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

За последние годы циклическая космология превратилась в главного конкурента инфляционной теории. Хотя та и другая в состоянии объяснить космологические наблюдения, включая и важнейшие температурные вариации в реликтовом излучении, инфляционная теория продолжает доминировать в космологических исследованиях. Отчасти это отражает сизифов труд с целью заинтересовать физиков в альтернативе теории, которая на протяжении четырех десятков лет сумела превратить космологию в зрелую и точную науку. Тем, что наше время называют золотым веком космологии, мы в значительной мере обязаны инфляционной теории. Конечно, истина в науке не определяется ни голосованием, ни популярностью. Она определяется экспериментами, наблюдениями и данными. Инфляционная и циклическая теории все же делают одно значимо различное наблюдательное предсказание, которое, возможно, однажды поможет разрешить их спор: катастрофический переход инфляционного расширения в процесс Большого взрыва должен был, скорее всего, вызвать такое резкое возмущение ткани пространства, что порожденные им гравитационные волны, пожалуй, можно обнаружить до сих пор. Более мягкое расширение циклической модели должно порождать слишком мягкие гравитационные волны, сегодня уже незаметные.

Таким образом, в не слишком отдаленном будущем наблюдения, возможно, позволят нам склонить чашу весов в пользу одного из этих двух космологических подходов33.

Среди исследователей инфляция по-прежнему остается главной космологической теорией, поэтому мы в предыдущих главах сосредоточились именно на ней. Тем не менее чрезвычайно интересно представлять себе, как будущие наблюдения, углубляя знания о космосе, сделают наш век всего лишь одним из многих — может быть, бесконечно многих — моментов неполного понимания. И все же, хотя наш рассказ о ранних стадиях развития Вселенной, а также о ее развертывании после 12-го этажа может существенно поменяться, ключевые соображения, связанные с энтропией и эволюцией, руководившие нами на протяжении большей части нашего путешествия, останутся прежними. Главное, если бы циклическая теория подтвердилась, мы бы узнали, что самые универсальные среди всех паттернов — рождение, смерть и перерождение — повторяются на космологических масштабах. Заманчивая перспектива. Древние мыслители Индии, Египта и Вавилона представляли, что вместо начала, середины и конца Вселенная, возможно, переживает цепочку последовательных циклов, подобно чередованию дня и ночи или времен года. В не слишком далеком будущем данные приборов, регистрирующих гравитационные волны, могут прояснить вопрос о том, действует ли в космосе эта закономерность34.

Если лететь в глубины пространства с произвольной скоростью, доберешься ли до конца? Или полет будет продолжаться вечно? Или, может быть, траектория замкнется и обернется этакой космической Магеллановой кругосветкой? Никто не знает. В рамках инфляционной теории самые пристально изучаемые математические формулировки подразумевают, что пространство бесконечно, объясняя отчасти, почему исследователи уделяют столько внимания именно этой возможности. Для далекого будущего разума бесконечное пространство предлагает одно особенно необычное следствие, так что давайте примем преобладающую инфляционную точку зрения и будем считать пространство бесконечным35.

Большая часть бесконечного пространства окажется невидимой и недоступной для нас. Свет, испущенный в далеких локациях, является видимым для наших телескопов, только если у него было достаточно времени, чтобы пересечь лежащее между нами пространство. Взяв максимально возможное время в пути — все время, прошедшее после Большого взрыва, 13,8 млрд лет, — можно подсчитать, что максимальное расстояние, на которое мы можем видеть в любом направлении, составляет около 45 млрд световых лет (вы могли бы подумать, что предел составляет 13,8 млрд световых лет, но, поскольку, пока свет летит, пространство расширяется, доступное расстояние получается больше). Если бы вы выросли на планете, удаленной от Земли на расстояние, большее этого, у нас до настоящего момента не было бы никакой возможности связаться друг с другом или непосредственно повлиять друг на друга. Так что, считая пространство бесконечным, вы можете вообразить его в виде лоскутного одеяла из далеко разнесенных между собой областей размером по 90 млрд световых лет, причем каждая из таких областей развивается независимо от остальных36. Физики любят рассматривать каждую такую область как отдельную независимую вселенную; тогда весь набор областей вместе образует мультивселенную. Соответственно, бесконечное расширение пространства порождает мультивселенную с бесконечным числом вселенных.

Изучая такие вселенные, физики Хайме Гаррига и Алекс Виленкин37 установили основополагающее их свойство. Если бы вы могли посмотреть серию фильмов о космологическом развертывании в каждой из них, эти фильмы не могли бы оказаться все разными. Поскольку каждая из областей имеет конечный размер и содержит большое, но конечное количество энергии, существует лишь конечное число различных историй, которые могут в них разыгрываться. Интуитивно может показаться иначе. Может показаться, что вариантов будет бесконечно много, потому что любую заданную историю можно модифицировать, подтолкнув эту частицу туда или ту — сюда. Но вот в чем дело: если ваши подталкивания окажутся слишком слабы, они не преодолеют порог чувствительности квантовой неопределенности и будут, соответственно, бесполезны; если они окажутся слишком сильными, то задействованные частицы не останутся в пределах области или их энергия превысит доступный максимум. При таких ограничениях и снизу, и сверху существует лишь конечное число вариаций и, соответственно, возможно лишь конечное число различных фильмов.

Понятно, что при наличии бесконечного числа областей и конечного числа фильмов на все области разных фильмов попросту не хватит. Фильмы гарантированно будут повторяться; мало того, они гарантированно повторятся бесконечное число раз. При этом каждый фильм гарантированно будет использован. Квантовые вариации, в результате которых истории получаются разными, случайны и потому представляют все возможные конфигурации. Ни одна история не остается невостребованной. Таким образом, бесконечное число вселенных реализует все возможные истории, и каждая такая история реализуется бесконечно часто.

Из этого следует занятный вывод: реальность, которую воспринимаем мы с вами и все остальные, происходит где-то вовне — в других вселенных — снова и снова. Измените эту реальность любым способом, не запрещенным прямо законами физики (невозможно, к примеру, нарушить законы сохранения энергии или электрического заряда), — и такой вариант тоже найдется где-то там, в бесконечном количестве повторений. Дух захватывает, когда думаешь о царствах, где разыгрываются альтернативные реальности: Ли Харви Освальд промахивается, Клаус фон Штауффенберг добивается успеха, а Джеймс Эрл Рэй — нет. Любители квантовых фокусов увидят здесь сходство с так называемой многомировой интерпретацией квантовой физики, согласно которой каждый возможный исход, разрешенный квантовыми законами, имеет место в своей собственной отдельной вселенной. Физики больше полувека спорят, имеет ли такой подход к квантовой механике смысл с точки зрения математики, и, если имеет, реальны ли эти другие вселенные, или это просто полезная математическая выдумка. Существенная разница с космологической теорией, о которой мы говорим, состоит в том, что здесь другие миры — другие области пространства — не являются предметом интерпретации. Если пространство бесконечно, другие области реально существуют где-то там.