Простая сложная Вселенная - Кристоф Гальфар

На самом деле, если быть полностью честным, никто еще толком не понимает Вселенную.

Даже реальность вокруг вас прямо сейчас или на диване, или на тропическом пляже покрыта тайной. Но одно можно сказать наверняка. Считается, что все тайны, лежат ли они вокруг, или внутри вас, или далеко за пределами Большого взрыва, в конечном итоге приводят к объединению квантовых полей с помощью квантовой теории гравитации.

И хотя, по правде сказать, такая универсальная теория неизвестна, по крайней мере одно из свойств квантовой гравитации было найдено. Ключ, если вам так нравится. Ключ, дающий дразнящий намек на то, что находится за стеной Планка.

Это хорошие новости.

Плохая новость заключается в том, что существует единственное известное окно, которое можно открыть этим ключом, – сквозь него, предположительно, можно будет в один прекрасный день путешествовать, пусть даже только в нашем сознании, за границы начала пространства-времени. И именно поэтому робот явился, чтобы забрать вас из времяпорта. Комната, в которой вы находитесь, исчезает, еще раз сменяясь ночным ландшафтом глубокого космоса; вы начинаете расспрашивать робота о том, куда отправляетесь, но вас обрывают на полуслове.

– Я беру тебя с собой в черную дыру, – объявляет машина.

Так как вы уже побывали в одной в самом начале космических приключений, то, возможно, поинтересуетесь, что же вы упустили во время первого ее посещения.

Ответ в кои-то веки достаточно прост.

Вы были недостаточно близко.

Если вы задумаетесь, то во Вселенной, которой мы принадлежим, есть нечто особенное. Ее название, Вселенная, происходит от латинского universe, где uni означает «один», a verse – «превращаться в», так что ее имя изначально означало «превращаться в одно», с самого начала подчеркивавшее весьма специфическую, поднимаемую ей проблематику.

Любой произведенный внутри нашей Вселенной опыт можно повторять многократно. Хотите проверить закон всемирного тяготения Ньютона на Земле? Выстрелите из лука. Не уверены, что поняли его? Выстрелите еще раз. Снова и снова. Набравшись терпения, вы увидите, что, зная исходное положение, угол и скорость, можете предсказать, куда приземлится стрела. То есть все, чем занимается баллистика. И это работает. В противном случае от луков и стрел уже давным-давно бы отказались, а Англия принадлежала бы Франции.

Таким образом, имея закон и начальные условия, вы доказательно можете предсказать, куда попадет стрела, и защитить целую страну.

Для Вселенной в целом это немного сложнее.

Даже если бы у вас был закон, объясняющий все и применимый везде, как бы вы заставили его работать? Каким образом использовали бы его, чтобы предсказать, как Вселенная, в которой мы сегодня живем, стала именно такой? Для этого должны были наличествовать начальные условия. Которых нет.

Но вы могли бы попробовать перехитрить природу. Начав перематывать время в обратном направлении с сегодняшнего дня, возможно, когда-то вы и добрались бы до исходного события, произошедшего давным-давно. Это как раз то, что сделали ученые. Как раз то, чем вы занимались в пятой части. И они, и вы достигли стены Планка. Она является достаточно хорошим стартом, так как соответствует тому моменту, когда пространство и время стали тем, чем являются сейчас.

Но она не устраняет тот приводящий в расстройство факт, что, в отличие от эксперимента со стрелами, у вас есть только одна Вселенная. Вы не можете попробовать создать вторую, с другими начальными условиями, чтобы проверить, что из этого выйдет. Не в лаборатории, во всяком случае.

Но что, если наша Вселенная – не единственная? Что если мы были частью еще одной Мультивселенной, отличающейся от той, с которой вы познакомились в конце второй части? Не может ли наша реальность оказаться лишь одной из множества возможных реальностей, которые все имеют разные начала, может быть, даже разные законы и, следовательно, очень разное настоящее?

Гипотеза о такой Мультивселенной – вопрос, с которым вам скоро придется столкнуться, потому что она является частью ответа, придуманного современной теоретической физикой для тайн, с какими вы поэкспериментируете в этой части.

На самом деле этот раздел книги будет немного отличаться от предыдущих. В первой и второй частях вы путешествовали по мегамиру. Вы узнали о гравитации. В третьей части вы увидели, на что становится похожа наша реальность при очень быстром перемещении по ней, а затем в четвертой части вы попали в микромир. Короче говоря, до сих пор вы знакомились с относительностью времени и пространства и с квантовой физикой. Но нигде до сих пор вы не смешивали гравитационную и квантовую теории вместе. Это то, что станет теперь вашей целью.

Для этого нужно будет немного поупражнять свой ум, точно так же, как вы поступили бы со своим телом в спортзале.

Смешивание гравитационной теории и квантовой физики означает смешивание микро– и мегамира. И, чтобы подготовиться, вашему разуму придется научиться постоянно перепрыгивать туда и обратно в обоих направлениях.

Поступая таким образом, вы увидите, что не в порядке с рассмотренными до сих пор теориями.

Сделав это, вы отправитесь в сопровождении робота к тому месту, где действуют одновременно и гравитация, и квантовые эффекты.

Сейчас, однако, давайте взглянем на тайны современной науки вдвоем, только вы и я.

Можно утверждать, что в физике существуют три вида тайн.

Первые присущи самим теориям; они являются теоретическими. Вторые коренятся в наблюдениях и экспериментах. Они обычно, но не всегда поддаются исследованиям. Третий тип тайн возникает, когда никто ничего больше не может понять. Черные дыры и физика предсуществования пространства-времени относятся ко всем трем типам. Они – одновременно мосты и препятствия, лежащие между нами и святым Граалем современных исследований: теория, соединяющая квантовый мир и динамические аспекты пространства-времени, открытые Эйнштейном. Вот почему они так интересны.

И именно поэтому робот намерен забрать вас к черной дыре.

Но почему черная дыра? Почему не истоки самой Вселенной?

Потому что как в случае черной дыры, так и при рождении Вселенной огромное количество энергии ограничено довольно небольшим объемом. В обоих случаях очень большое сжимается в очень маленькое, а также нельзя проигнорировать ни гравитацию, ни квантовые эффекты.

В этом смысле черные дыры и происхождение Вселенной выглядят очень похоже.

Хотя, конечно же, никто не может взглянуть на Вселенную снаружи. Экспериментальным путем, даже если бы у нас был закон, регулирующий поведение всего видимого или невидимого, мы не смогли бы проверить, дают ли различные начальные настройки разные эволюционные модели для Вселенной в целом. Мы не можем создать Большой взрыв в лабораторных условиях, и мы не видим, а значит, не можем проанализировать новые вселенные, появляющиеся там, в ночном небе.