Знание–сила, 2003 №02 (908)

* На своем надгробии Стивен Хоукинг завещал начертать формулу энтропии черных дыр, прославившую его когда-то. Таким образом, он продолжает традицию австрийского физика Людвига Больцмана, чей памятник украшает открытая им формула энтропии.

Адреса в Интернете:

Страница Стивена Хоукинга: www.hawking.org.uk/home/hindex Знание–сила, 2003 №02 (908) Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал Издается с 1926 года «ЗНАНИЕ – СИЛА» ЖУРНАЛ. КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 77 ЛЕТ! Заметки обозревателя Александр Волков . html

Чат, где обсуждают теории Стивена Хоукинга: www.psyclops.com/hawking/ Знание–сила, 2003 №02 (908) Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал Издается с 1926 года «ЗНАНИЕ – СИЛА» ЖУРНАЛ. КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 77 ЛЕТ! Заметки обозревателя Александр Волков

Александр Грудинкин

Новейшие открытия астрономов доказывают, что мы живем в бесконечно большой Вселенной, которая будет вечно расширяться. Однако будущее мироздания выглядит по-прежнему мрачным. Звезды когда-нибудь погаснут. Через 100 триллионов лет лишь черные дыры и нейтронные звезды будут сновать в бескрайнем космосе. Со временем исчезнут и они; вся материя распадется, и даже черные дыры испарятся.

Впрочем, мрак над Вселенной сгустится гораздо раньше – «при живых- то звездах»! Ведь она будет расширяться все быстрее. Расстояние между скоплениями галактик станет стремительно расти. Со временем всякая связь между ними исчезнет. Даже свет не сумеет преодолеть эти темные пучины, разделившие островки звезд. Поэтому увидеть что-либо за пределами своего «микрорайона галактик» будет уже нельзя. (Представьте себе, вы вышли у Теплого Стана, а район Коньково уже улетел в Австралию, и ни огонька впереди!) Эта эпоха – «время полной космической изоляции» – наступит через 3000 миллиардов лет, еще до того, как звезды в нашей Галактике выгорят дотла.

«Тогда мы окажемся на крохотном острове, окруженном со всех сторон темным, пустынным пространством. Безрадостная перспектива! – замечает американский астроном Фримэн Дайсон. – Цивилизации, оказавшиеся в изоляции, не выживут, поскольку запас энергии у них ограничен».

Итак, процессы распада во Вселенной будут нарастать, а энтропия – физическая мера равновесия в системе – неотвратимо устремится к максимуму. Однако именно бесконечность Вселенной, может быть, сулит нам спасение. Целый ряд сценариев со счастливым концом, словно уготованных для фильмов Голливуда, предложил американский физик Александр Виленкин из Tufts University.

В бесконечной Вселенной тепловая смерть – это всего лишь вопрос вероятности. Ведь энтропия – статистический показатель. В целом, она будет неизбежно нарастать, но в отдельных районах Вселенной в какие- то периоды времени может и уменьшиться.

«Тепло перетекает от более горячих объектов к более холодным, пока их температуры не выравняются. После этого перенос энергии прекращается. Однако иногда тепло начинает течь вспять» – поясняет Виленкин.

Это легко представить себе. Поставьте чайник на письменный стол, и через пару минут он закипит. Отправившись в лыжный поход, не думайте о том, как разжечь костер: бросьте на хворост снег – он вспыхнет. Думаете, так не бывает?

Конечно, вероятность этих процессов очень мала. Мы не ошибемся, заявив, что вряд ли они наблюдались на нашей планете. Скорее истлеют все письменные столы в мире и поржавеют все чайники, чем несколько капель воды, стремительно зашипев, выкипят без физической на то причины.

Однако за миллиарды световых лет подобные фантастические флуктуации Rce же могут случиться. Ведь Вселенная бесконечно велика, а в бесконечном мире любое «ноль целых, ноль ноль ноль ноль…» – дело обыденное. Мало того: эти события могут повторяться сколь угодно часто.

«В отдаленном будущем электростанции некоторых цивилизаций могли бы использовать этот эффект, – пишет Виленкин. – Конечно, я подчеркну, что речь идет об астрономически малой вероятности – куда больше шансов на то, что обезьяна, стуча по клавишам пишущей машинки, случайно напечатает шекспировского «Гамлета»».

«Да еще добавит к нему переводы Б. Пастернака, М. Лозинского и М. Вронченко» – промолвит иной читатель, не доверяющий даже такому сравнению.

Внезапное уменьшение энтропии – сродни крупнейшему выигрышу в лотерее, разыгранной Космосом. Победители заметно повысят свои шансы на выживание. Конечно, вряд ли можно верить, что наши потомки окажутся в счастливчиках, но где-нибудь это непременно случится. Однако это спасение – временное. Вероятность того, что желанный процесс продлится бесконечно долго, равна нулю.

Впрочем, понятие «бесконечная Вселенная», если в него вдуматься, сулит не только метаморфозы энтропии, но и еще более странные вещи.

Наша Вселенная родилась в пламени Большого Взрыва. В течение миллиардов лет из случайных сгустков материи возникали звезды и галактики. Со временем в разных уголках Вселенной появилось множество «локальных миров» со своей особой судьбой. История нашей планеты – и вместе с ней человека – всего лишь одна из возможных форм эволюции живого в мироздании.

Анализируя подобное развитие событий, Александр Виленкин пришел к поразительному выводу: хотя Вселенная бесконечно велика, число «сценариев эволюции», возможных в ней, равно конечной величине. Поэтому каждая отдельная «история», – например, «история планеты Земля», – может повторяться бессчетное число раз, как и вообше любое событие. Или многократно варьироваться. Логика его рассуждений такова.

Бесконечная Вселенная состоит из множества наблюдаемых регионов, ограниченных во времени и пространстве. Другие области Вселенной расположены так далеко, что мы не дождемся световых сигналов оттуда. Мы принципиально не можем их наблюдать. «Если бы любые события, протекающие в разных областях космоса, могли отличаться на бесконечно малую величину, то количество этих событий было бы бесконечно велико. Ведь в рамках классической физики разница между двумя событиями может быть сколь угодно мала».

Однако тут вмешиваются законы квантовой физики. Здесь исключительная точность, доступная сторонникам классических методов, невозможна. «Если два события в определенной мере похожи друг на друга, значит, они одинаковы, потому что, по принципу неопределенности Гейзенберга, их принципиально нельзя различить». На основании этого Виленкин делает вывод: «Количество событий в любой области Вселенной, о|раниченной во времени и пространстве, равно некой конечной величине». Значит, в бесконечной Вселенной эти события будут повторяться… бесконечное число раз.