Если Вселенная бесконечна

[Anton_Peplov]

Перескажу своими словами рассуждения из книги: Брайан Грин. Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса.

Прошу уважаемых участников найти в этих рассуждениях как можно больше слабых мест, необоснованных допущений, некорректных утверждений.

Постановка задачи

Выберем момент времени $t$, достаточно близкий к Большому взрыву – например, 1 секунда после БВ. Примем, что Вселенная пространственно бесконечна и в большом масштабе однородна. Разобьем пространство на области радиуса $R$, много больше масштаба однородности и достаточно большого, чтобы области, не граничащие между собой, не были причинно-связанными по крайней мере с момента $t$ и до настоящего времени. Каждую такую область назовем субвселенной.

Утверждения Грина

Утверждение 1. Все, что имеется и происходит в нашей субвселенной – например, то, что я пишу этот текст на третьей от звезды планете в некоторой спиральной галактике – в конце концов сводится к состояниям фундаментальных частиц или систем частиц, имеющихся в нашей субвселенной. Если бы я вместо написания всей этой ерунды пошел пить кофе, сейчас было бы чуть-чуть другое состояние частиц и их систем (по крайней мере, составляющих меня), если бы Столетнюю войну выиграла Англия – третье, а если бы на динозавров не свалился астероид – четвертое. То же самое относится к любой субвселенной.

Утверждение 2. В каждой субвселенной есть лишь конечное число фундаментальных частиц. Это следует из того, что субвселенная имеет конечный размер. Попытка впихнуть туда слишком большое число частиц привела бы к схлопыванию субвселенной в черную дыру.

Утверждение 3. Поскольку все субвселенные имеют одинаковый размер $R$ и Вселенная на масштабе $R$ однородна, с некоторой точностью можно считать, что в каждой субвселенной одинаковое число частиц.

Утверждение 4. Каждая фундаментальная частица или система частиц имеет лишь конечное число возможных состояний.

Утверждение 5. Множество субвселенных можно рассматривать как статистический ансамбль. Любой набор состояний фундаментальных частиц и их систем, не запрещенный физическими законами, имеет ненулевую вероятность реализации в какой-нибудь субвселенной.

Выводы Грина

Вывод 1. Существует бесконечное множество субвселенных, в которых копии меня пишут сейчас этот текст.

Вывод 2. Для любого варианта развития событий между моментом $t$ и настоящим временем, не запрещенного физическими законами, найдется субвселенная, где реализовался именно этот вариант. Есть такая, где Земля не образовалась. Есть такая, где на динозавров не упал астероид. Есть такая, где Абрам проиграл в преферанс 100 рублей, и такая, где он выиграл миллион в лотерею. Более того, для каждого варианта есть бесконечное множество субвселенных, где он реализовался.

Моя критика утверждений Грина

Критика утверждения 4 – первое возражение. Мне не ясно, откуда берется утверждение о конечном числе состояний любой частицы или системы. У Грина тут отсылки к квантовой механике, но слишком расплывчатые, чтобы понять, что именно он имеет в виду. По-видимому, речь о стандартном квантовом пределе (standard quantum limit) точности измерений. Грин говорит: раз мы не можем различить состояния, отличающиеся на некоторую малую величину, то их можно считать одним и тем же состоянием. Я не уверен, что это рассуждение корректно.

Критика утверждения 4 – второе возражение. Для образования галактик, звезд, планет и т.д. существенна гравитация. Да и для исторических событий на отдельно взятой Земле тоже существенно, упадет кому-то кирпич на голову или промажет. Квантовая теория гравитации не построена, и, строго говоря, не факт, что она возможна. Поэтому неясно, распространяются ли квантовые законы на события, связанные с гравитацией.

Критика утверждения 5. Неясно, почему мы рассматриваем множество субвселенных как ансамбль и приписываем каждому набору состояний частиц и их систем ненулевую вероятность. Да, существует квантовая случайность. Если в двухщелевом опыте расположить за каждой щелью по детектору, мы не можем знать, какой из детекторов сработает. Но, во-первых, природа квантовой случайности все еще дискуссионный вопрос. Во-вторых, имеет ли квантовая случайность какое-то отношение к тому, кто победил в Столетней войне – еще более дискуссионный вопрос. Лесенка от микроскопических событий к макроскопических не построена. Не решена даже проблема квантового хаоса (quantum chaos): как при переходе от квантового описания механических систем к классическому возникает динамический хаос. Если же говорить об исторических событиях, для них существенны решения, принятые людьми. Описание механизмов принятия решения с точки зрения физики, тем более квантовой – нерешенная (и вряд ли решаемая) задача. В числе других есть точка зрения, что каждый результат каждого нашего выбора предрешен физическими законами, а то, что мы якобы могли выбрать что-то другое – наша иллюзия. Как итог: 1) мы не знаем, какой вариант развития событий разрешен физическими законами, а какой запрещен. Может быть, в нашей субвселенной история не могла потечь никак иначе, чем она потекла 2) тем более нельзя утверждать, что любой альтернативный вариант развития событий, который мы можем нафантазировать, реализован в какой-то субвселенной.

Могут ли уважаемые участники возразить Грину еще что-нибудь? Или, может быть, это мои возражения где-то некорректны?

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700883 писал(а):

Могут ли уважаемые участники возразить Грину еще что-нибудь?

