Брайан Грин - Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса

Озвученные выше подробности проливают новый свет на эти три эксперимента. Их целью является не только поиск таких экзотических структур как дополнительные измерения пространства и крошечные чёрные дыры, они также пытаются выяснить, живём мы на бране или нет. В свою очередь, помимо подтверждения сценария мира на бране в теории струн, положительный итог экспериментов станет косвенным свидетельством существования других вселенных за пределами нашей. Если удастся установить, что мы живём на бране, не останется никаких математических оснований считать, что наша Вселенная единственна.

Несмотря на различия в деталях, рассмотренные ранее мультивселенные имеют одну общую, характерную для всех черту. В лоскутной, инфляционной и бранной мультивселенных другие вселенные расположены «где-то там» в пространстве. Для лоскутной мультивселенной «где-то там» означает далеко в обычном смысле этого слова; для инфляционной мультивселенной это значит находиться вне нашего пузырька-вселенной, в быстро расширяющемся промежуточном пространстве; для вселенной на бране это значит находиться, может быть, на небольшом расстоянии, но разделённом другим измерением. Доказательства в поддержку сценария мира на бране приведут нас к рассмотрению существенно иного множества вселенных, в котором в полную силу задействованы возможности не пространственных, а временного измерения. {41}

Ещё со времён Эйнштейна мы знаем, что пространство и время могут искривляться, растягиваться и сворачиваться. Но обычно мы не представляем, что вся Вселенная смещается то туда, то сюда. Что значит для пространства сдвинуться на десять метров «вправо» или «влево»? Замечательная головоломка, которая становится заурядной при рассмотрении в сценарии мира на бране. Подобно частицам и струнам, браны могут двигаться в том пространстве, в котором они живут. Поэтому если наблюдаемая Вселенная — это три-брана, то мы сами тоже движемся внутри многомерного пространства. [32]

Если мы живём на бране, которая движется, и поблизости есть другие браны, что произойдёт, если мы столкнёмся с одной из них? Хотя детально этот процесс до конца не изучен, можно со всей определённостью сказать, что столкновение двух бран — столкновение двух вселенных — будет катастрофичным. Простейшая возможность — это когда две параллельные три-браны приближаются друг к другу всё ближе и ближе, пока наконец-то не столкнутся лоб в лоб, подобно двум музыкальным тарелкам. Невероятная энергия, запасённая в их относительном движении, приведёт к бурному выплеску частиц и излучения, уничтожающему любые организованные структуры, находящиеся во вселенных на бранах.

Группа исследователей, в которую входят Пол Стейнхард, Нил Тьюрок, Берт Оврут и Джастин Хури, видят в таком катаклизме не только конец всего, но и начало. Разгорячённая, плотная среда, в которой беспорядочно летают частицы, сильно напоминает условия сразу после Большого взрыва. Возможно, что после столкновения двух бран, когда уничтожаются любые структуры, возникшие за всю историю развития каждой из них — галактики, планеты, люди, — возникает площадка для рождения нового космоса. Действительно, три-брана, заполненная горячей плазмой из частиц и излучения, ведёт себя так, как обычное трёхмерное пространство: она расширяется. В течение этого процесса всё остывает, позволяя частицам соединяться друг с другом, что впоследствии приведёт к следующему поколению звёзд и галактик. Кто-то даже предложил, что подходящим именем для такого перерождения вселенных будет большой хлопок .

Хотя это название вполне выразительно, слово «хлопок» не отражает ключевого свойства столкновения бран. Стейнхард и его коллеги показали, что после столкновения браны не слипаются, а отскакивают. Взаимное гравитационное притяжение бран постепенно замедляет их относительное движение; в итоге они отдаляются на максимальное расстояние, после чего заново начинают сближаться. По мере того как браны сближаются, их скорости возрастают, происходит столкновение, и благодаря следующей за ним огненной буре условия на каждой бране опять возвращаются к начальным, что приводит к новой эпохе космологической эволюции. Суть этой космологической теории в том, что миры циклически повторяются во времени, что приводит к новому множеству параллельных вселенных, циклической мультивселенной .

Если мы живём на бране в циклической мультивселенной, остальные вселенные-участники (помимо партнёра нашей браны, с которым мы периодически сталкиваемся) находятся в нашем прошлом и будущем. Стейнхард и его соавторы провели оценку временно́го масштаба полного цикла космического танго столкновений — рождения, эволюции и смерти — и сошлись на времени примерно в триллион лет. В этом сценарии Вселенная в привычном нам виде является лишь самой последней во временно́м ряду вселенных, часть из которых могли содержать разумную жизнь и порождённую ей культуру, но давным-давно угасли. В своё время все достижения человечества, а также принадлежащие другим жизненным формам во Вселенной, так же исчезнут.

Хотя теория мира на бране является наиболее разработанным направлением циклической космологии, у идеи цикличности весьма длительная история. Вращение Земли, приводящее к смене дня и ночи, и её движение по орбите, влекущее предсказуемую смену времён года, явились основой для идей цикличности, возникших во многих культурах в попытке объяснить космос. Одна из самых древних донаучных космологий — индуизм, рассматривает Вселенную как сложноподчинённый комплекс космологических циклов внутри циклов, продолжительность которых, согласно разным интерпретациям, от миллионов до триллионов лет. Западные мыслители, начиная от философа-досократика Гераклита и римского государственного деятеля Цицерона, развивали различные циклические космологические теории. Концепция гибнущей в огне и вновь рождающейся из пепла Вселенной была очень популярна среди тех, кто размышлял над высокими материями о происхождении космоса. С распространением христианства понятие о возникновении мира как об уникальном одновременном акте постепенно взяло верх, но и циклические теории время от времени привлекали внимание.

В эпоху современного научного знания интерес к циклическим моделям возобновился с развитием общей теории относительности. Александр Фридман в популярной книге, вышедшей в СССР в 1923 году, отмечал, что некоторые из найденных им космологических решений гравитационных уравнений Эйнштейна могут быть осмыслены как осциллирующая вселенная, которая расширяется, достигает максимального размера, затем сжимается, схлопывается в «точку», после чего опять начинает расширяться. {42} В 1931 году Эйнштейн, отказавшись к тому моменту от идеи статичной вселенной, также исследовал возможность осциллирующей вселенной. Но самой обстоятельной была серия статей, опубликованных в период с 1931 по 1934 год Ричардом Толманом из Калифорнийского технологического института. Толман провёл подробное математическое исследование циклических космологических моделей, что дало начало целому потоку работ в этом направлении — иногда пересыхавшему до тонкого ручейка, иногда становившемуся бурной рекой, — который не прекращается по сей день.