Владимир Губайловский - Люди мира. Русское научное зарубежье

В 1982 году Виленкин опубликовал свою, вероятно, самую знаменитую статью: «Создание вселенных из ничего». «Творение из ничего», или, на латыни, creatio ex nihilo — один из главных постулатов христианской теологии. И ничего удивительного, что эта статья так заинтересовала теологов.

В своей Витровской лекции (Whitrow Lecture, 2011) Виленкин так прокомментировал свою концепцию: «Есть такой математический факт: полная энергия замкнутого универсума равна нулю. В таком универсуме положительная энергия материи точно компенсируется отрицательной энергией гравитационного поля». Точно так же компенсируются положительный и отрицательный электрический заряд. Но почему из состояния «ничто», то есть полного отсутствия материи и пространства-времени, родился универсум? Виленкин говорит:

В квантовой механике любой процесс, который не является строго запрещенным законами сохранения с ненулевой вероятностью, обязательно происходит […] Вы можете спросить: «Что же стало причиной появления универсума из ничего?» Удивительно, но в причине нет необходимости. Если вы возьмете радиоактивный атом, он обязательно распадется, и квантовая механика может определить вероятность распада за определенный интервал времени. Но если вы спросите: почему атом распался именно в этот момент времени, а не в какой-то другой? Ответ будет: никакой причины нет, это полностью случайный процесс. Точно так же нет никакой необходимости в причине квантового рождения универсума.

В интервью Дженни Аттье Виленкин говорит: «Моя теория не имеет отношения к теологии — это нормальная научная теория, которая опирается только на наблюдения и законы природы». Впрочем, убедил он далеко не всех, и теологи до сих пор любят обсуждать теорию Виленкина.

Так что же мы видим, когда поднимаем глаза к звездному небу? Может быть, нашу «островную вселенную»? Виленкин отвечает: нет, мы видим несравнимо меньший объект, который космолог называет «О-регион» или просто «пузырь».

Виленкин пишет:

…В классическом смысле наш вакуум стабилен и имеет постоянную плотность энергии, но квантово-механически он может распадаться, образуя пузырьки. Те из них, в которых вакуум имеет отрицательную энергию, однажды появившись, будут расширяться с околосветовой скоростью. Стенка пузыря может надвигаться на нас прямо сейчас. Мы не узнаем о ее подходе: она движется так быстро, что свет не намного ее опережает. Приход стенки приведет к полному уничтожению нашего мира. Даже частицы, составляющие звезды, планеты и наши тела, не смогут существовать в новом типе вакуума. Все знакомые объекты мгновенно разрушатся и превратятся в сгустки какой-то неизвестной нам материи. Так или иначе, но энергия вакуума станет в конце концов отрицательной в нашей области Вселенной. Тогда здесь начнется уплотнение с последующим коллапсом большого сжатия.

Когда это случится? «Не исключено, что пройдут гуголы лет […] а может, и довольно скоро, всего, например, через 20 миллиардов лет». Наша островная вселенная кипит и будет кипеть вечно, а вот у нашего «пузыря» обязательно будет конец.

Картину, очень похожую на «островную вселенную», нарисовал Лев Толстой в «Войне и мире»:

И вдруг Пьеру представился, как живой, давно забытый, кроткий старичок учитель, который в Швейцарии преподавал Пьеру географию… И он показал Пьеру глобус. Глобус этот был живой, колеблющийся шар, не имеющий размеров. Вся поверхность шара состояла из капель, плотно сжатых между собой. И капли эти все двигались, перемещались и то сливались из нескольких в одну, то из одной разделялись на многие. Каждая капля стремилась разлиться, захватить наибольшее пространство, но другие, стремясь к тому же, сжимали ее, иногда уничтожали, иногда сливались с нею…

— Vous avez compris, mon enfant [4] Вы поняли, мой мальчик ( франц. ). — Прим. авт. , — сказал учитель.

Конечно, это чистое совпадение, но напомню: отец Виленкина — географ.

Теория Мультиверса приводит к очень любопытному выводу: вселенных бесконечно много, но количество различных вселенных конечно, а значит, одинаковые или очень похожие вселенные будут бесконечно повторяться. Причем будут реализованы все возможные варианты этих вселенных и их историй.

То, что в каждой из вселенных только конечное число различимых разных состояний, следует из основного принципа квантовой механики — принципа неопределенности Гейзенберга: чем точнее мы измеряем положение частицы, тем менее точно мы можем измерить ее скорость. Вселенная (или пузырь) состоит не из геометрических точек с бесконечно малыми размерами, а из своего рода «прямоугольников» состояний. Эти «прямоугольники» очень малы, но их «площадь» не может быть меньше половины постоянной Планка — очень маленькой, но конечной величины. То есть любая вселенная в Мультиверсе представляет собой конечный набор состояний, а любая ее история — это своего рода пошаговая стратегия, пусть и с очень большим количеством шагов, но главное: количество таких шагов конечно. Этому посвящена статья Виленкина и его соавтора и друга Жауме Гарриги «Много миров в одном» (2001).

В бесконечном Мультиверсе обязательно найдутся вселенные, подходящие для развития звезд, галактик, живых организмов и людей, — и таких вселенных бесконечно много. И среди них будут такие универсумы, в которых по каким-то причинам Солнечная система распалась, и такие, где Солнце взорвалось 13 мая 1949 года. В интервью Валентине Гаташ Виленкин сказал: «Есть такая вселенная, где я до сих пор охраняю зоопарк».

А в нашей Вселенной в 2006 году вышла книга Виленкина «Много миров в одном» (Many Worlds in One: the Search for Other Universes), и он получил всемирную известность. Как сказано в предисловии: «…Скромный, даже застенчивый профессор физики неожиданно стал знаменитым. Его участие в ток-шоу расписано на полгода вперед, ему пришлось нанять четырех телохранителей и скрываться от папарацци в неизвестном месте».

Виленкин продолжает работать, его статьи по космологии регулярно появляются в журналах и на сайте arXiv.org. Вместе с Аланом Гутом он ведет в Тафтсе семинар по космологии для аспирантов (в 14:30 по вторникам). И хорошо, что мы живем в той вселенной, где Виленкин стал космологом, а не охраняет до сих пор зоопарк.

Согласно теории Виленкина мир рождался из ничего, но космолог иногда берет слово «ничего» в кавычки:

[Рождение Вселенной] управляется теми же фундаментальными законами, которые описывают последующую эволюцию Вселенной. Следовательно, законы должны быть «на месте» еще до того, как возникнет сама Вселенная. Означает ли это, что законы — не просто описания реальности, а сами по себе имеют независимое существование? В отсутствие пространства, времени и материи на каких скрижалях могут быть они записаны? Законы выражаются в форме математических уравнений. Если носитель математики — это ум, означает ли это, что ум должен предшествовать Вселенной?