Страница 7 из 15
Постигая тайну
«До» и «после» – понятия, которые имеют смысл только в рамках времени. Вы родились до того, как научились ходить; вы состаритесь после среднего возраста. Зарождение Вселенной в таких понятиях не описать. Теория, что время и пространство появились с Большим взрывом, распространена достаточно широко. Если она верна (и это все еще только возможность, но не утверждение!), то вопрос следует ставить так: «Что было до того, как появилось время?» А чем это лучше первой формулировки? Ничем.
Фраза «до того, как появилось» время – это внутреннее противоречие, вроде «времен, когда сахар был не сладок». Мы в любом случае – в области нереальных вопросов, но это не повод не ставить их корректно. Квантовой физике пришелся по нраву диалог в «Алисе в Зазеркалье» Кэрролла. После того как Алиса называет свой возраст – семь с половиной лет, Белая Королева спрашивает, может ли Алиса поверить, что самой Королеве сто один год, пять месяцев и один день.
«Ни за что не поверю!» – сказала Алиса.
«Ни за что? – сочувственно переспросила Королева. – Попробуй еще разок, только набери в грудь побольше воздуха и зажмурься».
Алисе стало смешно. «У меня ничего не выйдет, – пояснила она. – Я не умею верить в небылицы».
«Надо учиться, – наставительно сказала Королева. – В твои годы я тратила на это не менее получаса в день. Порою я ухитрялась поверить в целых шесть небылиц, причем до завтрака».
Квантовое поведение заставляет нас быть еще терпимее к «небылицам». В условиях Большого взрыва нет ничего обычного. Чтобы понять их, некоторые привычные нам убеждения придется оспорить, а затем и отвергнуть.
Во-первых, необходимо понять, что с Большого взрыва началась не Вселенная вообще, а нынешняя Вселенная. Пока мы не станем задумываться, была ли она создана из другой Вселенной, но примем, что физика на самом деле не может отследить космос до абсолютного начала. Измерения работают только тогда, когда у вас есть что измерять, и в самом начале была лишь бесконечно маленькая щепка чего-то неупорядоченного. Ни предметов, ни пространственно-временного континуума, ни законов природы. Иными словами, чистый хаос.
В этом невообразимом состоянии вся материя и энергия, заключенные в сотнях миллиардов галактик, сжаты. В пределах доли второго расширения, ускоренного с немыслимой скоростью, Вселенная увеличивается вдвое 100 раз за 10-32 секунд (это число означает, что единица разделена на число из единицы с 32 нулями). Общепринятый (но отнюдь не окончательный) сценарий отображает процесс рождения Вселенной так.
10-43 секунд – Вселенная быстро расширяется (процесс известен как космическая инфляция) в условиях перегрева, увеличиваясь от размера атома до размера грейпфрута. Тем не менее ни атомов, ни какого-либо света нет. Считается, что в состоянии практически хаоса константы и законы природы изменяются.
10-32 секунд – все еще невообразимо горячая, Вселенная кипит электронами, кварками и другими частицами. Быстрая инфляция замедляется или ненадолго останавливается по причинам, которые до конца не понятны.
10-6 секунд. Резко охладившись, новорожденная Вселенная теперь порождает протоны и нейтроны, которые формируются из групп кварков.
3 минуты. Заряженные частицы уже существуют, но атомов еще нет, и свет не может покинуть пределы того темного тумана, которым стала Вселенная.
300000 лет. Все охладилось настолько, что из электронов, протонов и нейтронов начали формироваться атомы водорода и гелия. Свет нашел выход, и предел того, как далеко он уйдет, будет обозначать с этого момента внешний край (горизонт событий) видимой Вселенной.
1 миллиард лет. Благодаря притяжению силы тяжести водород и гелий сливаются в облака, которые, в свою очередь, порождают звезды и галактики.
Эта временная шкала следует за импульсом Большого взрыва, которого было достаточно, даже когда Вселенная была размером с один атом, чтобы произвести миллиарды видимых сегодня галактик. Они до сих пор разделяются – силой первоначального невообразимого расширения. Событий с начала Вселенной происходило множество (целые книги посвящены описанию только первых трех минут ее создания), но для наших целей достаточно грубо наметить их контур.
