Вселенная «мыльных пузырей»

Мартин Боджоволд, профессор Пенсильванского университета, выполнил вычисления на базе одной из теорий квантовой гравитации. Полученные им данные позволяют предположить, что наша Вселенная родилась не в сингулярности, которую принято называть Большим взрывом (Big Bang), а в результате Большого скачка (Big Jump), вызванного квантовыми процессами и силами.

Физика как метафизика

Явление, известное нам как Большой взрыв, было вовсе не уникальным, а лишь одним из многих в последовательности цепной реакции Больших переходов

До сих пор теория Большого взрыва, выдвинутая профессором Кембриджского университета Фредом Хойлом (между прочим, он же автор идеи об инопланетном происхождении жизни на Земле), в настоящее время является, пожалуй, общепризнанной. Настолько «признанной», что с ней полностью согласны и Ватикан, и восточные церкви («Большой взрыв есть акт творения»), впрочем как и многие мусульманские и иудейские теологи. Этакая «точка согласия» науки и религии. Действительно, возникновение мироздания «из ничего» как нельзя лучше соответствует библейской традиции.

В пользу этой теории говорят и такие наблюдаемые эффекты, как реликтовое космическое излучение или эффект «красного смешения», вызванный «разбеганием» галактик под воздействием импульса, полученного физической материей в момент взрыва.

Между тем эта теория содержит в себе как минимум два вопроса: во-первых, нам хотелось бы знать, почему развитие Вселенной началось со взрыва и чем в первую очередь был вызван этот взрыв. Но за чисто физической проблемой скрывается другая, более глубокая проблема философского характера. Если Большой взрыв знаменует начало физического существования Вселенной, включая возникновение пространства и времени, то в каком смысле можно говорить о том, что вызвало этот взрыв?

Если для теологов (и истинно верующих) этот вопрос ясен, то физики пребывают в затруднении. С точки зрения физики внезапное возникновение Вселенной в результате гигантского взрыва представляется в какой-то степени парадоксальным. Из четырех управляющих миром взаимодействий только гравитация проявляется в космическом масштабе, причем, как показывает наш опыт, гравитация имеет характер притяжения.

На эту тему
• Апокалипсис по Ньютону
• Избыточный вес Вселенной
• Астрономы открыли Красный Квадрат
• Открытия в космосе
• Солнечная система расширяется

Однако для взрыва, ознаменовавшего рождение Вселенной, по-видимому, нужна была сила отталкивания невероятной величины, которая смогла в клочья разорвать космос и вызвать его расширение, продолжающееся и по сей день. Это кажется странным, поскольку если во Вселенной господствуют силы гравитации, то ей следовало бы не расширяться, а сжиматься.

Силы притяжения действительно заставляют физические объекты сжиматься, а не взрываться. Например, очень плотная звезда теряет способность противостоять собственному весу и коллапсирует, образуя нейтронную звезду или черную дыру. Степень сжатия вещества в очень ранней Вселенной была значительно выше, чем у самой плотной звезды; поэтому нередко возникает вопрос, почему первичный космос с самого начала не сколлапсировал в черную дыру. По существу, теория Большого взрыва только утверждает, что Большой взрыв имел место.

Джазовая космология

Действительно, ведь даже заумная казуистика Эйнштейна не способствует усвоению того предположения, что раньше вообще не было «раньше», потому как не было ничего, в том числе и времени. Более наукообразные теории о происхождении нашей Вселенной в результате «квантового скачка» из «докосмической» эры неоформленного воображаемого времени, конечно, прибавляют обсуждаемому вопросу солидности, но никак не вносят ясности. Теория о рождении нашего мира в результате столкновения (вот только непонятно – чего, если тогда еще вообще ничего не было) со Вселенной из другого измерения вносит в этот вопрос еще больше путаницы.

Впрочем, американский космолог всех этих сложностей не испугался и выдвинул теорию, являющуюся модификацией теории вечного расширения. Согласно этой теории явление, известное нам под названием «Большой взрыв», было вовсе не единичным и уникальным, а лишь одним из многих в последовательности цепной реакции Больших переходов, посредством которых Вселенная бесконечно воспроизводит и воссоздает саму себя.

Первопричиной всей этой канонады, по мнению приверженцев теории расширения (инфляционной теории), является ускорение расширения Вселенной под влиянием мощнейшей антигравитации. По мнению ряда исследователей, моделью нашей Вселенной является раздувающийся мыльный пузырь, от которого, в свою очередь, может отпочковаться следующий, а от него – последующий. Момент образования каждого такого пузыря будет восприниматься в качестве Большого взрыва, и при этом возникающие Вселенные могут весьма значительно отличаться от исходных по своим самым важным характеристикам, вплоть до различий в количестве и качестве измерений.

Впрочем, эта теория все еще оставляет место для выяснения ответа на вопрос, а из чего все-таки это все получается. По мнению доктора Линде из Станфордского университета, самый логичный ответ на этот вопрос – из ничего.

Правда, в этом «ничто» время от времени обнаруживаются субатомарные частицы, возникающие из небытия за счет энергии, одалживаемой ими из внешних полей. Такие квантовые флуктуации, говорят, даже удалось пронаблюдать внутри существующих атомов. Именно они и могли дать начало нашей Вселенной.

Наиболее любопытный комментарий этой теории дал Майкл Тернер, космолог из Чикагского университета. Он сравнил современных космологов с джазовыми музыкантами, коллекционирующими различные темы для финальной композиции. Именно эта тема, по мнению доктора Тернера, звучит достаточно гармонично и вполне может быть использована в процессе окончательной обработки.