Шон Кэрролл - Вселенная

В течение жизни мы не сталкиваемся со спонтанным возникновением каких-либо объектов. Пожалуй, было бы простительно считать, что как минимум с очень высокой долей субъективной вероятности сама Вселенная также не могла возникнуть из ничего. Однако за этой безобидной с виду идеей скрываются две очень существенные ошибки.

Во-первых, говорить, что у Вселенной было начало , — не то же самое, что утверждать, будто она спонтанно возникла . Вторая формулировка, которая кажется естественной с обыденной точки зрения, сильно завязана на определённый способ восприятия времени. Факт спонтанного возникновения подразумевает, что вот только что чего-то ещё не было, а в следующий момент уже было. Однако, когда мы говорим о Вселенной, такой «предшествующий» момент просто не существует. Нет такого момента времени, который бы непосредственно предшествовал существованию Вселенной, все моменты времени обязательно связаны с уже существующей Вселенной. Вопрос заключается в том, может ли быть такой первый момент, мгновение времени, ранее которого ни одного мгновения не было. Такой вопрос просто не под силу нашей интуиции.

Иными словами, даже если во Вселенной был первый момент времени, неверно говорить, что она «возникла из ничего». Такая формулировка позволяет полагать, что было некоторое состояние бытия, «ничто», которое затем превратилось во Вселенную. Это не так; состояния «ничто» не бывает, и прежде, чем началось время, не было никакой «трансформации». Просто был момент времени, ранее которого других моментов не было.

Во-вторых, ошибка — утверждать, что вещи не возникают из ничего просто так, а не задаваться вопросом, почему такого не происходит в наблюдаемом мире. Почему я считаю, что, как бы мне этого ни хотелось, передо мной не материализуется вазочка с мороженым? Ответ — потому что при этом нарушались бы законы физики, и в частности законы сохранения, согласно которым некоторые вещи с течением времени остаются постоянными — таковы импульс, энергия и электрический заряд. Я могу быть совершенно уверен в том, что вазочка с мороженым передо мной не возникнет, поскольку это нарушало бы закон сохранения энергии.

В том же духе логично полагать, что Вселенная не могла просто взять и возникнуть, ведь в ней полно материи, и эта материя должна была откуда-то взяться. В переводе на язык физики это означает: Вселенная обладает энергией, а энергия сохраняется — она ниоткуда не берётся и никуда не исчезает.

Здесь мы подходим к осознанию важного факта: оказывается, вполне возможно, что у Вселенной было начало, ведь, насколько нам известно, значения всех сохраняющихся количественных характеристик Вселенной (энергии, импульса, заряда) в точности равны нулю.

Неудивительно, что электрический заряд Вселенной равен нулю. Протоны имеют положительный заряд, электроны имеют равный им по модулю, но отрицательный заряд, а протонов и электронов во Вселенной, по-видимому, равное количество, что даёт общий нулевой заряд. Однако утверждать, что энергия Вселенной равна нулю, — совсем другое дело. Во Вселенной явно много объектов, обладающих положительной энергией. Итак, чтобы суммарная энергия Вселенной была равна нулю, в ней должно быть что-то, имеющее отрицательную энергию. Что же это?

Ответ — гравитация. В общей теории относительности есть формула, описывающая энергию сразу всей Вселенной. Оказывается, энергия однородной Вселенной — такой, где материя равномерно распределена в пространстве в очень больших масштабах, — в точности равна нулю. Энергия «материи», то есть вещества и излучения, положительна, но энергия, связанная с гравитационным полем (кривизной пространства–времени), отрицательная, причём это отрицательное значение как раз обнуляет энергию материи.

Если бы значение какой-либо сохраняющейся характеристики Вселенной, например энергии или заряда, было ненулевым, то в ней не могло бы быть первого момента времени — при соблюдении законов физики. Первым моментом в такой Вселенной был бы тот, в котором существовали бы ранее не существовавшие энергия и заряд, что противоречит законам природы. Однако, насколько нам известно, наша Вселенная иная. Вероятно, ничто не мешало такой Вселенной, как наша, просто взять и возникнуть.

* * *

Наука недвусмысленно отвечает на вопрос, могла ли Вселенная существовать совершенно самостоятельно, без всякой внешней поддержки: да, могла. Мы пока не имеем исчерпывающего представления о законах физики, но ничто из того, что известно нам об этих законах, не указывает на необходимость какой-то поддержки, без которой Вселенная не могла бы существовать.

Однако в случае с подобными вопросами научный ответ устраивает не всех. «Ладно, — могут сказать нам, — мы понимаем, что есть такая физическая теория, которая описывает самодостаточную Вселенную, без всякого внешнего агента, который бы её породил или поддерживал её существование. Но эта теория не объясняет, почему всё-таки существует Вселенная . Ответ на этот вопрос придётся искать за пределами науки».

Иногда, атакуя с такого фронта, апеллируют к фундаментальным метафизическим принципам, которые якобы более «основательны», чем законы физики, и которые нельзя рационально отвергать. В частности, Парменид, один из досократовских греческих философов, выдвинул знаменитую максиму «ех nihilo, nihil fit» — «из ничего ничего не происходит». Даже Лукреций, древнеримский поэт, приблизившийся к современному натурализму более, чем кто-либо из представителей античности, разделял подобные убеждения. Если рассуждать таким образом, то не важно, смогут ли физики состряпать самодостаточные теории, согласно которым в космосе однажды наступил первый момент времени; такие теории по определению должны быть неполны, так как нарушают этот драгоценный принцип.

Вероятно, это наиболее вопиющий пример уклонения от сути дела в истории Вселенной. На вопрос, могла ли Вселенная возникнуть, если на то не было никаких первопричин, нам отвечают: «Нет, потому что ничто не может возникнуть без первопричины». Откуда мы это знаем? Если мы ни с чем подобным не сталкивались, то это ещё ни о чём не говорит — Вселенная отличается от различных внутривселенских объектов, с которыми нам приходится иметь дело в повседневной жизни. Ответы «мы не можем себе такого представить» либо «мы не в состоянии построить разумные модели, в которых такое бы происходило» — тоже не приемлемы, поскольку такие представления и модели, конечно же, имеются.

В «Стэнфордской философской энциклопедии» — ресурс, который пишут и редактируют профессиональные философы, — статья «Ничто» начинается с вопроса: «Почему на свете существует нечто, кроме ничто?», на который сразу даётся ответ: «А почему бы и нет?». Хороший ответ. Нет никаких причин, по которым Вселенная не могла бы начаться с какого-то момента во времени, равно как нет причин, по которым она не могла бы существовать вечно даже без помощи каких-либо внешних причинных или стабилизирующих воздействий. Мы, как всегда, должны задавать вопрос, насколько точно те или иные конкурирующие теории согласуются с информацией, которую мы собираем, наблюдая реальную Вселенную.