Страница 9 из 15
Модель, названная стационарной моделью Вселенной, была предложена в 1948 году Германом Бонди,
Томасом Голдом и Фредом Хойлом именно для того, чтобы избежать вопроса о происхождении Вселенной и о том, что было до начала. В стационарной модели Вселенная так же расширяется навсегда, как в случае Большого взрыва, но с дополнительным условием: она всегда выглядит одинаково (подчиняется совершенному космологическому принципу, означающему, что Вселенная одинакова везде и всегда). Другими словами, независимо от того, откуда вы смотрите, независимо от того, как далеко назад вы смотрите, Вселенная будет одинакова. Таким образом, материя постоянно создается в пространстве-времени, даже когда оно расширяется.
В модели Большого взрыва создание произошло однажды – ничто должно было превратиться во все. Итак, какая модель истинна? Наблюдения за отдаленными источниками света из раннего состояния Вселенной поддерживают эволюционную модель, которая дискредитирует стационарную. Обновленная версия последней от 1993 года, предложенная Фредом Хойлом, Джеффри Бербриджем и Джаянтом Нарликаром, обозначившими свое творение как квазистационарное состояние, признает, что во Вселенной то и дело случаются «мини-взрывы». Другая альтернатива, известная как «хаотическая инфляция», весьма похожа на стационарную модель, но в гораздо более крупных масштабах. Термин «хаотическая инфляция» позднее был заменен «вечной инфляцией», термином, который сам по себе дает намек на его базовое понимание. «Вечная инфляция» означает, что определенные «горячие точки» в квантовом поле накапливают достаточно энергии, чтобы «всплыть» к творению, и этот первоначальный взрыв дает импульс, достаточный, чтобы вся Вселенная могла родиться мгновенно.
Существуют разные причины, по которым теория вечной инфляции стала очень популярной, но главная из них та, что «одноразовый генезис» можно представить как постоянное поведение квантового вакуума. В сущности, если вакуум может пузыриться в случае с очень крошечными предметами (субатомными частицами), почему бы не дать ему способность пузыриться с очень большими вещами (вселенными)? Инфляционные теории принимают «Большой взрыв», в то же время «оседлав» проблему истоков (и окончаний). Вечность по определению не имеет ни начала, ни конца. Согласно принципу вечной инфляции, пространство-время всегда, подобно космической жемчужной ванне, бурлило в разных местах с огромными инфляционными событиями. Эти события происходят со скоростью света и продолжаются вечно.
«Вечной инфляцией» увлечены некоторые блестящие физики, и маловероятно, что кто-то столь скрипучий и устаревший, сколь философы, может все испортить. Но философия занимается такими понятиями, как «существование» и «вечность», а они очень сложны.
Скользя в Мультиверс
Понятие вечной инфляции связано с другим понятием, которое теперь вошло в моду, – «Мультиверс». В этой схеме наша Вселенная – не единственная, а лишь одна из многих, многих вселенных – пузырьков в жемчужной ванне, число которых может быть почти бесконечным (об этом мы поговорим позже). Поскольку теория Большого взрыва принята очень широко, возможность вечной инфляции имеет некоторую фору по сравнению со стационарной моделью. Как только дверь откроется, возникнет столько пригодных для жизни вселенных, сколько вы захотите. В так называемом космическом казино природа играет со вселенными, и есть шанс, что она попадет в итоге в нашу. В конце концов, кости здесь можно кидать бесконечно. Космическое казино даже допускает бесконечные изменения в правилах (то есть законах природы), регулирующих работу космоса. Гравитацию, скорость света, квант сами по себе можно встряхнуть как вам угодно, так что теория годится.
Но представьте, что вы едете в машине с другом и он ваш штурман. Вы находитесь в незнакомой стране, поэтому спрашиваете друга, как поворачивать на следующем перекрестке. Он отвечает: «На следующем перекрестке можно повернуть бесконечным множеством способов, но не беспокойтесь, они приводят к бесконечно другим перекресткам, где мы можем также повернуть бесконечное число раз. В конце концов, мы доберемся до Канзас-Сити». Физика говорит об этом так, когда имеет дело с Мультиверсом, вечной инфляцией и космическим казино. Самая абсурдная часть, кроме того факта, что нет данных или экспериментов, чтобы подтвердить соответствие любой из теорий реальности, заключается в том, что, когда перед нашими носами машут картой с бесконечным множеством вариантов, утверждается, что это лучшая карта, которую когда-либо рисовали.
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.
Очень большой шанс – миллионы и миллионы к одному – что даже множества солнц в далеких галактиках недостаточно, чтобы найти магический ключ к жизни.
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.