Брайан Грин - До конца времен. Сознание, материя и поиски смысла в меняющейся Вселенной

Более убедительный подход состоит в том, чтобы подвергнуть сомнению сам базовый сценарий: для рассуждений о больцмановских мозгах принципиально существование далекого космологического горизонта, который непрерывно испускает частицы — сырье для строительства сложных структур, включая и разум. В отдаленной перспективе, если бы заполняющая пространство темная энергия рассеялась, ускоренное расширение подошло бы к концу, а космологический горизонт отступил бы. Без этой далекой поверхности, испускающей частицы, температура пространства дошла бы до нуля — а с ней дошел бы до нуля и шанс спонтанного образования сложных макроскопических структур. Пока у нас нет свидетельств ослабления (или усиления) темной энергии, но будущие наблюдательные миссии будут изучать эту возможность с более высокой точностью. Консервативная оценка сводится к тому, что решение еще не вынесено27.

Еще более радикальны подходы, в которых Вселенная или, по крайней мере, та Вселенная, какой мы ее знаем, просто не будет существовать в будущем сколь угодно долго. В отсутствие же тех фантастически долгих промежутков времени, о которых мы говорили, шансы на формирование больцмановского мозга становятся такими нелепо крохотными, что мы можем спокойно игнорировать этот процесс целиком. Если бы Вселенная прекратила существование задолго до тех временных масштабов, в которых производство больцмановских мозгов становится вероятным, то мы могли бы отставить свой скепсис в сторону и спокойно вернуться к предыдущему описанию происхождения и развития нашего мозга, включая наши воспоминания, знания и верования28.

Как мог бы наступить столь скорый конец Вселенной?

Ранее мы обсуждали, что поле Хиггса может совершить квантовый скачок к новому значению, результатом которого станет внезапное изменение свойств частиц и, соответственно, переписывание многих базовых процессов в физике, химии и биологии. При этом Вселенная продолжит существование, но, скорее всего, уже без нас. Если подобный разрыв произойдет задолго до того, как шкала времени подойдет к отметкам, где уже возможно будет формирование больцмановских мозгов, — как позволяют предположить в настоящее время данные, касающиеся поля Хиггса, — в популяции будут доминировать обычные мозги, и мы сможем обойти упомянутую скептическую трясину 29.

Еще более эффектное разрешение проблемы может принести квантовый скачок, при котором внезапно изменится значение темной энергии. В настоящее время ускоренное расширение космоса обусловлено положительной темной энергией, пронизывающей все области пространства. Но точно так же, как положительная темная энергия порождает направленную вовне расталкивающую гравитацию, отрицательная темная энергия порождает направленную внутрь притягивающую гравитацию. Вследствие этого квантовый туннельный переход, при котором темная энергия примет отрицательное значение, означал бы переход от расширения Вселенной к ее сжатию. В результате такой радикальной смены курса все — вещество, энергия, пространство, время — оказалось бы сжато до чрезвычайно высокой плотности и температуры; произошел бы своеобразный Большой взрыв наоборот, который физики называют Большим сжатием30. Подобно тому как в вопросе о том, что случилось в нулевой момент времени и запустило механизм Большого взрыва, остается неопределенность, вопрос о последнем моменте — самом сжатии — тоже связан с неопределенностью. Очевидно, однако, что если сжатие произойдет намного раньше, чем через 101068 лет, то странные следствия, связанные с больцмановскими мозгами, опять же станут неактуальными.

Еще в одном, последнем в нашем обзоре, подходе, интересном не только соображениями по поводу больцмановских мозгов, физик Пол Стейнхардт и его коллеги Нил Турок и Анна Ийяс представляют перевод такого потенциально губительного для Вселенной сжатия в более жизнеутверждающий отскок, ведущий к возникновению новой вселенной31. Согласно этой теории, области пространства, подобные нашей, проходят через фазы расширения, за которыми следуют фазы сжатия, причем циклы эти повторяются бесконечно. Большой взрыв становится Большим отскоком — повторением начала предыдущего цикла. Сама идея не слишком нова. Вскоре после того, как Эйнштейн завершил работу над общей теорией относительности, цикличный вариант космологии был предложен Александром Фридманом и впоследствии развит Ричардом Толманом32. Целью Толмана, в частности, было обойти вопрос о возникновении Вселенной. Если циклы продолжаются бесконечно далеко в прошлое, то никакого начала не было. Вселенная существовала всегда. Толман выяснил, однако, что это утверждение опровергается вторым началом термодинамики. Непрерывное накопление энтропии от цикла к циклу подразумевает, что той Вселенной, в которой мы обитаем, могло предшествовать лишь конечное число циклов — так что без начала все-таки не обойтись. Стейнхардт и Ийяс в своем новом варианте циклического подхода утверждают, что в состоянии разрешить эту проблему. Они установили, что за время каждого цикла некая заданная область пространства растягивается гораздо сильнее, чем сжимается, гарантируя, что содержащаяся в ней энтропия при этом сильно разбавляется. Цикл за циклом полная энтропия во всем пространстве увеличивается, как и полагается по второму началу термодинамики. Но в любой конечной области — такой, как та, что дала начало окружающему нас наблюдаемому царству, — накопление энтропии, так беспокоившее Толмана, больше не является проблемой. Расширение сильно разбавляет и вещество, и излучение, тогда как последующее сжатие обуздывает мощь гравитации и вновь пополняет с ее помощью запас высококачественной энергии ровно настолько, чтобы хватило заново начать цикл. Длительность каждого цикла определяется величиной темной энергии, которая, судя по нынешним измерениям, устанавливает эту длительность на величинах порядка сотен миллиардов лет. И это гораздо меньше типичного времени, необходимого для формирования больцмановских мозгов, так что циклическая космология предлагает еще одно потенциальное решение, позволяющее сохранить рациональность. Если для возникновения мозга обычным способом длительности любого заданного цикла вполне хватит, то, прежде чем мозг успеет возникнуть больцмановским способом, цикл давно завершится. Значит, все мы с разумной долей уверенности можем утверждать, что наши воспоминания основаны на событиях, которые на самом деле произошли.

Если говорить о будущем, циклический подход позволяет предположить, что наш подъем на Эмпайр-стейт-билдинг будет прерван и закончится где-то в окрестностях 11-го или 12-го этажа, когда фаза сжатия пространства завершится отскоком, который окончит наш цикл и инициирует следующий. Кроме того, линейность нашей небоскребной метафоры нужно будет усовершенствовать до спиральной формы (на ум приходит взмывающая ввысь версия музея Гуггенхайма), где каждый виток представляет космологический цикл. Более того, поскольку эти циклы, возможно, уходят в бесконечность как в прошлое, так и в будущее, нам потребуется представить себе структуру, уходящую бесконечно далеко в обоих направлениях. Реальность, какой мы ее знаем, будет частью одного-единственного витка по космологическому треку.