Как физики потеряли один слой реальности и на что это повлияло?

Компьютер перед вами — это макромир. Работа его процессора или некоторых транзисторов внутри него — это уже часто квантовый мир. Внутри одного устройства есть разные слои реальности и это вполне научно, как и научно использовать эти концепции для описания разных физических явлений. Это так называемые слои реальности. И всё бы ничего, но есть интересная концепция разрывного слоя реальности, которая могла бы прояснить кое-что очень важное в нашем вечном страдании и наконец дать ключик к научному пониманию мира. Но чтобы вникнуть в проблему и осознать всю ценность этой концепции, сначала придётся подтянуть матчасть, с чего мы и начнём.

Что такое реальность? Мы уже беседовали об этом и пришли к интересному странному выводу. Реальность не есть что-то статичное и определенное. Это набор некоторых факторов, которые оказывают влияние на окружение, взаимодействуют с системой и могут быть считаны конкретным субъектом, который эту реальность воспринимает.

Но в этом определении нет чего-то очень важного… Нет того, что мы ждём от физики и строгой науки, которую пытаемся использовать для познания мира.

В таком виде это скорее философия, в которой реальность для каждого своя и это не конкретное понятие. Дальтоник видит зеленый сигнал светофора красным и такова для него реальность этого цвета. Это даже физическая реальность.

Впрочем, в физике термин «реальность» и правда не имеет одного строгого определения, но можно сформулировать рабочее понимание.

Реальность — это совокупность физических состояний и процессов, которые существуют в некоторой форме и могут быть описаны законами природы.

Проще говоря — это всё, что существует в мире, подчиняясь физическим законам от движения частиц до работы Вселенной.

И в этом контексте всё становится ещё интереснее. В физике появляется множество слоёв реальности. Они взаимодействуют между собой, обмениваются информацией и/или энергией, позволяют воспринимать тот или иной процесс.

Слои реальности в физике

Концепция слоёв реальности довольно интересна и полезна для науки. Оно идёт от очень простого осмысления действительности. Ученые и философы с самых ранних времен и начала познания формулировали такие идеи. Примерно так когда-то Демокрит предположил, что существуют атомы. Это было начальное осознание одного из уровней физической реальности.

Сегодня наш привычный мир воспринимается лишь как верхушка айсберга. Под ним скрывается мир атомов, мир квантовых частиц, где элементарные частицы одновременно здесь и там, мир энергетических полей, мир информации, где код самой Вселенной записан как строки программы. Есть уровни потенциалов, где находятся все возможные события, которые ещё не случились, но физика подразумевает, что оно произойдёт. Есть гипотетические уровни симуляций, где законы физики искажаются так, что привычная логика ломается. И так далее.

Польза концепции слоев реальности тут в том, что, например, описать прочность палки обычным образом мы не можем. Наш слой описывает физическое тело, как ОБЪЕКТ. Зато если спуститься на слой реальности, где есть атомы, то появляются взаимодействия между этими атомами.

Так прочность образца будет определяться взаимодействиями между атомами и их взаимодействиями. В итоге мы смогли объяснить таким образом некогда непонятное явление вполне конкретным физическим механизмом. И поспорить тут не с чем — физика действительно так работает, а взаимодействия атомов описаны с завидной точностью.

Таких уровней реальности очень много. Согласно современной концепции физики их около 17 и точного числа пока нет. Обозначаются тут 17 уровней. Среди них макроуровень, микроуровень, уровень атомов, уровень субатомных частиц, кванты, уровень физических полей, уровень фундаментальных взаимодействий, уровень информации и так далее. Наиболее щедра тут теория струн, которая к этим, вроде как, логичным концепциям, добавляет то ли 10 то ли 12 измерений разного типа, где существует собственная реальность для каждого.

И вот представьте — все эти уровни взаимодействуют, поддерживают друг друга, словно огромный механизм. Но в итоге мы имеем чрезвычайно интересную ситуацию — один из уровней исчез. Учёные не могут его обнаружить и типичный способ математического поиска ни к чему не приводит.

Причём, будь этот уровень чем-то заведомо тонким, оно было бы хоть немного логично. Но теория прекрасно справляется с описаниями тех вариантов, которые находятся с ним где-то очень близко, а этого уровня просто нет. Так в чём проблема?

