, 우리 우주의 대칭이 깨지면 모든 (적어도 대부분의) 속성이 올바르게 "조정"됩니다. 만약 우리가 이러한 성질을 조금이라도 변화시킨다면 우주 전체를 알아볼 수 없게 될 것이며, 그 안에서 어떤 생명체도 살아남을 수 없을 것입니다. 양성자의 질량이 0.2% 증가하면 즉시 중성자로 붕괴되어 원자는 안정적으로 존재할 수 없습니다. 전자기력이 4% 감소하면 수소도 별도 존재하지 않습니다. 약한 상호작용이 약하면 수소도 형성될 수 없습니다. 반대로, 만약 그들이 더 강하다면, 그 초신성은 무거운 원소 이온을 별에 전달할 수 없을 것입니다. 우주 상수가 크면 은하가 형성되기 전에 스스로 폭발할 것입니다.

배심원단은 우주가 얼마나 잘 조정되어 있는지에 대해 아직 판단하지 않지만 위에서 언급한 각 예는 가능한 모든 조정 상태를 포함하는 평행 우주가 많이 있음을 암시합니다. Martin Rees의 "Exploring Our Universe and Beyond" 참조, Scientific American, 1999년 12월 두 번째 다중우주는 물리학자가 이러한 상수의 이론적 값을 결정하는 것이 불가능하다는 것을 보여줍니다. 그들은 선택 효과를 고려한 후에만 기대값의 확률 분포를 계산할 수 있었습니다.

세 번째 수준: 양자 평행 세계

첫 번째와 두 번째 다중 우주가 예측한 평행 세계는 멀리 떨어져 있어 천문학자들이 도달할 수 없습니다. 하지만 다음 다중우주는 당신과 나 주변에 있습니다. 이는 임의의 양자 과정으로 인해 우주가 여러 부분으로 나뉘며 각 부분은 하나의 가능성을 나타낸다는 유명하고 논란의 여지가 있는 양자역학의 해석에서 직접 나온 것입니다.

양자평행우주. 주사위를 굴리면 무작위로 특정 결과가 나오는 것 같습니다. 그러나 양자역학에 따르면

실제로 각 상태를 굴리는 순간 주사위는 서로 다른 우주의 서로 다른 지점에 정지하게 됩니다. 하나의 우주, 당신은 1을 던지고, 또 다른 우주를 던집니다.

우주에서는 2가 나옵니다. 그러나 우리는 전체 진실의 작은 부분, 즉 우주 중 하나만을 볼 수 있습니다.

20세기 초, 원자 현상을 설명하는 양자역학 이론의 성공은 물리학에 혁명을 일으켰습니다. 원자 영역에서 물질의 운동은 더 이상 뉴턴 역학의 고전 법칙을 따르지 않습니다. 양자 이론은 그들의 놀라운 성공을 설명하는 동시에 폭발적이고 열띤 논쟁을 불러일으켰습니다. 이것이 정확히 무엇을 의미하나요? 양자 이론은 우주가 고전 이론이 설명하는 것과 다르다고 말합니다.

우주의 상태를 결정하는 것은 모든 입자의 위치와 속도가 아니라 파동함수라는 수학적 대상이다. 슈뢰딩거 방정식에 따르면 상태는 수학자들이 "일치"라고 부르는 방식으로 시간이 지남에 따라 진화합니다. 이는 파동 함수가 "힐베르트 공간"이라는 무한 차원 공간에서 진화한다는 의미입니다. 양자역학은 대부분 확률론적으로 불확실한 것으로 설명되지만, 파동함수 자체의 진화 패턴은 완전히 결정론적이며 임의성이 전혀 없습니다.

핵심 질문은 파동함수를 우리가 관찰하는 것과 어떻게 연관시키느냐 하는 것입니다. 많은 합리적인 파동 함수는 소위 양자 중첩 하에서 죽었으면서도 살아 있는 고양이와 같이 겉으로는 터무니없고 비논리적인 상태로 이어집니다. 이 이상한 상황을 설명하기 위해 1920년대 물리학자들은 누군가가 이를 관찰하려고 하면 파동 함수가 즉시 특정 상태로 "붕괴"된다는 고전 이론의 가설을 제안했습니다. 이러한 추가적인 가정은 관찰된 문제를 해결할 수 있지만 원래의 우아하고 조화로운 이론을 하나로 뭉치게 만들고 통일성을 잃습니다. 종종 양자 역학 자체에 기인하는 무작위성의 특성은 이러한 불쾌한 가정의 결과입니다.