А нужно? Фантазии, не проверяемые экспериментально, тем более, в форме рассуждений на пальцах.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1700886 писал(а):

А нужно?

Для народного хозяйства не нужно. Но любопытно. Очень уж сильный и эмоционально значимый вывод делает Грин. Хочется понимать степень натягивания этой совы на глобус фундаментальной физики.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700887 писал(а):

Хочется понимать степень натягивания этой совы на глобус фундаментальной физики.

Десять в какой-то очень большой степени с огромным количеством нулей, если мне память не изменяет.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1700890 писал(а):

Десять в какой-то очень большой степени с огромным количеством нулей, если мне память не изменяет.

Что именно Вы имеете в виду?

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700892 писал(а):

Что именно Вы имеете в виду?

Расстояние до повтора в диаметрах доступной для наблюдений вселенной.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1700893 писал(а):

Расстояние до повтора в диаметрах доступной для наблюдений вселенной.

Я не отказался бы взглянуть на источник этих цифр.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700902 писал(а):

Я не отказался бы взглянуть на источник этих цифр.

Недавно кто-то их в форуме приводил. Ну и в первоисточнике должно быть.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1700903 писал(а):

Ну и в первоисточнике должно быть.

У Грина я цифр не нашел.

[Dmitriy40]

Anton_Peplov в сообщении #1700883 писал(а):

Утверждение 2. В каждой субвселенной есть лишь конечное число фундаментальных частиц. Это следует из того, что субвселенная имеет конечный размер. Попытка впихнуть туда слишком большое число частиц привела бы к схлопыванию субвселенной в черную дыру.

А как же виртуальные частицы? Конечна лишь полная энергия системы, но вот как её поделить по частицам и тем более полям и соответственно сколько частиц получится - вопрос!
Да, можно ограничиться лишь частицами с длиной волны де Бройля не более $R$, но это отдельное произвольное допущение, не факт что физически адекватное (ведь область радиусом $R$ не имеет физических границ, соответственно ничто не мешает рождаться частицам с большей длиной волны де Бройля).
Могут ли такие мелкие/лёгкие частицы на что-то повлиять - ещё один очень отдельный вопрос. Хотя нейтрино же могут и влияют, пусть они и сильно массивнее.

Anton_Peplov в сообщении #1700902 писал(а):

Я не отказался бы взглянуть на источник этих цифр.

Да это ж легко, тут же просто мат.ожидание: расстояние порядка полного количества внутренних состояний. С точностью до нескольких (десятков) порядков, что никакой роли уже не играет. А это число никак не меньше $10^{100}$, одних только фотонов с нейтрино в наблюдаемой вселенной больше $10^{87}$, плюс сколько там у каждого может быть разных состояний (квантовые числа, положение, скорость, и принцип неопределённости тут не поможет их ограничить), а ведь в свободном виде у частиц многое и не квантуется, так что состояний для каждого будет как бы не меньше их общего количества в какой-то степени.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700905 писал(а):

У Грина я цифр не нашел.

Вы эту тему читали:

AAA1111 в сообщении #1693092 писал(а):

Это из его книги «Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности», из Главы 6. "Добро пожаловать в мультиверс".

-- 07.09.2025, 16:27 --

Dmitriy40 в сообщении #1700908 писал(а):

А это число никак не меньше $10^{100}$

Если бы. Было напечатано число $10^{10^{29}}$

[Dmitriy40]

realeugene в сообщении #1700909 писал(а):

Dmitriy40 в сообщении #1700908 писал(а):

А это число никак не меньше $10^{100}$

Если бы. Было напечатано число $10^{10^{29}}$

А между ними есть существенная разница? Вот прям измеримая?! Я сказал что даже оценка снизу даёт слишком большое число, а уж каково оно реально - без разницы.
Но спасибо за уточнение, $10^{10^{29}}$ мне нравится больше, да.

[Anton_Peplov]

realeugene в сообщении #1700909 писал(а):

Вы эту тему читали

Участник, цитировавший Тегмарка, у меня в игноре. За ссылку спасибо. $10^{10^{29}}$ метров, какая прелесть.

[realeugene]

Anton_Peplov в сообщении #1700914 писал(а):

метров

Какая разница в чём?

[Ghost_of_past]

Anton_Peplov в сообщении #1700883 писал(а):

Могут ли уважаемые участники возразить Грину еще что-нибудь? Или, может быть, это мои возражения где-то некорректны?

Как минимум полезно помнить еще о п. "в" отсюда:

Ghost_of_past в сообщении #1699946 писал(а):

Вообще-то нет, не следует неизбежно, но возможно. Это может следовать только при соблюдении 3 обязательных условий:
а) пространственной бесконечности нашей Вселенной - вполне вероятно;
б) комбинаторной ограниченности состояния вещества - тоже вероятно, но уже посложнее, так как требует соблюдения презумпций актуализма и универсальности законов природы, существующих в метагалактике/наблюдаемой Вселенной на всю бесконечную Вселенную;
в) каждое уникальное комбинаторное состояние обязательно реализуется бесконечное количество раз - возможно, но как раз ничем не гарантированно, например вне наблюдаемой Вселенной может бесконечное количество копий меня любимого на текущий момент времени и ни одной копии Вас, - такое гипотетическое положение дел ничем на запрещено.

А дальше у нас проблема, что мы проверить обязательность или возможность реализации эмпирически не можем.