Удивительные числа Вселенной - Антонио Падилья

друга еще до этого. Пусть теперь ситуация противоположная: космологическая постоянная велика и отрицательна. Тогда ускорения нет, зато есть кое-что похуже. Всякий раз, когда Вселенная начинает ощущать отрицательную космологическую константу, она останавливает расширение. Пространство начинает сжиматься, и Вселенная заканчивает жизнь апокалиптическим схлопыванием.

Новый вариант расчетов Вайнберга показывает, что галактики возникнут только в том случае, если космологическая постоянная будет не более чем в несколько тысяч раз превышать ту величину, которую мы наблюдаем в нашей Вселенной. Это и есть те счастливые билеты, о которых мы говорили. Они позволяют попасть в особый уголок мультивселенной, где могут существовать галактики и развиваться жизнь. Остальная часть мультивселенной пустынна. Антропный трюк состоит в том, чтобы потребовать существования сложной жизни — таких существ, как Beatles, Месси или даже Зельдович, и некоторые из этих существ начнут задаваться сложными вопросами о Вселенной, в которой мы живем. Но как только мы делаем это, мы меняем шансы нашего мира. Нам больше не нужно беспокоиться о тех уголках мультивселенной, где космологическая постоянная слишком велика. Нас интересуют только счастливые билеты — Вселенные, в которых может процветать сложная жизнь.

Мы можем снова спросить: каково типичное значение космологической постоянной? Поскольку мы ограничиваемся счастливыми билетами, космологическая постоянная попадает в не очень большой диапазон значений. Фактически она может превышать эту величину из нашей Вселенной не более чем в несколько тысяч раз. Применив антропный принцип — подготовив почву для сложной жизни, — мы резко сократили допустимый диапазон значений космологической постоянной. Наша Вселенная больше не аутсайдер, на которого делают ставки гугол к одному. Мы знаем, что у нее есть счастливый билет — в ней есть сложная жизнь, — так что шансы найти правильную космологическую постоянную составляют несколько тысяч к одному. Это значительное улучшение.

Возможно, антропность — вещь разумная и даже привлекательная из-за мультивселенной разных миров, но эта идея вызывает разногласия. Многие ее критики беспокоятся, что она слишком далеко отходит от границ науки и не фальсифицируема даже в принципе[148]. Это, пожалуй, несправедливо. В 1997 году Вайнберг сделал предсказание. Он и его сотрудники[149] утверждали, что если энергия вакуума составляет менее примерно 60 процентов от общего энергетического бюджета нашей Вселенной, то антропные аргументы не могут объяснить, почему она настолько мала. Это имело решающее значение для опубликования статьи. Редактор Astrophysical Journal испытывал отвращение к антропным идеям, и его уговорили опубликовать статью только потому, что работа предлагала путь к полному отказу от этой идеи. В следующем году группы исследователей сверхновых во главе с Адамом Риссом и Солом Перлмуттером объявили о свидетельствах космического ускорения. Сейчас мы знаем, что космологическая постоянная составляет около 70 процентов космического энергетического бюджета. Предсказание Вайнберга сбылось. Он проверил антропность, и та прошла это испытание.

Проблема с антропным принципом, как и со многими другими вещами, заключается в том, что в нас часто есть необъективность, вызванная собственным опытом. Всякий раз, когда мы задаем вопросы о жизни, мы смотрим на нашу собственную среду и находимся под сильным влиянием разнообразия нашей удивительной планеты. Но это отрицательно влияет на корректность. Как-то я спросил одного биолога, считает ли он, что инопланетная жизнь тоже может быть основана на ДНК. Он не знал. Откуда ему знать? Он никогда не препарировал пришельца с другой планеты или из другой Вселенной. Критерии, которые мы используем для применения антропного принципа и существования разумной жизни, часто изобилуют определенными догадками, и трудно понять на деле, верны ли они.

А сама мультивселенная? Она существует? У нас нет тому доказательств — ни экспериментальных, ни математических. Кажется, что теория струн ее предсказывает, но мы очень мало знаем о ее структуре. Ключевая характеристика антропности — возможность случайного прыжка из одной Вселенной в другую. Возможно, тут поможет некое квантовое волшебство, но что, если в мультивселенной существуют барьеры, которые мешают или вообще не дают это сделать? Без такого детального знания мультивселенной найдется очень мало соображений, которые мы можем высказать, не отяготив их предостережениями и предположениями.

Теория антропности — это теория жизни, стремление понять сверхтонкое равновесие, существующее в природе и позволившее нам с вами родиться на подходящей планете, вращающейся в пригодной для жизни зоне рядом со звездой средних размеров. Но она остается теорией со многими неизвестными, возможно даже непознаваемыми. Должны ли мы действительно отказываться от естественности ради чего-то настолько шаткого и рыхлого? Мой инстинкт говорит «нет». Естественность — это признание красоты и изящества природы. Это поиск ее симметрии. Именно симметрия наделила фотон нулевой массой, так что свет может двигаться со скоростью света. Именно симметрия не позволила электрону стать настолько тяжелым, чтобы он дестабилизировал атом. Но какая симметрия защищает нашу Вселенную от энергии пустого пространства? Какая красивая новая физика укрощает космологическую постоянную?

Призрак сэра Исаака Ньютона

При входе в дом мне пришлось наклониться. Поперек низких потолков шли внушительные деревянные балки, а резьба на стенах предназначалась для защиты от ведьм. Я был в усадьбе Вулсторп — старинном поместье с богатой историей, расположенном в сельском Линкольншире. Именно здесь рано утром в Рождество 1642 года Анна Ньютон родила своего старшего сына Исаака. Мальчика, который станет королем науки. Мальчика, который, по словам Анны, был так мал, что помещался в квартовую кружку[150].

Вместе с одним коллегой из Калифорнийского университета мы отправились в Вулсторп в поисках вдохновения. Для двух физиков XXI века ничего лучше не найти, и мы надеялись, что призрак Ньютона станет нашим невидимым гидом, когда мы начнем перебрасываться идеями и уравнениями в тени яблонь, которые все еще растут в саду усадьбы.

Это почти сработало.

К тому моменту, когда нас выгнали из усадьбы при ее закрытии, мы сформулировали захватывающую (и ужасающую) новую идею, которая связывала проблему космологической постоянной с надвигающимся апокалипсисом. Мы были не совсем готовы возвращаться домой, поэтому отправились в ближайший паб «Белый лев» в соседней деревне Колстерворт. Довольно традиционный паб со стенами из необработанного камня и барной стойкой, обшитой деревом, выходил окнами на церковь саксонских времен, где крестили Ньютона. Я протянул другу пинту лагера, он нацарапал еще несколько уравнений на обратной стороне салфетки. Я не согласился с ним в некоторых деталях и, пока мы спорили, заметил любопытные взгляды бородатых строителей, сидевших за соседним столом.

— Что вы делаете?

Акцент был местный, линкольнширский — сильный, деревенский. Я хотел придумать ответ, благодаря которому мы будем выглядеть чуть менее эксцентричными переборщившими учеными, каковыми мы, несомненно, были. Но я опоздал. Американский профессор, хуже знакомый с неписаными правилами английских пабов, быстро ответил:

— Выясняем, когда наступит конец Вселенной.

Мне