수년 후 물리학자들은 점차 이 가설을 포기하고 1957년 프린스턴 대학 졸업생 휴 에버렛이 제안한 아이디어를 받아들이기 시작했습니다. 그는 '파동함수의 붕괴'라는 가정은 전혀 불필요하다고 지적했다. 순수 양자 이론은 실제로 아무런 모순도 일으키지 않습니다. 하나의 실제 상태가 점차적으로 여러 개의 중첩된 실제 상태로 분할될 것이라고 예측하며, 분할 과정에서 관찰자의 주관적인 경험은 이전의 "파동 함수 붕괴 가설"과 정확히 동일한 확률을 갖는 약간 무작위적인 사건일 뿐입니다. 이 중첩된 전통세계가 제3의 다중우주이다.

40년 넘게 물리학계는 에버렛의 평행 세계를 받아들이는 것을 여러 번 망설였습니다. 하지만 이를 다양한 관점으로 나누어 보면 이해가 더 쉬울 것입니다. 수학 방정식을 연구하는 물리학자들은 공중을 날아 땅을 살피는 새처럼 외부적 관점에 서 있고, 방정식으로 설명되는 세계에 사는 관찰자는 개구리를 내려다보는 새처럼 내부적 관점에서 서 있다.

새의 관점에서 보면 세 번째 다중우주 전체는 단순하다. 이는 분할이나 평행을 일으키지 않고 원활하게 진화하고 결정론적인 파동 함수로 설명할 수 있습니다. 이 진화하는 파동 함수로 설명되는 추상 양자 세계에는 수많은 병렬 고전 세계가 포함되어 있습니다. 그것들은 고전 이론으로는 설명할 수 없는 양자 현상의 무리처럼 항상 쪼개지고 합쳐지고 있습니다. 개구리의 관점에서 관찰자는 전체 진실 중 극히 일부만을 인식합니다. 그들은 첫 번째 우주를 관찰할 수 있었지만, 통일성을 유지하면서 파동 함수의 붕괴를 모방하는 '디코히런스(decoherence)'라는 기능으로 인해 다른 평행 우주를 관찰할 수 없었습니다.

관찰자가 질문을 받거나, 결정을 내리거나, 질문에 답할 때마다 뇌의 양자 상호작용은 '이 글을 계속 읽으세요', '이 글을 읽지 마세요'와 같은 복합적인 결과로 이어집니다. 새의 관점에서 볼 때, "결정을 내리는" 행위는 사람을 둘로 나누어 한 사람은 계속해서 기사를 읽고 다른 사람은 다른 일을 하게 만듭니다. 개구리의 관점에서 볼 때, 그 사람의 두 클론 중 어느 누구도 상대방의 존재를 인식하지 못했고, 분열에 대한 그들의 인식은 단지 약간의 무작위 사건에 불과했습니다. 그들은 자신이 어떤 결정을 내렸는지만 알 뿐, 다른 '그'가 동시에 다른 결정을 내렸다는 사실은 모릅니다.

이상하게 들리겠지만, 위에서 언급한 첫 번째 다중우주에서도 이런 일이 일어납니다. 분명히 당신은 "이 기사를 계속 읽기"로 결정했지만, 아주 멀리 떨어진 또 다른 은하계에서는 첫 번째 문단을 읽은 후 잡지를 내려놓았습니다. 첫 번째 우주와 세 번째 우주의 유일한 차이점은 '다른 너'가 어디에 있느냐다. 첫 번째 우주에서 그는 당신으로부터 멀리 떨어져 있었습니다. 일반적으로 차원적 의미에서 "멀리" 있었습니다. 세 번째 우주에서 당신의 이중체는 무한차원 힐베르트 공간으로 분리된 또 다른 양자 가지에 살고 있습니다.

제3 다중우주의 존재는 시간이 지남에 따라 진화하는 파동함수의 통일성이라는 중요한 가정에 기초합니다. 다행스럽게도 지금까지의 실험에서는 단일성 가정에서 벗어나지 않았습니다. 지난 수십 년 동안 우리는 탄소 60 버키볼과 최대 수 킬로미터 길이의 광섬유를 포함한 다양한 대형 시스템에서 통일성을 입증했습니다. 대신에 이러한 통일성은 "결맞음"의 발견으로도 뒷받침됩니다. Max Tegmark 및 John Archibald Wheeler의 "100 Years of Quantum Mysteries" 참조, Scientific American 2006년 2월 5438+0 양자 중력 분야의 일부 이론 물리학자들만이 통일성에 의문을 제기합니다.

