Концепции из области фундаментальной физики: ученые разобрали сериал «Очень странные дела»

Беседа с физиками-теоретиками, чтобы узнать о реальных теориях, которые легли в основу популярного сериала

На протяжении пяти сезонов сериал Netflix «Очень странные дела» рассказывает о компании подростков и их родителях, а также о монстрах из другой вселенной, которые, вырвавшись на свободу благодаря секретным разработкам правительственной лаборатории, сеют хаос в причудливом вымышленном городке в Индиане.

Концепция «параллельной вселенной», лежащая в основе сериала, который завершит свой почти десятилетний показ в конце этого года, основана на реальной научной теории. И, как сообщает Nature, физики горячо обсуждают ее уже около 75 лет. Будьте осторожны, в статье есть спойлеры.

Интерпретация «Множества миров»

Хотя сериал относится как к жанру фэнтези, так и к жанру научной фантастики, «Очень странные дела» отсылают ко многим концепциям из области фундаментальной физики. Принципы электромагнетизма объясняют, почему компасы выходят из строя, а магниты самопроизвольно падают с холодильника. А в третьем сезоне герои спасают мир, используя постоянную Планка в своем стремлении закрыть врата в другую вселенную, называемую Изнаночным миром (хотя в сериале используется значение постоянной Планка, полученное в 2014 году, которое не было стандартным в 1980-х годах).

Однако, пожалуй, самым выдающимся физическим феноменом, упомянутым в сериале, является многомировая интерпретация квантовой механики. Поняв, что их друг может застрять в Перевернутом мире, трое подростков спрашивают своего учителя физики, как туда попасть. Он отвечает: «Ребята, вы ведь думали о многомировой интерпретации Хью Эверетта, не так ли?»

В 1950-х годах американский физик Хью Эверетт действительно предложил такое объяснение современной физики, и с тех пор у его теории появилось множество сторонников.

Работа Эверетта раскрывает суть концепции, которая долгое время ставила в тупик квантовых физиков: проблема измерения. Вопрос в том, как квантовая система может находиться сразу в двух состояниях — например, электрон, который одновременно находится в двух разных местах, — до тех пор, пока система не будет исследована или измерена, после чего она сразу же окажется только в одном из этих состояний.

Самое популярное объяснение этой загадки, называемое копенгагенской интерпретацией, гласит, что ненаблюдаемый электрон существует в неопределённом квантовом состоянии, описываемом только вероятностями, до тех пор, пока внезапно, в результате измерения, он не окажется в одном из состояний.

Эверетт предлагает почти фантастическую альтернативу: электрон действительно существует в обоих состояниях одновременно, а после измерения наблюдатель видит только одно состояние, потому что Вселенная разделяется на две части, и каждый результат существует в отдельном мире. Бесчисленные квантовые состояния всех частиц в мире создают бесконечное количество вселенных: следовательно, существует множество миров.

Спорная теория

По мнению многих физиков, эта идея немного притянута за уши, особенно потому, что если эти множества миров не могут взаимодействовать, то невозможно ни доказать, ни опровергнуть эту теорию, говорит Хорхе Пуллин (Jorge Pullin), физик-теоретик из Университета штата Луизиана в Батон-Руж.

Но для других — в том числе для Шона Кэрролла (Sean Carroll), физика-теоретика из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, который работал научным консультантом в научно-фантастических фильмах, — многомировая интерпретация является самым элегантным объяснением.

«Многие считают, что это самая простая версия квантовой механики, которая согласуется со всеми данными», — говорит он. Из множества объяснений квантовой теории многомировая интерпретация в настоящее время является третьей по популярности среди квантовых физиков.

Это не значит, что физика реального мира поддерживает идею «перевернутой» вселенной, показанной в «Очень странных делах», наполненной безликими монстрами и красными молниями. Большинство альтернативных вселенных не так сильно отличаются от нашей. Поскольку каждая вселенная отличается лишь некоторыми субатомными частицами, в них действуют те же законы физики и живут те же люди.

Даже если бы такое кошмарное место, как Изнанка, могло существовать, законы физики не позволили бы никому из нашей Вселенной попасть туда. На протяжении всего сериала персонажи «Очень странных дел» попадают в альтернативную вселенную через удобные порталы в деревьях, озерах и школьных стенах. И большинство из них возвращаются целыми и невредимыми, если не считать боевых ранений и толстого слоя слизи.

Невозможные порталы

Однако, когда речь заходит о теории множественных миров, по сути, невозможно, чтобы что-то, происходящее в одном мире, могло как-то повлиять на другой мир — не говоря уже о том, чтобы человек мог перемещаться туда и обратно». Кэрролл считает, что портал, который мы видим в «Очень странных делах», вероятно, останется невозможным в реальной жизни.

Другие же исследователи действительно считают, что разные миры могли бы взаимодействовать. Дэвид Дойч (David Deutsch), физик из Оксфордского университета, Великобритания, утверждал, что потенциал квантового компьютера выполнять вычисления более эффективно, чем классической машины, проистекает из того, что он эффективно выполняет регулярные вычисления параллельно во многих вселенных.

Но эта теория делает сотрудничество между вселенными возможным только в том случае, если вы являетесь электроном или другой квантовой системой — и уж точно не огромным монстром.

Хотя «Очень странные дела», возможно, и не соответствуют учебнику по теоретической физике, они — наряду с другими телесериалами и фильмами о параллельных вселенных — все же дают пищу для интересных размышлений.

«Доктор Стрэндж: В мультивселенной безумия» (2022) и «Человек-паук: Через вселенные» (2018) исследуют множество миров, усложняющих жизнь супергероев. И «Осторожно! Двери закрываются» (1998) и «Темная материя» (2024) используют эту концепцию, чтобы показать альтернативные варианты жизни, которые мог бы вести человек.

Но увлечение поп-культуры параллельными мирами не могло бы существовать без некоторого нарушения законов физики, говорит Пуллин: «Если бы вы строго следовали этим теориям, сюжет получился бы не слишком интересным».

Это не первый научный разбор сериала. Ранее ученые уже говорили, что идея о других мирах возникает на переднем крае физики и астрономии.