Борис Штерн - Прорыв за край мира

Я понял, что должен заново переписать книжку, над которой работал. В статье я написал: не надо пытаться объяснять, почему мир именно таков, каким мы его видим. Когда-то Эйнштейн настаивал именно на таком подходе: нужно объяснить, почему законы физики и физические константы именно такие, какие есть, а другого не может быть. Но мир не единственен, и набор законов природы тоже. Они таковы, потому что мы можем жить только там, где законы нам позволяют жить. Рыба может жить только в воде. Мы — только на суше под слоем атмосферы и т.д. Надо объяснять совсем другое: как образуется много разных частей Вселенной (или разных вселенных) с разной физикой, чтобы в каких-то из них могли жить мы или кто-то еще.

Б. Ш.:Это было более четверти века назад. С тех пор кое-что изменилось, в том числе открыто ускоренное расширение Вселенной, которое можно назвать современной демонстрацией того, что механизм работает. Данные WMAP и «Планка» льют воду на ту же мельницу. Насколько вообще космологическая инфляция утвердилась в общественном сознании, и есть ли конкурентоспособные альтернативы?

А. Л.:Как сказал Черчилль: «Демократия — худшая форма правления, за исключением всех остальных, которые пробовались время от времени». Конечно, в теории инфляции есть проблемы. И, конечно, очень важно исследовать все возможные альтернативы — только после этого можно быть уверенным в теории. Очень интересно, если удастся найти нечто разумное. Вопрос в том, как исследуются альтернативы. Если человек делает это честно, как, например, Валера Рубаков, это очень полезная деятельность. А если человек просто делает карьеру на альтернативных теориях, это порой выглядит удручающе. Например, люди, занимающиеся альтернативными теориями, говорят: «Мы уже всё решили». Им указывают на конкретные ошибки. Через год они, слегка подправив модель, говорят: «Мы опять уже всё решили». И т.д. Самое плохое в этом то, что таким образом отвращается от науки молодежь. Наблюдая подобный цирк, легко прийти к заключению, что вся наука такова. Получается так, что одни занимаются физикой, другие — обустройством социальной ниши.

Конечно же, нельзя исключить, что вдруг появится нечто более мощное, чем теория инфляции. В этом случае я был бы первым, кто это приветствовал. И уж точно лучше не отсиживаться в кустах, подобно Остапу Бендеру, когда их догнал настоящий автопробег. Я бы чувствовал себя в подобной позиции отвратительно! Но пока на горизонте не видно ничего, чтобы могло составить реальную конкуренцию. Кстати, еще один важный момент. В отличие от альтернативных моделей, в теории инфляции не важно, через что проходит Вселенная, перед тем, как раздуться. Это может быть стадия сжатия некой предшествующей вселенной. Это может быть обычная космологическая сингулярность — инфляция стартует от состояния, близкого к планковскому, независимо от того, откуда последнее взялось.

Естественно, в теории есть неясные места. Никакая версия инфляции не идеальна. Основные проблемы начинаются при приближении к самому началу — к планковским масштабам. Но эти проблемы носят общий характер — как сшить гравитацию с квантовой механикой? Какова роль теории струн? Мы привыкли работать в классическом времени, а как с ним работать в условиях квантовой гравитации в режиме, когда все часы и линейки немедленно ломаются, и говорить о «времени», когда родилась Вселенная, становится трудно?

Б. Ш.:Наконец, благодаря WMAP и «Планку» дошло дело до того, что данные позволяют выбирать между разными версиями инфляции. Найдут ли все-таки гравитационные волны и на каком уровне?

А. Л.:Не так давно делались ставки, что отношение амплитуды гравитационных волн к амплитуде скалярных возмущений, обозначаемое как r , будет найдено на уровне 15%. Уже проехали (см., однако, главу 37. — Б. Ш. ) Есть несколько вариантов теории, которые предсказывают отношение r на уровне 3…4·10 3.

Б. Ш.:Так это ровно то, что называл Алексей Старобинский для своей модели, — полпроцента!

А. Л.:Да, но тут не только его модель, что само по себе является удивительным. Например, Михаил Шапошников с Фёдором Безруковым придумали хиггсовскую инфляцию, где инфлатоном выступает поле Хиггса, но не просто так, а имея неминимальное взаимодействие с гравитацией. Их модель совершенно не похожа на модель Старобинского. А предсказания дает точно такие же. Их точки не просто попадают в ту же область, разрешенную данными, а просто сидят на точках модели Алексея в координатах r — n s ( n s — наклон спектра возмущений, см. главу 35, рис. 35.1. — Б. Ш. ). И не они одни. Например, мы с Ренатой Каллош тоже пробовали строить разные потенциалы на основе супергравитации и нашли огромный класс теорий с такими же предсказаниями. Может быть, в этом странном факте заключена какая-то важная подсказка, которую мы пока не понимаем?

Б. Ш.:Дойдут ли наблюдатели до этого уровня?

А. Л.:Возможно. Причем, скорее на наземных установках. Их преимущество перед космическими экспериментами — возможность неограниченного наращивания. Появились новые деньги — поставили новые приемники в дополнение к старым — точность возросла. Правда, подавляющее большинство суперструнных моделей инфляции дают вообще безнадежно малый вклад гравитационных волн — ниже порога регистрации любого мыслимого эксперимента.

Что касается данных «Планка», с ними связана довольно драматическая история. Простые и наиболее естественные модели инфляции говорят, что реликтовое излучение должно быть с хорошей точностью гауссовым (математически гауссовость выражается как отсутствие корреляций между фазами разложения по ортогональным мультиполям. Физически это означает, что карта возникла как сумма независимых друг от друга возмущений. — Б. Ш. ). Тем не менее существуют модели инфляции с несколькими взаимодействующими друг с другом полями, где гауссовость нарушается. Людей, занимающихся такими моделями, много — это достаточно широкая социальная ниша.

В какой-то момент пошли слухи, что команда WMAP намерила отклонение от гауссовости. Народ из вышеупомянутой ниши взбодрился. Я позвонил одному из членов команды, он сказал, что слышит такое впервые — никаких отклонений они не видят. Мы, затаив дыхание, ждали результатов «Планка». Жили, как на вокзале — пока не было ответа наблюдателей, рот был заткнут. Наконец в марте прошлого года космологические результаты «Планка» были опубликованы. Практически никаких отклонений от гауссовости, предсказания простейших моделей инфляции подтверждены.

Люди, занимающиеся сложными моделями инфляции, были несчастны. А для нас как будто плотину прорвало! Значит, можно ничего не бояться и продолжать заниматься тем, что представляется наиболее красивым и естественным.