Суть потерянного слоя

Вы наверное уже догадались к чему всё идёт. В современной физике есть две главные теории:

• Общая теория относительности (гравитация) — описывает макромир: планеты, звёзды, галактики.
• Квантовая механика — описывает микромир: атомы, частицы, волны вероятности.

Проблема в том, что эти две теории пока не совмещаются полностью. Когда физики пытаются описать ситуацию, где гравитация и квантовые эффекты одновременно сильны (например, в черных дырах или на ранней стадии Вселенной), традиционные законы «ломаются». Появляются бесконечности, которые физическом смысле имеют такую же ценность, как новеллы про единорогов в учебнике биологии.

И вот гипотетически для того, чтобы решить эту проблему, можно было бы представить слой реальности, где эти связи уже не действуют.

Гравитация там перестает влиять на частицы так, как мы её знаем. То есть массы и кривизна пространства ведут себя странно. Квантовые вероятности перестают «материализовываться» в макромир. Они остаются неопределёнными и не создают привычные объекты. Этот уровень становится разомкнутым мостом между макро- и микромиром. Влияние одного на другое теряется. При таком раскладе станет понятным, почему уже где-то начиная с квантового уровня мы теряем связь гравитации и эффектов вероятности.

Этот слой очень хорошо бы нам помог. Местами объекты теряют массу или перестают взаимодействовать привычным образом и это может идти оттуда. Некоторые аномальные эффекты в экспериментах с запутанными частицами можно гипотетически связать с этим «разомкнутым уровнем». Потеря связи с гравитацией может создавать колебания энергии, которые выглядят как тёмная материя или тёмная энергия в макромире.

Проще говоря, это слой, где вселенная «развалилась» между микромиром и макромиром, и частицы больше не чувствуют привычной гравитации, а масса и пространство ведут себя иначе. Он полностью гипотетический, но его обсуждают в контексте теорий квантовой гравитации и мультивселенной.

Эта идея имеет название «разомкнутый слой», хотя есть разные варианты этого термина. Ученые полагают, что если существуют уровни, то это почти неизбежный вывод.

Откуда мы взяли, что такой слой вообще может быть?

Но есть ли какие-то более ощутимые варианты подтверждения таких идей? Отчасти да. Только отчасти.

Когда физики пытаются объединить общую теорию относительности (гравитация, пространство-время) и квантовую механику (микромир), обычные уравнения перестают работать.

В черных дырах классическая гравитация математически (!) предсказывает сингулярность (бесконечную кривизну пространства), а квантовые уравнения запрещают «бесконечности» и требуют вероятностного описания.

Математика просто не может согласовать эти два мира в одном уравнении. И логически отсюда следует, что должен существовать уровень, где привычные законы ещё не действуют или разорваны, чтобы «связать» два мира.

Такие теории, как струнная теория и квантовая гравитация описывают Вселенную через 10, 11 или более измерений, часть которых мы не видим. Эти дополнительные измерения ведут себя иначе и могут создавать гипотетические слои реальности, где обычные связи между гравитацией и квантовыми эффектами разорваны. Математика этих теорий почти неизбежно ведёт к существованию «слоёв», которые напрямую не наблюдаемы.

Аномальные решения уравнений, которые появляются в некоторых моделях квантовой гравитации, указывают на «пробелы» между макро- и микромиром. Эти пробелы и дают математическое основание для идеи потерянного слоя — он нужен, чтобы уравнения работали корректно, даже если мы его не видим.

По факту получается, что мы не можем прямо доказать, что такие слои есть, но мы и отрицать это не можем.

Тем не менее, если исходить из того, что гравитация до сих пор не дружит с квантовой физикой, то существование такого разрывного слоя видится вполне интересной и спасительной идеей.

И для тех, кто дочитал до этого места и так и не понял, почему это важно — только представьте себе, что у вас есть две разных физики в одном флаконе. Есть физика квантовая, а есть физика Эйнштейна. И если говорить про самые разные явления, то на стыке мы получаем неопределенные результаты. Скажем, относительно чёрной дыры и сингулярности внутри неё все наши мысли могут закручиваться вокруг того, что реально не существует. Хорошо, чёрные дыры есть и это научно. Но что внутри них? И в таких моментах неплохо было бы иметь целостную картину мира.