Кэти Мак - Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

Некоторые теоретики пытались меня успокоить. Шон Кэрролл, космолог из Калифорнийского технологического института, который в настоящее время занимается основами квантовой механики, считает, что мы поторопились, исключив пространство-время из списка реальных вещей. «Оно реально, но не фундаментально, – сказал он. – Так же, как вот этот стол реален, но не фундаментален. Это просто более высокий уровень эмерджентного описания и не значит, что нечто не является реальным». Вообще, нам не следует слишком сильно зацикливаться на этом, поскольку речь не идет о том, что пространства-времени не существует. Просто если бы мы действительно поняли, из чего оно состоит, то на более глубоком уровне оно выглядело бы как нечто совершенно иное.

Но меня это не успокоило [85] Шон Кэрролл еще сказал мне, что, если его интерпретация квантовой механики верна, то в параллельных Вселенных существует множество копий нас с вами, которые прямо сейчас подвергаются последствиям распада вакуума. Так что к этому человеку, наверное, все-таки не стоит обращаться за помощью в преодолении экзистенциального кризиса. . Как физик я всегда стараюсь бесстрастно подходить к своему предмету, однако при мысли о том, что пространство-время реально лишь в том смысле, что о нем можно говорить и на нем можно сидеть, но оно не является основой Вселенной, мне начинает казаться, что оно в любой момент может просто исчезнуть подо мной.

Вопрос о том, какое отношение это имеет к возможному концу Вселенной, остается открытым. Каким бы реальным или нереальным ни было пространство-время, мы живем в нем, и то, что с ним происходит, не может не затронуть нас. Однако если размышления об эмерджентном пространстве-времени или новых формулировках квантовой механики приведут нас к более глубокой фундаментальной теории, это может радикально изменить наше мировоззрение. Возможно, как считает Джонсон, связи между большими и малыми масштабами действительно предполагают совершенно иную судьбу космоса. Может быть, если бы мы пересмотрели квантовую механику, то, наконец, сумели бы объяснить темную энергию. Даже если мы остановимся на космологической постоянной и неминуемой тепловой смерти, согласно Аркани-Хамеду, нам все равно потребуется серьезно пересмотреть теорию, чтобы иметь возможность рассуждать о том, на что способны квантовые флуктуации с точки зрения больцмановского мозга или теоремы Пуанкаре о возвращении. «На мой взгляд, очень маловероятно, что все это может быть осмыслено и объяснено в рамках квантовой механики, – сказал он. – Я думаю, что нам требуется некоторое расширение квантовой механики для того, чтобы говорить об этом».

Вопрос о том, в какой степени природа Вселенной в принципе объяснима, тоже остается открытым. На протяжении последнего десятилетия физики пытались разобраться с концепцией ландшафта – гипотетической мультивселенной, состоящей из различных параллельных Вселенных, условия в которых радикально отличаются от наших. Если такой ландшафт действительно существует, это может означать, что свойства пространства, в котором мы живем, являются исключительно вопросом экологии, а не заданы каким-то глубоким, пока не известным нам принципом. Такой вид мультивселенной предусматривается в некоторых версиях теории инфляции, допускающих постоянное возникновение новых пузырьковых Вселенных в извечном пространстве. «Идея о том, что наш мир является уникальным решением, представляется мне ошибочной, – говорит Аркани-Хамед. – Но, с другой стороны, когда вы пытаетесь осмыслить концепцию ландшафта и вечной инфляции, вы попадаете в такое болото, что сама постановка проблемы начинает казаться неправильной». Даже если допустить существование множества Вселенных, главная проблема никуда не исчезнет. «Вопросы применимости квантовой механики к космологии возникли почти с самого начала. В них нет ничего нового. Они казались очень сложными пятьдесят лет назад; они остаются таковыми и сегодня».

«Я уверен, что нам следует просто вернуться тем же путем, – считает Нил Турок, физик-теоретик и космолог, изучающий альтернативы теории космической инфляции, который много лет руководил институтом теоретической физики “Периметр” в Канаде. – Нам нужно отмотать назад пятьдесят лет и сказать: “Ребята, мы строим замки из песка”».

В астробиологии существует знаменитое уравнение Дрейка, предназначенное для определения числа цивилизаций в нашей галактике, с которыми мы можем вступить в контакт. Все, что вам нужно сделать, это подставить в него количество звезд, долю звезд, обладающих планетами, количество планет с подходящими условиями для зарождения жизни, вероятность возникновения разумных форм жизни и т. д. В конце вы получите количество сообщений своей межзвездной голосовой почты, на которое вы можете рассчитывать. Разумеется, большую часть коэффициентов определить невозможно, по крайней мере, на основании имеющихся у нас данных, так что результат расчета пока не имеет смысла. Уравнение Дрейка полезно тем, что оно заставляет нас задуматься о своих предположениях относительно внеземной жизни, чтобы определить границы нашего понимания этого вопроса.

В ходе разговора с Хираньей Пейрис я подумала о том, что с вопросом о конце Вселенной дела обстоят примерно так же. Я предположила, что в данном случае значение имеет не результат расчета, а сам процесс вычисления. «Итоговое число и правда не важно, – согласилась она, – но само обдумывание различных вариантов, по-моему, вполне полезно». И такой мысленный эксперимент в итоге может окупиться. «Благодаря этому мы можем найти отличный способ проверки гипотез, который не потребует ожидания результатов на протяжении семи миллиардов лет».

Как долго нам ждать этого прорыва? Мы не знаем (и не можем знать). В настоящее время мы исследуем самый край карты. Клиффорд Джонсон уверен, что мы движемся к лучшему, более глубокому пониманию физики, но и он признает, что все не так просто. «Может случиться так, что мы потратим пару сотен лет на сбор данных, а потом поймем, что ответ находился у нас под носом все это время. Это будет очень досадно. Однако, учитывая важность вопросов, которыми мы занимаемся, это не проблема. Кто сказал, что на них необходимо ответить в течение одной человеческой жизни?»

Итак, мы продолжаем прокладывать новые пути через лес, чтобы посмотреть, что там скрывается. Когда-нибудь в далеком будущем Солнце расширится, Земля погибнет, и сам космос придет к своему концу. А пока мы можем исследовать Вселенную, применяя все свои творческие способности для поиска новых способов познания нашего космического дома. Мы можем учиться, создавать необычайные вещи и делиться ими друг с другом. И до тех пор, пока мы остаемся мыслящими существами, мы не перестанем задаваться вопросом: «А что же дальше?»