В давние времена ученые мужи помещали Землю в центр Вселенной. Позднее стали уверять, что в центре находится Солнце. Потом выяснилось, что Солнце — рядовая звезда на краю Галактики, да и сама наша Галактика не отличается уникальностью. Но тогда, может быть, наша Вселенная является единственной и неповторимой? Или все-таки нет?
Верующие люди полагают, что Вселенная возникла в результате божественного акта творения. Ученые-материалисты, отвергая религиозные догматы, долгое время доказывали, что такого акта не было, а Вселенная вечна и бесконечна.
Открытия астрономов вроде бы подтверждали эту точку зрения, однако физики в первом десятилетии ХХ века столкнулись с необъяснимой проблемой. Материя в пространстве распределена неравномерно: между звездными скоплениями существуют колоссальные пустоты, да и сами скопления не выглядят красивыми идеальными шарами. Если Вселенная существует бесконечное время, то почему до сих пор гравитационные силы не стянули всю материю в один сияющий комок?
Чтобы решить проблему, Альберт Эйнштейн ввел в свои уравнения космологическую постоянную «лямбда», которая «обеспечивала» расталкивание звезд. Но «лямбда» выглядела надуманной, ведь в повседневности мы постоянно сталкиваемся с проявлениями сил тяготения, а вот силы всемирного отталкивания не наблюдаем. Физики продолжали искать объяснение устойчивости Вселенной и, в конце концов, нашли. В 1923 году ленинградский профессор Александр Фридман показал, что если Вселенная расширяется, то это расширение с успехом может заменить придуманную Эйнштейном «лямбду» расталкивания.
Звездные скопления не сваливаются друг на друга под действием гравитации, потому что галактики разлетаются, словно выброшенные из одного центра мощным первотолчком. Позднее гениальную догадку Фридмана подтвердил астроном Эдвин Хаббл, который проанализировал данные спектральных наблюдений и пришел к выводу, что разбегание галактик действительно существует.
С этого момента начала формироваться совершенно новая космология, согласно которой Вселенная появилась 13,83 миллиардов лет тому назад из сверхплотной и сверхгорячей точки (сингулярности) в результате Большого Взрыва. Таким образом, в глазах человечества она обрела возраст, прошлое и будущее. Но сразу возникает вопрос: а что было до рождения Вселенной? И существуют ли другие вселенные?
В течение всего ХХ века физики пытались согласовать множество теорий, описывающих фундаментальные законы природы, чтобы создать единую, которую назвали М-теорией. Работа над ней пока не завершена, но уже известно, что мы живем в одиннадцатимерной Вселенной со «случайными» мировыми константами.
Определение «случайные» не должно пугать, ведь благодаря их уникальному сочетанию мы смогли появиться на свет: скажем, если бы гравитационная постоянная была выше, то звезды сколлапсировали бы в черные дыры, а если ниже — то не зажглись бы. Но не существует принципа, который позволял бы сказать, почему гравитационная постоянная в численном выражении именно такая, какая она есть.
Знаменитый физик Стивен Хокинг, проанализировав все открытия последнего времени, сделал вывод, что наша Вселенная представляет собой нечто вроде растущего пузырька пара в кипящей воде. Подобно пузырькам, вселенные появляются случайным образом и, в зависимости от сочетания условий при их рождении, либо начинают расти, либо схлопываются, превращаясь в исходную «воду».
В своих работах Хокинг подчеркивает, что аналогия очень грубая, однако самое главное — мы пока не можем сказать, что находится за пределами нашего «пузырька». Первый вариант — там нет вообще ничего, что можно было бы ощутить или зарегистрировать приборами. Второй вариант — внешний мир состоит из бесконечного множества вселенных-пузырьков, которые слиплись друг с другом, как пена на воде. Третий — существует некое внешнее пространство со своими законами, в котором растущие пузырьки вселенных произвольно плавают и даже иногда сталкиваются друг с другом.