한 가지 견해는 증발하는 블랙홀이 통일성을 파괴할 수 있으며 이는 통일되지 않은 과정이어야 한다는 것입니다. 그러나 최근 'AdS/CFT 일관성'이라는 끈 이론 연구에서는 양자 중력장도 통일되어 블랙홀이 정보를 지우지 않고 다른 곳으로 전달한다는 사실을 시사하고 있습니다.

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물리학이 통일된다면 빅뱅 초기에 양자파가 어떻게 작용했는지에 대한 표준적인 그림을 다시 작성해야 할 것입니다. 하나의 초기 조건을 무작위로 생성하는 대신 중복되고 동시에 존재하는 가능한 모든 초기 조건을 생성합니다. 그런 다음 "결맞음"은 전통적인 이론과 마찬가지로 각각의 양자 가지에서 진화하도록 보장합니다. 이것이 핵심입니다. 하나의 허블 볼륨에 있는 서로 다른 양자 가지(세 번째 수준 다중 우주)의 분포 결과는 서로 다른 허블 볼륨에 있는 동일한 양자 가지(첫 번째 수준 다중 우주)의 분포 결과와 다르지 않습니다. 양자파의 이러한 특성을 통계역학에서는 에르고딕성(ergodicity)이라고 합니다.

두 번째 멀티버스에도 같은 원리가 적용될 수 있다. 대칭을 깨는 과정은 단지 하나의 결과를 낳는 것이 아니라 가능한 모든 결과의 중첩을 낳습니다. 그런 다음 이러한 결과는 자체 방향으로 이동합니다. 따라서 3차원 다중우주의 양자가지에서 물리상수와 시공간 차원이 다르면 2차원 평행우주도 달라지게 된다.

즉, 세 번째 멀티버스는 첫 번째와 두 번째 레이어에 새로운 것을 추가하지 않고 단지 구별하기 어려운 복사본일 뿐입니다. 동일한 옛날 이야기가 다른 양자로 계속해서 재생되었습니다. 분기 평행 우주에서. 에버렛의 이론에 대한 한때 강렬한 회의론은 모든 사람들이 그것이 논란의 여지가 덜한 다른 이론과 본질적으로 동일하다는 것을 발견한 후에 사라졌습니다.

세 번째 레이어와 첫 번째 레이어의 차이점에 대한 모식도

이 연관성이 상당히 심오하다는 것은 의심할 여지가 없으며 물리학자들의 연구가 이제 막 시작되었습니다. 예를 들어, 오랜 질문을 생각해 보십시오: 시간이 지남에 따라 우주의 수가 기하급수적으로 증가할 것인가? 대답은 놀랍게도 "아니요"입니다. 새의 경우 전 세계가 단일 파동 함수로 설명됩니다. 개구리의 경우 우주의 수는 주어진 순간에 구별 가능한 모든 상태의 총 수, 즉 서로 다른 상태의 총 수를 포함하는 허블 볼륨을 초과할 수 없습니다. 예를 들어, 행성이 새로운 위치로 이동하여 누군가 또는 다른 것과 결혼하는 것은 모두 새로운 상태입니다. 임계 온도 10 8 아래에서는 이러한 양자 상태의 총 개수가 약 10(10 118)입니다. 이는 최대 이 만큼의 평행 우주가 있음을 의미합니다. 그것은 엄청난 숫자이지만 매우 제한적입니다.

개구리의 관점에서 파동함수의 진화는 10(10 1118)에서 한 우주에서 다른 우주로 점프하는 것과 같다. 이제 당신은 A우주, 즉 지금 이 문장을 읽고 있는 우주에 있습니다. 이제 당신은 우주 B로 뛰어듭니다. 당신은 그 우주의 또 다른 문장을 읽고 있습니다. 우주 B에는 우주 A와 정확히 동일하고 메모리가 몇 초만 더 많은 관찰자가 있습니다. 모든 가능한 상태는 매 순간 존재합니다. 따라서 "시간의 흐름"은 이들 상태 사이의 전환 과정일 가능성이 높습니다. 이는 Greg Egan이 1994년 SF 소설 "Aligning Cities"에서 처음 제안했고 나중에 저자 David Deutsch가 공동 출판한 Oxford University Physics에서 제안했습니다. 프리랜서 물리학자인 Julian Barber.