Поскольку все мы можем представить себе, как взрывается динамитная шашка или извергается вулкан, Большой взрыв, похоже, не противоречит здравому смыслу. Но наше понимание происшедшего очень зыбко. Фактически, первые секунды творения ставят под сомнение почти все известное нам о времени, пространстве, материи и энергии. Великая тайна рождения нашей Вселенной в том, каким же образом что-то возникло из ничего. Никто не понимает, как это произошло. С одной стороны, «ничто» не наблюдаемо ни при какой форме наблюдения. С другой стороны, изначальный хаос ребенка-Вселенной – совершенно чуждое состояние, без атомов, без света и, возможно, даже без четырех основных сил природы.
От этой загадки не уйти, потому что прямо сейчас на субатомном уровне продолжается тот же процесс рождения. Начало – сейчас. Субатомные частицы, на основе которых строится космос, все время появляются и исчезают. Есть какой-то механизм, подобный космическому переключателю «вкл/выкл», и он все еще обращает ничто, так называемый вакуум, в бурлящий океан физических тел. Наш обычный, чувственный взгляд на реальность видит звезды, плывущие в холодной пустой пустоте. В действительности, однако, пустота эта полна творческих возможностей, которые, как мы видим, играют со всем вокруг нас.
Довод этот довольно абстрактен, кажется, вот-вот он улетит, подобно гелиевому шару. Мы этого не хотим. У каждой космической тайны есть человеческое лицо. Представьте, что вы сидите на лужайке в летний день. От теплого ветерка вы задремали, и ваш ум наполнен полузамеченными изображениями и полуосознанными мыслями. Вдруг кто-то спрашивает: «Что вы хотите на обед?» Вы открываете глаза и отвечаете: «Лазанью». В этом маленьком сценарии словно бы заключена вся тайна Большого взрыва. Ваш ум способен быть пустым, словно чистый лист. По этой пустоте бродят хаотичные образы и мысли. Но когда вам задают вопрос, а вы отвечаете, эта пустота оживает. Из бесконечных возможностей вы выбираете одну мысль, и она возникает в вашем сознании по вашему усмотрению.
Измерения работают только тогда, когда у вас есть что измерять, и в самом начале была лишь бесконечно маленькая щепка чего-то неупорядоченного.
Последнее – самое главное. Когда вы говорите «лазанья» или любое другое слово, вы не строите его из чего-то меньшего. Вы не строите его вообще: оно просто возникает, приходит к вам. Слова можно, конечно же, разбить на буквы, как материю – на атомы. Но это не истинное описание творческого процесса.
Любое творение – что-то, сделанное из ничего. Стыдно осознавать, что даже когда нам комфортно быть творцами, погруженными в бесконечные слова и мысли, мы не знаем, откуда они. Знаете ли вы, что подумаете следующим? Даже Эйнштейн считал самые блестящие свои мысли счастливыми случайностями. Но главное в другом: что-то из ничего создают люди, а не дальние космические сущности.
Переход ничего в нечто всегда приводит к одному и тому же: возможность становится реальностью. Физика дегуманизирует этот процесс, причем с невероятной точностью. Вибрации квантов выходят из пустоты и быстро уходят в пустоту обратно. Этот квантовый цикл включения/выключения невообразимо короток и полностью невидим для нас. Правила, по которым идет физическое творение, должны быть откуда-то выведены. Вы не можете применить стетоскоп к внешней стороне некоего суперкупола, чтобы узнать правила футбола, но это по существу то, что пытается сделать космология. Логический вывод – отличный инструмент, но в этом случае проблем от него может быть столько же, сколько и решений.
Непонятное начало
Нет сомнений, что до Большого взрыва объектов в космосе не было. Но связаны ли с ним пространство и время (технически именуемые пространственно-временным континуумом)? Стандартный ответ – да. Если раньше объектов не было, то не было и пространства, и времени. Итак, что было до сотворения? Не было ни «внутри», ни «снаружи», для этого сначала должно появиться пространство. Вселенная-младенец не расширялась «вокруг себя». Даже сейчас, когда в космосе действуют миллиарды галактик, Вселенная не похожа на кожаный мешок. Понятия «внутри» и «снаружи» просто неприменимы, также как «до» и «после».