Джордж Эллис - Далекое будущее Вселенной Эсхатология в космической перспективе

«Уникальны ли законы физики?» — менее поэтический вариант знаменитого вопроса Эйнштейна: «Был ли выбор у Бога, когда он творил Вселенную?» Ответ определяет то, какую степень разнообразия можно предположить для иных вселенных (если они существуют). Если исходные данные нашей вселенной фундаментальны и неизбежны, то последствия любого большого взрыва были бы повторением нашей собственной вселенной. Но гораздо более интересная возможность (логически вполне допустимая при нашем современном уровне незнания фундаментальных законов) состоит в том, что фундаментальные законы, управляющие мультивселенной в целом, допускают разнообразие отдельных вселенных. В этой более монументальной перспективе кое‑что из того, что мы именуем «законами природы», может оказаться лишь местными установлениями, согласующимися с некоторой общей теорией, управляющей всем ансамблем, но не жестко зафиксированными этой теорией.

В качестве аналогии рассмотрим форму снежинок. Общая для них всех шестилучевая симметрия — прямое следствие свойств и формы молекул воды. Но снежинки обнаруживают огромное разнообразие структуры, поскольку каждая из них формируется своей микросредой: каждая снежинка растет в ответ на случайные изменения температуры и влажности, сопровождающие ее рост. Если физики когда‑нибудь создадут фундаментальную теорию, она объяснит нам, какие стороны природы являются прямыми следствиями этой теории (как симметрия снежинок есть следствие базовой структуры молекулы воды), а какие (вроде уникальной структуры каждой конкретной снежинки) — результатами случайностей. Случайные черты могли возникнуть в процессе остывания после Большого взрыва так же, как кусок раскаленного железа магнетизируется, когда остывает, но расположение полюсов при этом может зависеть от случайных факторов.

Космологические числа нашей вселенной, а также, возможно, некоторые из так называемых констант лабораторной физики могут оказаться «случайностями, обусловленными средой», а не зафиксированными единообразно по всей мультивселенной некоей окончательной теорией. Только в этом случае «тонко настроенные» черты нашей вселенной могут объясняться «антропными» аргументами, аналогичными тому, что делает наблюдатель или экспериментатор, отбирая те или иные эффекты в материалах своих измерений: если вселенных много и большинство из них необитаемы, стоит ли удивляться, что мы находимся в одной из обитаемых вселенных?!

Вся история вселенной может быть лишь эпизодом бесконечной мультивселенной; то, что мы называем законами природы (по крайней мере некоторые из них) — лишь местными установлениями нашей космической провинции. Подобные размышления резко расширяют наши представления о реальности. Чтобы поставить их на твердую почву, необходимо дождаться успешной фундаментальной теории, которая сообщит нам, действительно ли много «больших взрывов» вероятнее, чем один, и если так, то как велико разнообразие, которое они могли бы продемонстрировать. Эта теория должна объединить квантовую теорию (управляющую микромиром) с гравитацией, силой, правящей вселенной на макроуровне. Для большинства природных феноменов такое объединение не требуется: квантовая теория важна лишь в микромире атомов, где гравитация слишком слаба, чтобы иметь какое‑нибудь значение; напротив, гравитация важна только на уровне звезд и планет, где онтологическую «размытость», вызванную квантовыми эффектами, можно не принимать во внимание. Однако в самом начале все было сжато так плотно, что квантовые эффекты могли потрясать всю вселенную.

Можно ли надеяться, что такая теория, соединяющая гравитацию с квантовым принципом и изменяющая наши представления о пространстве и времени, появится в ближайшие десятилетия? Сейчас модно ставить на теорию суперструн, или М–теорию, в которой каждая точка нашего пространства является прочно свернутым оригами из шести или даже семи дополнительных измерений. Однако между лабиринтами десяти или одиннадцати измерений и тем, что мы можем пронаблюдать и измерить, по–прежнему зияет устрашающая пропасть. Теория дополнительных измерений пока что не предсказала никаких новых результатов, ни экспериментальных, ни космологических. И все же многие готовы поставить на суперструны едва ли не из чисто эстетических соображений. Как сказал Эдвард Уиттен: «Хорошие неправильные идеи встречаются чрезвычайно редко, а хороших неправильных идей, хотя бы отдаленно способных соперничать с величием теории струн, мир не видел никогда».

Возможно, когда‑нибудь мы обзаведемся убедительной теорией, объясняющей самое начало нашей вселенной, которая расскажет нам, существует ли мультивселенная, и если существует, не являются ли так называемые законы природы лишь местными установлениями нашей космической провинции. Однако, пока мы ждем появления этой теории — а ждать, возможно, придется долго — аналогию с «магазином готового платья» можно уже проверить. Ее можно даже опровергнуть: это случится, если наша вселенная окажется настроенной даже более тонко, чем требует наше присутствие. Приведу два примера подобного стиля рассуждений применительно к двум различным научным вопросам.

Во–первых, Больцманн писал о том, что вся наша вселенная является необыкновенно редкой «флуктуацией» в бесконечном и вечном мире с симметричным временем. Сейчас против этой гипотезы выдвинуто много аргументов, но даже тогда, когда она была только высказана, можно было уже отметить, что в больших объемах флуктуации куда менее вероятны, чем в малых. Поэтому (если бы Больцманн был прав) было бы намного более вероятно, что мы находимся в самой малой из возможных флуктуации, совместимых с нашим существованием, а именно солипсическая вселенная, где существует лишь один мозг, полный воспоминаний, была бы более правдоподобна, чем любая другая интерпретация нашего опыта. Если же мы не готовы сделаться солипсистами, то, вне зависимости от нашего начального отношения к теории Больцманна, ее вероятность будет стремительно падать по мере того, как мы будем осознавать колоссальный масштаб нашего космоса.

Во–вторых, если бы мы даже ничего не знали о формировании звезд и планет, то не удивлялись бы тому, что орбита Земли очень близка к окружности; будь она сильно эксцентричной, вода на земле закипала бы в перигелии и замерзала в афелии — суровые условия, неблагоприятные для нашего появления на свет. Однако некоторая умеренная эксцентричность орбиты, очевидно, совместима с жизнью. Если бы выяснилось, что земля движется вокруг солнца по орбите, гораздо более близкой к идеальной окружности, мы могли бы вывести из этого теорию, постулирующую антропную селекцию орбит, чьи эксцентриситеты имеют «байесовскую априорную вероятность», равномерно распределенную на отрезке 0–1.