Олег Фейгин - PRO парадоксы науки

Вздрогнув от толчка коллеги, доктор Ликкен очнулся от своих грез и под укоризненными взглядами окружающих стал лихорадочно набрасывать в блокнот неожиданно пришедшие мысли о печальной судьбе расширяющегося мироздания.

В конце сороковых годов прошлого столетия битва между сторонниками вечной и неизвестной Вселенной и расширяющимся миром достигла своего апогея. В то время одним из главных противников «динамической эволюционирующей модели» был британский астроном Фред Хойл, впоследствии получивший широкую известность благодаря своим фантастическим романам («Черное облако», «Оссианский бег», «Комета Галлея» и др.).

Однажды, участвуя в научно-популярной передаче ВВС, Хойл рассказывал, как в конце двадцатых годов прошлого века американский астроном Э. Хаббл утверждал, что далекие галактики разлетаются от нас со скоростью, пропорциональной их удаленности. Чем дальше галактика, тем с большей скоростью она уносится от нас и тем больше «краснеет» для земного наблюдателя. Здесь проявляется тот самый эффект Допплера, который мы наблюдаем у проносящегося мимо гудящего поезда. Вначале слышится высокий тон, а по мере удаления он приобретает басовитое звучание. Точно так же приближающиеся к нам звезды и галактики «голубеют», а удаляющиеся «краснеют». Закон разбегания галактик Хаббла привел к модели расширяющейся Вселенной. Получается, что в каждой точке мы видим разлетающиеся от нас звезды, галактики и их скопления. Есть, конечно, и редкие исключения, вроде галактики Андромеды, движущейся навстречу, но они мало нарушают общую картину.

Отстаивая свою гипотезу непрерывного рождения материи, Хойл запальчиво доказывал: «Эта теория основана на предположении, что Вселенная возникла в процессе одного-единственного мощного взрыва и потому существует лишь конечное время… Эта идея Большого взрыва кажется мне совершенно неудовлетворительной».

Так возник термин «Большой взрыв» (Big Bang), который правильнее было бы перевести как «Большой хлопок», согласно тому уничижительному смыслу, который вкладывал в него сам Хойл.

Последствия Большого взрыва можно наглядно увидеть на макете Вселенной в виде раздувающегося воздушного шара с приклеенными изображениями скоплений галактик. Сами изображения не меняются, а расстояние между ними непрерывно увеличивается. Из любой точки поверхности шара будет казаться, что она является мнимым центром мира, от которого происходит его расширение.

Раз все (или почти все) космическое окружение разлетается во все стороны, то когда-то оно было собрано вместе. Эта странная точка с практически бесконечной плотностью материи и энергии получила название центра Большого взрыва.

Как только возникла модель Большого взрыва, ученый мир понял, что природа бросает ему беспрецедентный вызов. Ведь по любым построениям получалось, что в момент рождения нашего мира физика не действовала, поскольку ни одно уравнение не решается для бесконечных величин. Еще более непонятным было то, из чего появился зародыш Вселенной. Потребовались очень большие усилия теоретиков, наделенных большой физико-математической фантазией, чтобы возникли разные образы очень таинственного «нечто» – из чего возник наш мир.

Конечно же, тут перед нами предстают совершенно необычные варианты состояния иного пространства-времени. Ведь в нашей повседневной реальности вокруг нас не рождаются новые вселенные! И даже если бы это происходило, то мы просто бы перенесли вопросы рождения мироздания в эту старую Вселенную, а потом в еще более старую и т. д. Поэтому физики и рассматривают среду возникновения нашего мира как суперпространство со многими измерениями.

Укрощая математического дракона бесконечностей, физики пришли к выводу, что, если Большой взрыв и имел место, плотность материи в тот момент не была бесконечной, а Вселенная, возможно, существовала и до него. В некоторых космологических сценариях предполагается, что у времени нет ни начала, ни конца. В иных она успевает пройти несколько циклов гибели и возрождения.

Как же в действительности развивался вселенский катаклизм Большого взрыва?

Если следовать наиболее модным сегодня представлениям, то перед нами в начале начал предстает лишь бушующая пустота, наполненная энергией и особыми виртуальными частицами. Ровную гладь этого загадочного океана скрытой энергии лишь изредка вспенивали всплески – флуктуации. Но вот одна из флуктуаций случайно превысила некую незримую грань и тут же взорвалась, начав невообразимо быстро расти вдоль и поперек. Так начался инфляционный рост новорожденной Вселенной.

Космологи до сих пор спорят о том, какие же физические факторы запустили это необычное инфляционное расширение. Неясно также, отчего закончилась (и закончилась ли вообще!) инфляция пространства нашего мира. Сегодня можно найти больше полусотни объяснений этого процесса, а это означает, что до консенсуса еще далеко. Но именно потому, что теоретики пока не выяснили механизм инфляции, они не могут гарантировать, что он сработал лишь один раз и с тех пор навеки остановился. Иначе говоря, если уж инфляция однажды произошла, почему бы не предположить, что она может случаться многократно?

Среди нерешенных задач современной космологии и космогонии теория вечной инфляции выделяется своей оригинальностью, предполагая, что квантовые флуктуации, подобные тем, которым мы обязаны существованием нашего мира, могут возникать самопроизвольно и в любом количестве. Они способны давать начало рождению все новых и новых вселенных. Не исключено, что и наше мироздание вышло из флуктуационной зоны, сформировавшейся в мире-предшественнике.

Предполагаемое решение данной задачи в космологии будущего может допускать, что когда-нибудь и где-нибудь в нашей собственной вселенной возникнет флуктуация, которая создаст юную вселенную совсем иного рода, тоже способную в дальнейшем к космологическому «деторождению». Можно даже пойти дальше и построить модель, в которой инфляционные вселенные возникают непрерывно, отпочковываясь от своих родительниц и находя для себя собственное место.