Последняя версия получила косвенное подтверждение совсем недавно. Физики Стивен Фини и Хиранья Пейрис заявили, что в «эхе» Большого взрыва, которое проявляется в виде слабого микроволнового излучения, пронизывающего наш мир, они нашли «космические синяки» — четыре кольцевых паттерна (образца) микроволнового фона, которые, вроде бы, указывают на то, что наша Вселенная неоднократно сталкивалась с другими. Впрочем, этому явлению есть и другое объяснение.
Физик Роджер Пенроуз, который прославился своими дискуссиями со Стивеном Хокингом, выдвинул собственную теорию происхождения и эволюции Вселенной, названную «конформной циклической космологией». Пенроуз исходит из того, что наш мир не имеет момента рождения, а проходит через циклы рождения-смерти-возрождения — эоны (эпохи). Он утверждает, что Большой Взрыв — не уникальное явление, а повторяющийся процесс.
Через миллиарды миллиардов лет, когда погаснут последние звезды и вся энергия мира будет поглощена черными дырами, Вселенная остынет настолько, что даже черные дыры начнут излучать. Именно эти излучения и будут способствовать появлению новой сингулярности и, как следствие, зарождению новой вселенной.
Английский физик говорит, что, скорее всего, наш мир пережил бесчисленное количество эонов. И доказательством могут служить кольцевые паттерны в реликтовом микроволновом излучении. Их зафиксировал Вахе Гурзадян из Ереванского госуниверситета, которому Пенроуз поручил соответствующие наблюдения. Подобно древесным кольцам, отмечающим прожитые годы, паттерны напоминают о предыдущих сингулярностях, когда черные дыры сталкивались и сливались, давая старт очередному Большому Взрыву.
Концепция Пенроуза, хоть и находит косвенные подтверждения, вступает в противоречие с общепринятыми теориями, посему вызывает ожесточенные споры среди ученых. Точку в них могут поставить тончайшие исследования микроволнового реликтового фона. Но вполне может оказаться, что это будет многоточие.
Существует еще одна физическая теория, которая в свое время выглядела совершенно революционной и до сих пор пользуется большой популярностью. В 1957 году свежеиспеченный выпускник Принстонского университета Хью Эверетт опубликовал статью, в которой обосновывалась идея расщепляющихся миров.
Молодой физик исходил из принципа «неполноты квантовой механики», сформулированного Эрвином Шредингером. Суть принципа в том, что если мы не производим наблюдение над частицей, то она находится в суперпозиции — смешении двух состояний. При наблюдении же происходит «коллапс волновой функции», и одно из состояний становится определяющим.
Для иллюстрации своих выкладок Шредингер предложил мысленный эксперимент. Некий кот заперт в непроницаемом ящике вместе с «адской машинкой», внутри которой находится счетчик Гейгера и крохотное количество радиоактивного вещества, которое может распасться с минуты на минуту.
Если это произойдет, счетчик зарегистрирует распад и выдаст сигнал на молоточек, который разобьет колбу с синильной кислотой, а синильная кислота в свою очередь мгновенно отравит кота. Пока ящик закрыт, мы не можем сказать, жив кот или мертв. Если открыт — знаем точно. Таким образом, суперпозиция кота перейдет в одно из возможных состояний. Но что произойдет в этот момент со Вселенной?
Хью Эверетт предположил, что в момент открытия ящика Вселенная расщепится на две: в одной кот окажется мертв, в другой останется жив. Поскольку выбор состояний мы осуществляем ежесекундно, даже не задумываясь об этом, то каждый миг своего существования Вселенная ветвится на бесконечное количество параллельных вариантов. Мы не можем это увидеть из своего четырехмерного мира (пространство плюс время), но если измерений намного больше, то картина меняется.
Научное сообщество не приняло теорию Эверетта — слишком безумной она казалась. Разочаровавшись в физике, он занялся чистой математикой. Однако позднее у него появились последователи, и возникла эвереттика — мировоззренческая позиция, согласно которой реальный мир представляет собой множество реализаций всех мыслимых миров (мультиверс).
Так сколько же Вселенных нас окружает — одна, несколько или бесконечное множество? Поиски ответа продолжаются.
