На лужайке Эйнштейна. Что такое НИЧТО, и где начинается ВСЕ - Аманда Гефтер

Но Эйнштейну не повезло: философия – недостаточно сильный аргумент для Вселенной. Она не хотела оставаться на месте, и в 1929 году американский боксер, ставший потом астрономом, Эдвин Хаббл, сделал сенсационное открытие: все галактики в небе разлетаются прочь от нас со скоростью, пропорциональной их расстоянию до нас. Именно этого и следовало бы ожидать от расширяющейся Вселенной.

Я не знаю, как Эйнштейн воспринял открытие Хаббла, но готова держать пари: в тот день он пробил кулаком стену. Я уверена: ему и мгновения не понадобилось, чтобы понять, какой шанс он упустил! Еще бы чуть-чуть, – и он сделал бы то, что вошло бы в историю как одно из величайших научных предсказаний. А от разбегания галактик до Большого взрыва нужно было подумать ровно два раза. Все это лежало прямо у него под носом, содержалось в тех уравнениях, которые он сам же и вывел, но он не хотел видеть этого. Конечно, семью годами раньше он уже получил свою Нобелевскую премию, так что теперь никто не мог сказать: «Какой же идиот этот Эйнштейн!» Но все равно: он, должно быть, очень разозлился.

Есть фотография Эйнштейна у телескопа Хаббла на вершине Маунт-Вилсон: он вглядывается в космос, чтобы увидеть расширение. Каждый раз, когда я смотрю на нее, у меня по спине пробегает дрожь. Мысль о том, что человек, вооруженный не более чем философскими принципами, карандашом и бумагой, выяснил, что в действительности происходит в этом огромном мире, еще раз подчеркивает силу разума и великий потенциал науки. Эйнштейн писал: «Я считаю в известном смысле оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность»[35]. Я не переставала думать, как антиреалист может смотреть на это фото. Мог ли такой человек честно принять все это за чистое совпадение? Космическое чудо? Вселенная расширяется только потому, что мы все согласились, что это так? Я могу только представить себе девушку из моей группы: Расширение? Разве нет мужского органа, который известен этим?

После открытия расширяющейся Вселенной, сделанного Хабблом, Эйнштейн был вынужден признать, что существуют нестационарные решения уравнений общей теории относительности. Решения, аналогичные решению де Ситтера. Но модель де Ситтера оставалась просто теоретическим курьезом вплоть до 1998 года, когда две команды астрономов вышли на охоту за сверхновыми и обнаружили, что скорость расширения Вселенной увеличивается. Более поздние исследования позволили уточнить, когда началось ускорение: пять миллиардов лет назад прекратилось замедление космического расширения после первоначального толчка инфляции, и вдруг снова начался его разгон. Словно какая-то странная сила задремала на время, свернувшись калачиком в тишине пространства, в ожидании подходящего момента, чтобы наброситься и перебороть силу тяжести. Если бы не было космологической постоянной Эйнштейна, в такую переменчивость было бы трудно поверить. Физики на всякий случай назвали эту силу темной энергией.

Ускоренное расширение Вселенной сейчас не проявляет никаких признаков замедления. По мере того как пространство продолжает расширяться, плотность вещества продолжает уменьшаться, Вселенная истончается, расстояние, разделяющее любые два объекта, становится все больше, оставляя за собой унылое пустое беззвездное пространство. Расстояние между галактиками продолжает увеличиваться, а небо продолжает темнеть. В итоге пространство будет расширяться так быстро, что свет от далеких звезд никогда не сможет до нас добраться. Сметенные космической экспансией, они исчезнут, оставив только тьму, наш Млечный путь, как тусклый маяк в море чернильной пустоты, расширяющегося ничто. Одинокий остров в пустоте, окруженный горизонтом событий. Теперь мне стало ясно: во Вселенной, где правит темная энергия, мы все – Скруды.

Жизнь во Вселенной, пронизанной темной энергией, означает, что наш горизонт событий нас ждет. Это означает, что мы живем в деситтеровской вселенной. А поэтому все тревожащие нас эффекты горизонтов событий не ограничатся только окрестностями черных дыр, находящихся на безопасно далеких расстояниях от нас. Они подбираются к нам со всех сторон.

И вот я здесь – за миниатюрным рабочим столом, в миниатюрной квартирке в лондонском закоулке, в огромной расширяющейся деситтеровской вселенной, окруженная горизонтом событий. Быть окруженной деситтеровским горизонтом все равно что жить в окружении черных дыр: галактики торопливо удаляются в направлении горизонта событий, словно под действием сил тяготения, а затем исчезают за горизонтом. Поскольку пространство само по себе движется с ускорением, наш Скруд, инерционный наблюдатель, видит горизонт. С его точки зрения световые волны от далеких галактик растягиваются, а их бег кажется замедляющимся из-за ультрарелятивистских эффектов вблизи горизонта событий. К тому моменту, когда галактика погружается в темную область, откуда нет возврата, уже неважно, как она называется – черная дыра или деситтеровский горизонт: в любом случае ее больше не будет.

По мере того как галактики исчезают за горизонтом, площадь и энтропия горизонта неуклонно возрастают. Всего через два года после его открытия излучения черных дыр Хокинг и сотрудник Кембриджского университета физик Гэри Гиббонс доказали, что как горизонт черной дыры, так и деситтеровский горизонт обладают энтропией, пропорциональной площади. С энтропией появляется температура; с температурой – частицы. Наблюдатели в деситтеровской вселенной ощущают тепло. Я задумалась о том, почему в деситтеровской вселенной Лондон всегда такой холодный. Как оказалось, температура деситтеровской вселенной практически равна абсолютному нулю – ее почти невозможно измерить. Но однажды в нашем космическом будущем, когда микроволновый фон окончательно остынет из-за его красного смещения, излучение де Ситтера останется единственным источником постоянного тепла во всем космосе.

До меня постепенно стало доходить, что как горизонты событий черных дыр и горизонты Риндлера, так и деситтеровские горизонты зависят от наблюдателя. Ускорение расширяющегося пространства порождает горизонт, скрывающий область пространства-времени от данного наблюдателя. У каждого наблюдателя свой горизонт, немного сдвинутый по отношению ко всем прочим. Строго говоря, не найдется двух наблюдателей, для которых границы Вселенной расположены в одном и том же месте. Сидя здесь, в Лондоне, я нахожусь в совершенно другой деситтеровской вселенной, чем мой отец в Филадельфии. У каждого из нас своя вселенная. Маркопулу говорила о световых конусах – и я тогда узнала, что световые конусы растут со временем. Если подождать достаточно долго, вы увидите больше Вселенной. Подождав бесконечное время, можно увидеть ее всю. Но это не так в деситтеровском пространстве-времени. Деситтеровский горизонт работает с точностью до наоборот: чем дольше вы ждете, тем меньше видите. В деситтеровской вселенной ни один наблюдатель не может увидеть ее целиком. Никогда.

Конечно, если начать двигаться с ускорением, как это делает Сэйф, то горизонт исчезает. Теперь вы находитесь в той же системе отсчета, что и расширяющееся пространство. Ничто не скрыто от вас, пока вы продолжаете ускоряться. С точки зрения Скруда вы испытаете торможение вблизи деситтеровского горизонта и поджаритесь в его излучении. Но в своей собственной системе отсчета вы ничего этого не узнаете. Для вас не существует горизонта. Просто вы видите больше во Вселенной.