Олег Арсенов - Григорий Перельман и гипотеза Пуанкаре

Очень поэтично описал подобную картину академик Новиков: «Можно сказать, что происходит вечное рождение Вселенной из флуктуаций (или, если угодно, рождение

-122-

многих вселенных), вечное воспроизводство Вселенной самой себя. У такого мира в целом нет начала и не будет конца. Он вечен и юн одновременно. Это — картина взрывающейся Вечности.

При рождении новых мини-Вселенных из вакуумной пены, происходят, вероятно, изменения, или, как говорят, флуктуации всех физических параметров, включая изменение размерности пространства и времени и флуктуации самих физических законов.

Итак, возможно, природа пыталась несчетное число раз создавать вселенные с самыми разными свойствами. Мы живем в наиболее удачном (для нас) экземпляре этого вечного творения. В нашей Вселенной физические условия оказались наиболее подходящими для возникновения жизни».

В середине 1980-х годов видный космолог А. Д. Линде выдвинул теорию вечной инфляции, которая предполагала, что квантовые флуктуации, подобные тем, которым мы обязаны существованием нашего мира, могут возникать самопроизвольно и в любом количестве, если для этого есть подходящие условия. Они способны давать начало инфляционным процессам, в ходе которых рождаются все новые и новые вселенные. Не исключено, что и наше Мироздание вышло из флуктуационной зоны, сформировавшейся в мире-предшественнике. Точно так же можно допустить, что когда-нибудь и где-нибудь в нашей собственной Вселенной возникнет флуктуация, которая «выдует» юную Вселенную совсем другого рода, тоже способную к космологическому «деторождению». Можно даже пойти дальше и построить модель, в которой инфляционные вселенные возникают непрерывно, отпочковываясь от своих родительниц и находя для себя собственное место. В одной из своих последних статей А. Д. Линде пишет, что Космос состоит из множества раздувающихся шаров, которые дают начало таким же шарам, а те, в свою очередь, рождают подобные шары в еще больших количествах. Так продолжается до бесконечности.

-123-

Рис. 44. Инфляционная экспансия в представлении многообразия Пуанкаре — Перельмана

Как же «геометрически» взорвался наш Мир? Современные космологи чаще всего приводят довольно странную модель первичного взрыва отрицательного давления поля инфлатона. Неким, пока еще до конца не ясным образом в самом начале Большого Взрыва возникло гигантское гравитационное отталкивание, которое буквально принялось оттаскивать каждый регион пространства друг от друга. На языке космологов это звучит так: инфляционная экспансия раздула Вселенную до ее современных размеров. Любопытно, что в этой сугубо умозрительной модели за невообразимо краткий планковский миг времени — что-то около 10 -35секунд — нечто ничтожно малое трансформировалось в неохватно большое, превратив элементарную частицу в Метагалактику. Вот здесь космологам и требуются построения Григория Яковлевича Перельмана, ведь именно топология пространства-времени вместе с потенциальной энергии инфляционного поля и определяет численный масштаб расширения Вселенной как некий фактор «континуальной экспансии» в 10 30, 10 50или даже в 10 100раз. С любой точки зрения это потрясающие числа, ведь даже самый минимальный фактор расширения в 10 30раз означает, что крупная молекула в планковское

-124-

мгновение ока вдруг превратилась в гигантскую галактику вроде нашего Млечного Пути, и все это за временной интервал, который меньше, чем миллиардная миллиардной миллиардной доли от мигания глаза. Для сравнения: даже этот минимальный фактор расширения в миллиарды миллиардов раз больше расширения, которое могло бы возникнуть, соответствуя стандартной теории Большого Взрыва за тот же самый временной интервал, и это превышает полный фактор расширения, который возник в целом за 14 миллиардов лет!

Спонтанные флуктуации скалярного поля, запускающие инфляционный процесс, могут случаться в неодинаковых формах. Это означает, что «холодные» постинфляционные вселенные отнюдь не копируют друг друга. Речь идет даже не о том тривиальном различии, что они могут развиваться из разных начальных условий и потому эволюционировать по-разному. Вполне допустимо, что в них устанавливаются различные физические законы (или, как частный случай, одни и те же законы, но с различными значениями фундаментальных констант — скорости света или постоянной тонкой структуры). Теория струн, о которой неоднократно упоминалось, позволяет считать, что эти вселенные необязательно обладают лишь тремя пространственными осями, число измерений может быть и другим.

Спонтанные квантовые флуктуации первичного скалярного поля приводят к возникновению областей космологического масштаба, которые в совокупности и составляют Мультивселенную. Флуктуация рождает данный регион и выступает в качестве его затравочного Большого Взрыва.

Существование инфляционной Мультивселенной можно подкрепить и аргументами, выходящими за рамки физики и космологии. Вероятно, самый известный сегодня сторонник такого подхода — Мартин Рис, профессор космологии и астрофизики Кембриджского университета. Логика его рассуждений примерно такова. Природа случайным образом рождает множество параллельных миров, которые служат для нее своеобразным полем для экспериментов по созданию жизни. Возникла жизнь на небольшой планете, обращающейся

-125-

вокруг рядовой звезды одной из рядовых галактик именно нашего мира по той простой причине, что этому благоприятствовало его физическое устройство. Другие миры Мультивселенной в своем абсолютном большинстве для жизни приспособлены плохо и потому мертвы, если не пусты.

Мартин Рис для простоты предполагает, что в различных мирах действуют одни и те же физические законы, но значения основных констант в них не одинаковы. Он характеризует состояние каждой отдельной Вселенной набором из шести параметров. Оказывается, что в нашей Вселенной их величины укладываются в чрезвычайно узкие границы, создающие коридор, который ведет к возникновению жизненных форм.

Первый параметр — это интенсивность ядерных сил в постинфляционную эпоху. Будь она чуть-чуть поменьше, композитные ядра просто не могли бы возникнуть; будь побольше — на стадии первичного нуклеосинтеза практически весь наличный водород пошел бы на образование гелия.

Второй параметр — гравитация. Если бы она была слабее, первичные газопылевые туманности не могли бы конденсироваться в плотные скопления вещества, дающие начало звездам; в противном случае звезды сгорали бы так быстро, что жизнь не успела бы возникнуть.