Знание-сила, 2002 № 10 (904)

Теперь мы готовы понять, какую идею выдвигают Стейнхардт и Турок и к каким выводам она приводит. Эти авторы говорят, что гравитационная сила действует не только в пространстве каждого 3-брэйна, но и между ними. Поэтому два соседних «листа» притягиваются друг к другу и, обладая массой (ведь в каждом из них есть вещество), набирают огромную кинетическую энергию. По истечении какого-то громадного времени они «соударяются», что приводит к моментальному превращению всей этой накопленной энергии в тепло. Под воздействием этого тепла, выделившегося внутри каждого «листа», образующая его «малая вселенная» начинает раздуваться (это можно представить себе как растяжение четырехмерного листа во все стороны: увеличение его «ширины» соответствует чисто пространственному, «хаббловскому» расширению «малой вселенной», а рост его «высоты» соответствует нарастанию времени с момента столкновения).

Иными словами, столкновение двух «листов» ведет к тем же результатам, что привычный нам Биг Бэнг. «Это и есть Биг Бэнг, – говорят авторы, – только без всяких сингулярностей, без всякого стягивания «малой вселенной» в точку».

Что дальше? Представим себе, что перед столкновением в каждой «малой вселенной» практически не было вещества. Тогда энергия, выделившаяся в момент столкновения, начинает превращаться в частицы, которые самым случайным образом заполняют все пространство «листа». В каких-то местах этих частиц случайно больше, и такие микросгустки (квантовые флуктуации плотности) становятся «ядрами конденсации», на которых нарастает все больше и больше вещества, пока не образуются галактики и скопления галактик.

Возникает привычная нам картина нашей вселенной, в которой недостает только одного фактора – ее ускоренного расширения. Чтобы учесть и этот экспериментальный факт, авторы постулируют, что в одиннадцатом измерении между «листами» действует некое поле, которое, проникая в листы, играет роль силы, ускоряющей их растяжение (то есть ускоренное расширение находящихся в каждом «листе» малых вселенных). Действие этого поля между «листами» выглядит, по расчетам авторов, как действие гигантской «пружины». Когда две малые вселенные слишком близки друг к другу (непосредственно после соударения), пружина их расталкивает, когда далеки – притягивает.

Что это за «пружина», что является ее источником, авторы пока объяснить не могут. Но если мы примем, что межлистовое поле действует именно так, то понятно, что по истечении огромного времени разошедшиеся «листы-вселенные» снова должны начать сближаться для следующего соударения. К этому моменту за счет ускоренного расширения каждой из них вещество в них практически распалось «до нуля», то есть они снова практически «пусты». Очередной Биг Бэнг опять наполняет их зародышами будущих галактик и снова расталкивает оба «листа». Эти периодические столкновения, подобно ударам гигантских медных тарелок в оркестре, задают каждой малой вселенной ее бесконечную во времени историю: Биг Бэнг – образование вещества и ускоренное расширение – полный распад вещества с приближением вселенной к «тепловой смерти» – новый Биг Бэнг – и так без конца. Эту циклическую историю всякой вселенной Стейнхардт и Турок назвали «экпиротической», от греческого «рожденная в огне».

Даже не понимая математики, стоящей за этими построениями, нельзя не оценить дерзкий размах этой картины. Впрочем, она уже подверглась критике со стороны других космологов, так что относиться к ней следует именно как к гипотетической. Это не совсем «кратчайшая история космоса» – эго, точнее, лишь «возможная кратчайшая история космоса». Но – очень интересная. Даже захватывающая.

Ал Бухбиндер.

При слове «НАСА» хочется встать по стойке «смирно» и приложить руку к козырьку. Его возможности и задачи представляются соизмеримыми с объектом его исследования – Его Величеством Космосом. Но вот что можно увидеть при более близком рассмотрении.

Син О’Кифе, новый руководитель национального Агентства аэро- и космических исследований (как расшифровывается аббревиатура «НАСА»), принимает НАСА в состоянии финансового краха Всему виною Международная космическая станция (МКС). Она превратилась в монстра, который грозит довести своих создателей до полного разорения. МКС захватила власть над своим хозяином и медленно, но верно душит другие проекты, конкурирующие из-за бюджета и специалистов НАСА. И в то же время НАСА не может аннулировать этот проект: слишком многое будет потеряно. Изможденное бестолковым финансовым управлением (даже ты, Брут!), некогда гордое космическое агентство переживает критические дни. Отношения НАСА с иностранными партнерами достигли критической точки, правительство Соединенных Штатов окончательно потеряло терпение. Не исключено, что НАСА никогда не возродится.

Что же произошло? Во многом виновата Россия. Идея космической станции родилась на пике холодной войны, когда явное лидирование России в космосе (которой ведь не важно, что ее гражданам нечего есть, – «зато мы делаем ракеты») превысило терпение американцев. В 1984 году президент Рональд Рейган объявил, что Америка – вместе с Европой, Канадой и Японией – построит орбитальную лабораторию на расстоянии 300 километров от Земли с постоянным штатом, который будет разрабатывать новые лекарства, открывать экзотические материалы и изучать состояние невесомости. В подстексте звучало, что космическая станция продемонстрирует технологическое превосходство капиталистического мира. Согласно планам, станция должна была вступить в строй к 1992 году.

Это, однако, должно было стоить очень дорого – порядка 8 миллиардов долларов. С окончанием холодной войны начали раздаваться критические голоса, утверждавшие, что в таких расходах уже нет необходимости. Но проблема заключалась в том, что НАСА уже тратило эти деньги, и весьма энергично. К 1992 году Агентство доложило Конгрессу о том, что израсходовано 10 миллиардов, причем только на проектирование – строительство даже еще не началось. В ту пору проект еще можно было остановить, но с развалом советской экономики администрация президента Клинтона забеспокоилась, что безработные российские специалисты продадут свой опыт запуска ракет таким режимам, как Иран и Ирак, и поэтому Клинтон решил включить Россию в проект МКС и таким образом занять ее космические кадры, пока русская экономика не стабилизируется. К тому же участие России могло оказаться полезным и для самой станции. Это участие оценивалось НАСА в 10 миллиардов, а все оставшиеся на тот момент расходы – уже в 17 миллиардов (не учитывая потраченных 10). Послышались голоса протеста, и в июне 1993 года в Сенате была сделана попытка угробить проект, но он выжил – правда, большинством всего в один голос. Приободренное Агентство тотчас объявило о новом увеличении бюджета М КС до 25 миллиардов.