Дэйв Голдберг - Вселенная.Руководство по эксплуатации

Наблюдения показывают, что во Вселенной, похоже, существует невидимая, однако вездесущая темная энергия, которая подталкивает Вселенную к экспоненциальному расширению. Стандартная модель даже выдвигает кандидата, обладающего всеми качествами темной энергии. Это так называемая энергия вакуума, и, как мы видели, главная сложность состоит в том, что наша теория предполагает, будто ее примерно в 10 100раз больше, чем показывают наблюдения. Мы бы еще пережили, если бы темная энергия равнялась нулю — это как-то «естественно». Но такое масштабное расхождение как-то нервирует. Одна из самых крупных проблем — то, что теории струн и квантовой гравитации нужно очень уж видоизменять, чтобы подогнать под ту плотность темной энергии, которую мы видим. По нашим представлениям, Теорию Всего можно было бы считать хорошей, если бы плотность темной энергии следовала из нее сама собой, и это одна из первых проверок, которым следует подвергать подобные теории.

Пытаясь описать основные принципы, управляющие физикой, мы ловко обошли тот факт, что существует множество чисел, которые приходится просто вписывать от руки. Самые естественные числа — это те, которые представляют собой простое сочетание физических констант, а значит, мы были бы вправе предположить, будто все элементарные частицы обладают планковской массой — если бы у нас не было других данных. Нет, масса у них не планковская — поэтому мы вправе спросить, почему электрон настолько легче планковской массы, а нейтрино настолько легче электрона. Мы не знаем, откуда у электрона берется именно такой заряд, и пока что не знаем, почему сильное взаимодействие обладает именно такой силой.

В стандартную модель кроме этих коэффициентов входит еще уйма параметров, а в теории струи — еще больше. Например, мы упомянули о том, что различные нейтрино превращаются друг в друга и что существует некоторое численное соотношение, которое показывает вероятность этого перехода. Откуда берутся эти числа? Неизвестно. В целом в стандартную модель входит больше 20 свободных параметров — и это только стандартная модель. Среди них есть числа, которые с точки зрения всех наших фундаментальных теорий могут объясняться чем угодно.

Остается надежда, что Теория Всего, когда она наконец будет сформулирована, теоретически объяснит все свободные параметры. Но так ли это? В главе 8 мы говорили об условиях, которые должны были создаться на ранних стадиях существования Вселенной, чтобы зародилась разумную жизнь. Не исключено, что в разных вселенных и параметры разные, а в таком случае мы никогда не выявим «глубинную» причину, по которой фундаментальные параметры имеют именно те, а не иные значения. Лично нас это крайне огорчает, и мы надеемся, что до этого дело не дойдет.

Разумеется, мы можем заблуждаться.

Этот перечень никоим образом нельзя считать исчерпывающим. Самое прекрасное в физике — то, что всегда найдется новая задача, которая потребует немедленного внимания, сколько бы задач вы ни решили. Чем больше ответов на вопросы вы найдете, тем интереснее будет для вас следующий вопрос.

Ко всему прочему, Вселенная не статична. Ее жизнь устроена очень просто. Все меняется — постоянно, но (как правило) предсказуемо. А мы по традиции подсматриваем через дырочки в заборе и пытаемся сложить цельную картину из всего, что увидели.

Говорят, что нет ничего на свете невозможного, стоит только захотеть. Те, кто это говорит,— сборище идиотов. Мы со всем уважением относимся к ведущим тренингов по мотивации, но все же есть тонкое различие между тем, что кажется невозможным, и тем, что и вправду невозможно,— как есть тонкое различие между ужасно большим и бесконечным, хотя это не всегда удается понять. Например, нам очень-очень трудно двигаться со скоростью 99,99999% скорости света, но тexничeски это достижимо. А вот двигаться со скоростью 100,00001% скорости света абсолютно невозможно, хотя это всего-навсего на 210 километров в час быстрее. Это не просто сложно, не просто интересная и трудная задача — это невозможно, что бы вы ни придумывали, как бы ни пыжились и как бы ни давили на газ. Поскольку в этой книге мы поговорили о многом, то хотели бы дать вам наглядную сводную таблицу невозможных вещей на тот случай, если вас втянут в занудный спор с каким-нибудь сторонником псевдонауки.

Якобы невозможно, а на самом деле возможно:

• создать машину времени (вероятно);

• что Вселенная расширяется быстрее скорости света;

• быть в двух местах одновременно;

• что Вселенная обладает более чем тремя пространственными измерениями;

• параллельные вселенные и мультивселенная;

• что Вселенная циклична;

В принципе невозможно:

• при помощи машины времени изменить ход истории или вернуться в прошлое до того момента, как вы создали свою машину времени;

• перегнать луч света — даже в расширяющейся Вселенной;

• точно засечь, где находится электрон;

• путешествовать в другие измерения — вы уже «находитесь» во всех измерениях во Вселенной;

• посетить другую вселённую;

• сказать чтобы то ни было о времени до Большого взрыва—это такие же глупости, как говорить о направлении на юг, стоя на Южном полюсе.

Мы знаем, что, как мы ни старались, все равно мы не единственная лавочка в городе, где дают научно-популярные книжки. Перечислим те книги, которые нам особенно помогли в создании «Руководства».

Abbot, Edwin A. Flatland: A Romance of Many Dimensions. London,1884.

Это классическая история о том, как двумерное или од• номерное существо представляет себе жизнь в более высоких измерениях.

Adams, Douglas. Hitchhiker’s Guide to the Galaxy. New York: Harmony Books, 1979.

(Адамс, Дуглас. Автостопом no галактике.)

Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything. New York: Broadway Books, 2003.

Брайсон пишет s основном о классической физике, но все равно это великолепный обзор некоторых увлекательных историй, которые стоят за наукой. Мы щедро и беззастенчиво пользуемся в своих лекциях его анекдотами.

Davies, Paul. How to Build a Time Machine. New York: Viking, 2002.

Gamow, George. The Great Physicists from Galileo to Einstein. New York: Dover Publications Inc., 1988.

Gott, J. Richard III. Time Travel in Einstein's Universe. New York: Houghton Mifflin, 2001.

Это обязательное чтение для каждого, кто хочет как следует разобраться в тонкостях устройства машины времени. В главе 5 мы описали машину времени Готта, основанную на космических струнах.