Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания

Однако то, что инфляционная теория помогает решить эти космологические проблемы, еще не значит, что она верна. Хотя большинство космологов поддерживают эту теорию, есть и такие, кто с ней не согласен, кроме того, остаются и некоторые непростые вопросы, на которые ответов еще нет. Одним из критиков инфляционной теории является давний соратник Стивена Хокинга Роджер Пенроуз. Вместо инфляции Пенроуз предложил свою собственную модель под названием «конформационная циклическая космология», согласно которой Вселенная проходит через бесконечное количество эпох, причем каждая начинается с фазы, напоминающей Большой взрыв. В конце каждого цикла, после того как испаряются даже черные дыры, остается только тепловое излучение. И это, предполагает Пенроуз, похоже на ровное высокоэнергетическое излучение, которое заполнило бы Вселенную сразу после Большого взрыва, а после установления сложной связи между низкой энтропией первоначальной Вселенной и высокой энтропией в конце (ибо ничто не избежит действия второго закона термодинамики) можно присоединить конец одного эона (эры) к другому и увидеть, как все снова начинается с Большого взрыва. Достаточно сказать, что это предположение еще более противоречиво, чем теория инфляции.

Поскольку мы уже далеко залезли в область предположений, зачем останавливаться? В настоящий момент в космологии пользуется популярностью идея вечной инфляции. Согласно этому сценарию, наша Вселенная – просто маленький пузырь в бесконечном пространстве более высокоуровневых измерений, известном как Мультивселенная, которая вечно подвергается инфляции. Тогда Большой взрыв, который создал нашу Вселенную, являлся лишь квантовым колебанием, произошедшим 13,82 миллиарда лет назад. Благодаря этому в вечно расширяющемся пространстве образовался наш пузырь. Пространство внутри него – наша Вселенная – перестало подвергаться инфляции, и расширение его замедлилось до более спокойных темпов, тогда как Мультивселенная снаружи продолжает подвергаться стремительной инфляции. Таким образом, вместо очень короткого периода инфляции, имевшего место после Большого взрыва, теперь наша ситуация изменилась на противоположную: Большой взрыв отмечает конец инфляции в нашей части Мультивселенной.

Более того, вечная инфляция говорит о том, что внутри Мультивселенной могут возникнуть и другие вселенные-пузыри – возможно, бесконечное их количество, – которые будут вечно существовать отдельно друг от друга и стремительно разбегаться из-за постоянно расширяющегося гравитационного поля.

У этой идеи есть еще одна положительная сторона, которую многие физики находят очень привлекательной. Я уже говорил, что физики не любят тонкой настройки, то есть отсутствия каких-либо основополагающих причин для того, чтобы некие физические величины имели именно те значения, которые они имеют. Это хорошо видно при взгляде на наши важнейшие константы: они имеют ровно те значения, которые позволяют существовать такой Вселенной, как наша. Если бы сила притяжения была чуть слабее, галактики и звезды никогда бы не сформировались, а если бы заряд электрона оказался чуть больше, атомы «обвалились» бы и сложная материя не могла бы существовать. Так вот, теория вечной инфляции Мультивселенной отвечает на вопрос: почему наша Вселенная так тонко настроена, что она подходит для существования звезд, планет и самой жизни? Ответ заключается в том, что возможно существование различных вселенных-пузырей, причем все будут подчиняться одним и тем же законам физики, но каждая будет иметь свой собственный набор фундаментальных физических констант. Просто так уж случилось, что мы находимся во Вселенной, абсолютно соответствующей требованиям возникновения жизни, и можем размышлять о том, как нам все-таки повезло.

Чтобы избежать путаницы, здесь я должен добавить, что эти вселенные-пузыри – совсем не то же самое, что параллельные реальности Мультивселенной в одной из интерпретаций квантовой механики, которые обязаны своим существованием различным результатам измерений квантового мира. Вселенные-пузыри в теории вечной инфляции – не параллельные, перекрывающие друг друга реальности; они совершенно не зависят друг от друга.

Рис. 6. Как бесконечное пространство может поместиться в конечном объеме? Два взгляда на нашу Вселенную: «снаружи» у нее всегда конечный объем. А для нас, в нашем пространстве-времени, ось пространства искривлена и направлена по оси времени в бесконечность. Нам же кажется, что все времена совпадают, что и дает нам ощущение бесконечного пространства