Роберт Сойер - Вселенная. Емкие ответы на непостижимые вопросы

Но когда мы вошли в 1990-е, в 2000-й год и далее, нашлось еще больше подходящих вариантов. Сейчас счетчик стоит на отметке 10500 форм. Это много – куда больше, чем частиц в наблюдаемой вселенной. Столько никогда не изучишь последовательно. Что же делают ученые? Сторонники теории струн разделились на три основные группы. Первые говорили, что эта теория никогда не даст точных предсказаний, потому что неизвестно, какой вариант формы дополнительных измерений выбрать. А без точных предсказаний теорию можно просто выбросить в мусорную корзину. Такая реакция, без сомнения, заслуживает уважения. Другие сказали, что если продолжать работать, можно найти математическое уравнение, которое позволит выбрать нужный вариант. Но этого пока не случилось.

Третья реакция выглядела так: «Математику следует принимать всерьез. Может быть, нет единственного верного варианта. Может быть, все варианты верные. Нам не нужно искать уравнение для выбора единственного варианта для нашей единственной вселенной. Может быть, все эти варианты имеют право на существование, и в мультивселенной у каждой вселенной – свой вариант формы дополнительных измерений, и свое количество темной энергии».

Сила этого утверждения в том, что объяснение странной величины – количества темной энергии – больше не будет представлять проблему, потому что любое мыслимое количество темной энергии, где-нибудь в огромной мультивселенной да реализуется. Выражу это в терминах моего сына. Раз я рассказал об одном ребенке, нужно рассказать и о другом, иначе жди беды. Когда моему сыну было четыре с половиной, мы пошли в обувной магазин, выбрали на полке его любимые ботинки, продавец вышел, вернулся, надел ему ботинки, мы расплатились и пошли. Все хорошо. Пока мы шли домой, сын повернулся ко мне и сказал: «Как удачно, что у них был мой размер». И я понял, что он не понимает, как работает обувной магазин. С его точки зрения, произошло нечто таинственное – каким образом в магазине оказались ботинки именно его размера? Он не понимал, что в магазине есть склад с ботинками всех размеров. Когда я по случаю объяснил это ему, тайна растворилась в воздухе. Конечно, у них был его размер, у них есть все размеры.

То же и здесь. Если в мультивселенной есть вселенные со всеми возможными значениями темной энергии, значит, это мультивселенная с большим складом. Наша вселенная должна быть там, потому что это одно из возможных значений. Тогда картина выглядит так. Если мы оторвемся от Земли, выберемся из Солнечной системы и отправимся дальше за пределы галактики Млечный Путь и за пределы нашей вселенной, мы обнаружим, что наша вселенная – одна из множества в огромной мультивселенной. И если мы изучим каждую из этих вселенных, мы увидим, что у каждой дополнительные измерения имеют свою форму.

Различные варианты формы определяют, как вибрируют струны, и дают разные величины для количества темной энергии. Наше значение – лишь одно из огромной коллекции величин, присутствующих в мультивселенной. Так что, как видите, это позволяет сменить вопрос. Это больше не вопрос объяснения малого количества темной энергии, которое мы наблюдаем. Новый вопрос, который теперь имеет значение: «Почему мы в этой вселенной, а не в какой-нибудь другой?»

А это вопрос, на который мы можем ответить, потому что, если рассмотреть вселенные, в которых намного больше темной энергии, чем в нашей, можно понять, что отталкивание в них было бы настолько сильно, что ничего бы не сгущалось, не было бы никаких галактик. В такой вселенной мы совсем не могли бы жить. А если рассмотреть вселенную, где темной энергии намного меньше, скажем, отрицательное количество, станет ясно, что такие вселенные сами по себе очень быстро коллапсируют, и в них не хватит времени, чтобы могла развиться жизнь. Это и будет объяснением для наблюдаемого в нашей вселенной количества темной энергии. Для тех, кому такой логический путь кажется некомфортным, отмечу, что рассуждения подобного рода мы используем постоянно для самых разных ситуаций.

Давным-давно Кеплер пытался объяснить, почему Земля находится на определенном расстоянии от Солнца, как мы знаем сегодня – 93 миллиона миль. Сначала он хотел рассчитать эту цифру исходя из фундаментальных принципов, из уравнений. Он не смог этого сделать, и мы знаем, что тому есть причина. Кеплер задавал неправильный вопрос. Есть множество планет на разном расстоянии от их звезд, и нет никакого фундаментального объяснения тому, что мы находимся на расстоянии 93 миллиона миль от нашей. Вместо этого правильный вопрос состоит в том, почему мы, человеческие существа, живем на планете, которая находится на расстоянии 93 миллиона миль от такой звезды, как наше Солнце.

И на этот вопрос мы можем ответить, если немного подумаем. Если вы будете жить на планете, расположенной намного ближе к звезде типа Солнца, будет невероятно жарко, настолько жарко, что наша форма жизни не сможет развиваться или выжить. Если вы будете намного дальше, будет намного холоднее. Опять трудно – нет жидкой воды, необходимой для нашей формы жизни. Так что мы знаем, почему мы живем на таком расстоянии – оно благоприятно для нашей формы жизни. Вот так это и объясняется.

Пример с планетами поднимает последний из вопросов, которых я коснусь. Пример с планетами звучит убедительно, потому что мы знаем, что во вселенной есть другие планеты. Но объяснение темной энергии, включающее другие вселенные, может оставить вас в неуверенности, потому что мы не знаем, существуют ли другие вселенные. Есть ли какой-то хотя бы мыслимый механизм появления других вселенных?

Хорошо, а как сделать одну вселенную? Вернемся к традиционному Большому взрыву. Происходит «взрыв» – раздувание пространства, которое распространяет материю и излучение по всем направлениям, вселенная расширяется, и наконец мы получаем все то, что привыкли видеть на темном ночном небе. Однако когда физики и астрономы попытались объяснить, что заставляет пространство расширяться, им пришлось нелегко.

И в 1980-х годах была выдвинута теория, называемая инфляционной космологией – о ней, без сомнения, расскажут здесь другие докладчики. В этой теории мы представляем себе, что было космическое топливо, в некотором смысле похожее на темную энергию, но куда более мощное. Оно называется полем инфляции, но название само по себе не имеет большого значения. Важно, что это поле в ранней вселенной произвело толчок наружу, который разнес все в разные стороны.

Красивая сторона этой теории состоит в следующем. Если пристально посмотреть на математику, выясняется, что энергии этого поля инфляции настолько много, что использовать его полностью практически невозможно. То есть, для одного Большого взрыва используется только часть. Но в процессе взрыва производится еще больше этого топлива, что генерирует другие Большие взрывы – создание других вселенных.