Минас Кафатос - Ты – Космос. Как открыть в себе вселенную и почему это важно

Стандартный взгляд космологов состоит в том, что некоторые комбинации различных моделей, возможно включая квазистационарное состояние, все еще могут быть жизнеспособными. Но независимо от того, сколько вселенных «разрешено», теория все же ставит вопрос: что существовало до начала творческого процесса? «До» остается бесполезным словом, но все же утверждать, что все есть, было и всегда будет таким же, кажется интуитивным, как фокус со шляпой.

Есть и другие способы избежать вопроса о начале.

До того как установилась модель «Большого взрыва с космической инфляцией», многие космологи предпочли рассматривать циклы расширения и сжатия, ведущие от начала до конца и обратно. В восточных духовных традициях циклические вселенные были приняты как общая концепция, взятая из жизненных циклов созданных существ, умирающих и обновляющихся. Аналогии – это не то же самое, что научные доказательства, но мы должны помнить и о них. В человеческой Вселенной процессы, управляющие жизнью, какой мы ее знаем, должны быть связаны с механикой творения в космическом масштабе.

Вариант циклической Вселенной исключил бы Большой взрыв, явившийся из небытия, но в то же время принял бы во внимание существующую Вселенную, описываемую общей теорией относительности. В частности, Роджер Пенроуз предложил серию вселенных, простирающихся в бесконечное время.

Текущее состояние возникло из предыдущей Вселенной, переработав в ней все, что наиболее важно, текущие физические законы и физические константы в природе. Один Большой взрыв приводит к другому, цикл их бесконечен, и поэтому состояние до создания – только конец предыдущей Вселенной. Последовательность творения сохраняет определенный вид памяти от одного цикла к другому. В интригующей идее Пенроуза энтропия (то есть беспорядок), обнаруженная во Вселенной, играет фундаментальную роль. В физике есть закон (второй закон термодинамики), который утверждает, что беспорядок во Вселенной со временем возрастает. Слова звучат абстрактно, но именно этот закон управлял тем, как холодная сверхпрогрессивная вселенная замерзала, тем, как умирают звезды, тем, почему превращается в дым и пепел бревно в камине. Энтропия увеличивается – в масштабах как больших, так и малых.

Во Вселенной есть и островки отрицательной энтропии. На самом деле один из них – вы сами. До тех пор, пока вы продолжаете потреблять пищу, воздух и воду, ваше тело – такой островок. Он превращает сырьевую энергию в упорядоченные процессы в триллионах клеток, обновляя и пополняя их. Земля стала островом отрицательной энтропии, по крайней мере на поверхности, когда миллиарды лет назад возник фотосинтез. Растения преобразуют солнечный свет в упорядоченные процессы так же, как ваше тело преобразует то, чем питается. Важно то, что теряющий энергию превращается в потребителя энергии. Беспорядок заставляет энергию рассеиваться в тепло, подобное теплу, выделяемому костром. Для борьбы с этой энтропией живые существа потребляют дополнительную энергию, необходимую для противодействия утрате. Упавшее дерево в лесу потеряло способность получать энергию от солнца, и поэтому вступили в действие распад и разложение.

Пенроуз не стал возражать против второго закона – он признал, что весь космос становится все холоднее, все шире и все беспорядочнее. Его возражение специально предназначалось для инфляционных теорий космоса. Если беспорядок увеличивается с течением времени, указывал он, тогда должно быть верно и обратное. Если вы вернетесь во времени, любая система покажется более упорядоченной. Например, если вы измените время, то дым и пепел, отданные костром, снова сделаются куском дерева, а гнилое дерево вернется к тому, чтобы быть живым и расти. Поэтому ранняя Вселенная должна быть самым упорядоченным состоянием всего. Но это не так: планковская эпоха была временем чистого хаоса. Так откуда же взялась «особость» (термин Пенроуза) Вселенной, то, что позволило развивать жизнь на Земле? Ничто в ранней Вселенной, начиная с ее первого момента, кажется, не подготовило путь к эволюции галактик, так что жизнь на Земле – заранее в благоприятных условиях.

Возражение Пенроуза в отношении инфляционных теорий встретило бы понимание у младшего научного сотрудника, но поставило бы в тупик самых разумных космологов. Он делает второе утверждение, которое тоньше первого, но не менее разрушительно. Допустим, мы принимаем, что жизнь на Земле настолько уникальна, чтобы ранняя Вселенная должна была проложить путь при особых условиях. Давайте даже примем, что существовали особые условия, возникающие, когда космос был перегрет и бесконечно мал. А что же остальная огромная Вселенная? Жизнь эволюционировала на нашей планете независимо от того, что происходило в миллиардах других галактик – нам они не нужны. Итак, как же Вселенная могла бы быть создана, чтобы помочь нашей эволюции, в то время как все остальное не выглядит особенным вообще? Скорее, Пенроуз заявляет, что условия для жизни на Земле появились позже. Возможно, это была случайность. Таково менее недоказуемое утверждение – то, что должна выбрать наука при прочих равных.

Недавно астрономы несколько подорвали возражение Пенроуза, открыв тысячи звезд с планетными системами. Некоторых из этих звезд, как Солнца, достаточно, чтобы они могли способствовать жизни на планетах, подобных Земле. Всех очень взволновали новости о том, что мы, вероятно, не одни во Вселенной. Испортить ученым хорошее настроение можно, указав, что «вероятно» на самом деле не объясняет, как жизнь развилась из безжизненных химикатов. Очень большой шанс – миллионы и миллионы к одному – что даже множества солнц в далеких галактиках недостаточно, чтобы найти магический ключ к жизни. Такое возражение не может быть опровергнуто, но и доказано быть не может. Тем не менее, как только вы начинаете говорить о шансах и вероятностях, вы предполагаете, что жизнь развивалась беспорядочно. «Особость» нанесла серьезный удар.

А может, и нет. Когда теория оказывается столь же успешной, сколь теория Большого взрыва, объясняет, как эволюционировала Вселенная, возражать сложно. Можно просто указать на погрешности, которые могут быть исправлены. Это бы свалило смертоносным ударом всю структуру, столь тщательно создаваемую с 1970-х годов. Но аргумент Пенроуза о втором законе термодинамики настолько прост, что он может опрокинуть весь карточный домик. Проблема инфляции состоит в том, что она не возникла сама по себе, как естественная эволюция в научных теориях: она была «собрана», чтобы объяснить некоторые загадочные загадки более старой космологии Большого взрыва. Главная цель – избавить раннюю Вселенную от ее кажущегося хаоса. Нужен источник упорядоченности, более сложный, чем бинго-машина, бросающая случайные числа.