Макс Тегмарк - Наша математическая вселенная

Табл. 6.1.Ключевые мультиверсные понятия и их взаимосвязи.

Короче говоря, мультиверс II уровня принципиально меняет наши представления о физических законах. Многие закономерности, которые мы привыкли считать фундаментальными, по определению соблюдающимися всегда и везде, оказались не более чем эффективными законами — локальными нормативными актами, которые могут меняться от места к месту соответственно разным установкам рукояток, задающих различные фазовые состояния пространства. В табл. 6.1 перечисляются эти понятия и поясняется, как они связаны с параллельными вселенными. Эти изменения продолжают давнюю тенденцию. Если Коперник считал фундаментальным закон, гласящий, что планеты движутся по идеальным окружностям, то теперь мы знаем о существовании орбит более общего вида, степень отличия которых от окружности (эксцентриситет) — это, по сути, «рукоятка», которая после завершения формирования Солнечной системы может менять своё положение лишь очень медленно, с большим трудом. Мультиверс II уровня выводит это представление на новую высоту, понижая в ранге многие физические законы с фундаментальных до эффективных. Этим вопросом мы сейчас займёмся.

Точная настройка как аргумент в пользу мультиверса II уровня

Так существует ли на самом деле мультиверс II уровня? Аргументы в пользу вечной инфляции (их множество) являются также аргументами в пользу мультиверса II уровня, поскольку из первого вытекает второе. Мы также видели, что если существуют природные законы или постоянные, которые в принципе могут меняться от места к месту, то вечная инфляция обусловит их варьирование внутри мультиверса II уровня. Но существуют ли подтверждения, не завязанные столь сильно на теоретические аргументы?

Я хочу привести довод в пользу того, что они есть: это тот факт, что наша Вселенная кажется очень точно настроенной для жизни. Оказывается, многие из «рукояток», похоже, настроены на весьма специфические значения, и если бы мы могли чуть-чуть их повернуть, жизнь, какой мы её знаем, стала бы невозможной. Троньте «рукоятку» тёмной энергии, и галактики никогда не образуются, немного покрутите другую — и атомы станут неустойчивыми, и т. д. Имея недостаточный опыт пилотирования, я всегда боюсь запутаться в рукоятках в кабине самолёта, но если бы я мог случайно покрутить «рукоятки» нашей Вселенной, мои шансы на выживание были бы ещё ниже.

Вот три основных реакции на наблюдаемую точную настройку:

1. Случайность . Это просто счастливое совпадение, и ничего больше.

2. Замысел . Это свидетельство того, что наша Вселенная была сконструирована некой сущностью (возможно, божеством или высокоразвитой формой жизни, моделирующей вселенные), и «рукоятки» настроены так, чтобы сделать возможной жизнь.

3. Мультиверс . Это свидетельство мультиверса II уровня, поскольку, если все положения «рукояток» где-то реализуются, то естественно, что мы существуем и наблюдаем себя в пригодной для жизни области.

Ниже мы рассмотрим интерпретации случайности и мультиверса, а вариант моделирования отложим до гл. 12. Но сначала разберёмся со свидетельствами точной настройки.

Точно настроенная тёмная энергия

До сих пор наша космическая история была своего рода гравитационным перетягиванием каната между тёмной материей, которая пытается всё стянуть, и тёмной энергией, которая стремится всё разбросать ( гл. 4 ). Поскольку образование галактик связано со сгущением вещества, я думаю, что тёмная материя — наш друг, а тёмная энергия — враг. Плотность вещества в космосе в основном обеспечивается тёмной материей. Её дружественное гравитационное притяжение помогает формироваться галактикам, как наша. Однако, поскольку космологическое расширение приводит к разрежению тёмной материи, но не тёмной энергии, нежелательное гравитационное отталкивание тёмной энергии в конце концов берёт верх, отменяя дальнейшее образование галактик. Это значит, что если бы тёмная энергия имела значительно большую плотность, она стала бы брать верх гораздо раньше, ещё до того, как сформировались бы первые галактики. Результатом явилась бы мертворождённая вселенная, вечно тёмная и безжизненная, не содержащая ничего сложнее и интереснее почти однородного газа. Если, с другой стороны, плотность тёмной энергии уменьшилась бы настолько, чтобы стать существенно отрицательной (это допускает эйнштейновская теория гравитации), наша Вселенная прекратила бы расширяться и коллапсировала в Большом хлопке, прежде чем успела бы появиться жизнь. Если вы задумались, как изменить плотность тёмной энергии, повернув соответствующую «рукоятку» на рис. 6.6, то, пожалуйста, не крутите её слишком сильно, поскольку для жизни это может иметь такие же печальные последствия, как нажатие кнопки «Выкл.».

Насколько сильно можно повернуть «рукоятку» тёмной энергии? Текущее её положение соответствует плотности тёмной энергии, которую мы измерили на практике, и она составляет около 10 –27кг/м 3, что удивительно близко к нулю в сравнении со всем доступным диапазоном. Естественное максимальное значение этого регулятора соответствует плотности тёмной энергии около 10 97кг/м 3, при которой квантовые флуктуации заполняют пространство крошечными чёрными дырами, а минимальное значение равно той же величине, но со знаком минус. Если полный оборот «рукоятки» тёмной энергии на рис. 6.6 соответствует изменению плотности на всю величину этого диапазона, то фактическое положение «рукоятки» в нашей Вселенной отстоит от средней точки примерно на 10 –123полного оборота. Это значит, что если вы хотите повернуть «рукоятку» так, чтобы могли образовываться галактики, нужно задать угол поворота с точностью более 120 цифр после запятой! Хотя это кажется невыполнимо точной настройкой, некий механизм, очевидно, оказал эту услугу нашей Вселенной.

Точно настроенные частицы

В следующей главе мы исследуем микромир элементарных частиц. В нём множество «рукояток», определяющих массы частиц, а также то, насколько сильно они взаимодействуют друг с другом.

Научное сообщество постепенно начинает понимать, что точно настроены многие из этих регуляторов. Так, если электромагнитные силы ослабли бы примерно на 4 %, Солнце немедленно взорвалось бы: атомы его водорода стали бы соединяться в дипротоны (не существующую без такой поправки разновидность гелия, не содержащего нейтронов).

Если существенно усилить электромагнетизм, то стабильные атомы, например углерод и кислород, будут испытывать радиоактивный распад.