100 великих загадок астрономии

Тогда вся безмерная энергия, скопившаяся в сингулярной точке, пролилась каплями элементарных частиц и молниями четырех фундаментальных сил (взаимодействий), определяющих судьбу всей материи. С этими четырьмя силами ученые намаялись похлеще, чем какой-нибудь транспортный руководитель намучится с лебедем, раком и щукой или конем и трепетной ланью. Всемирная формула должна описывать все процессы мироздания, а значит, она соединит все действующие в нем силы. Однако унификация не вполне удалась.

Английский физик Стивен Хокинг

До сих пор ученые сумели соединить лишь три взаимодействия: электромагнитную силу (она связывает электроны с атомными ядрами), слабое взаимодействие (оно обуславливает радиоактивный распад) и сильное взаимодействие (оно скрепляет воедино атомное ядро). Четвертая сила – гравитационная – никак не вписывается в общую формулу. Так мир оказался расколот на Макрокосм и Микрокосм. В первом действует теория относительности Эйнштейна и доминирует сила гравитации. В микрокосмосе преобладает квантовая теория, а гравитация не играет никакой роли.

Хокинг делает новую попытку преодолеть разрыв, опираясь на теорию струн. Согласно ей, все элементарные частицы состоят не из еще более крохотных – «точечных» – частиц, а из strings, «струн». Все мироздание на недоступном нам микроуровне – основе его основ – заполнено незримыми струнами, которые представляют собой энергию в чистом виде. Элементарные частицы – это не что иное, как их вибрации. Каждый из «квантовых тонов» соответствует определенной частице, например, кварку или электрону.

Итак, все известные нам «кирпичики мироздания» возникают подобно звукам, рождаемым при колебании гитарной струны. Это – мелодии, долетающие из невидимого Ничто в микромир, чтобы потом эхом – сложной симфонической картиной – отозваться в макромире, порождая зримые образы объектов. Из звучания этих струн рождается опус, который и называется Вселенной.

Расчеты убедили Хокинга, как и других создателей «теории струн», что мир, в котором она действует, не может быть трех– или четырехмерным – так же, как сама струна не может быть одномерной. На смену ей пришли другие «кванты» пространства – «мембраны», или сокращенно «браны»: они могут растягиваться в разных направлениях. Что же касается пространства, оно – одиннадцатимерное.

Подождите! Дайте вглядеться! Вот – длина, ширина, высота; Х, Y, Z; ось абсцисс, ординат… Как ни поводи головой по сторонам, больше трех размерностей не сыщешь – да еще из точки Большого взрыва в бесконечность Вечного Будущего течет время, четвертая мера мироздания. Где остальные семь мер? Почему мы их не видим?

«Потому что, – говорит Стивен Хокинг, – сразу после Большого взрыва развернулись и достигли космических величин всего четыре размерности: пространство (длина, ширина, высота) и время». Остальные до сих пор «свернуты», как и в момент Большого взрыва. Они напоминают так и не распустившиеся цветочные почки; они размером со струну. По Хокингу, в каждой точке пространства притаилась семимерная «почка».

В свою очередь, могут существовать миры, где эти размерности все-таки развернулись. В подобном случае вся наша Вселенная заключена внутри такого «гиперпространственного» мира, как бессчетные прямые линии – внутри плоскости или бессчетные точки – на одной прямой линии. Точка идеально похожа на точку, как прямая линия идеально похожа на прямую линию, как наша Вселенная… на все остальные Вселенные?

Даже если эта мысль все еще чужда вам, от Вселенных-двойников трудно скрыться. Представьте себе, что толстовская «Война и мир» – это один «гипермир», а каждое из слов, мелькнувших на страницах романа, – одна Вселенная, подобная нашей. Но вот слово повторилось, мелькнуло еще раз, еще раз… Одни и те же Вселенные под названиями «Пьер», «человек», «обыкновенно» возникают в «гипермире»; они множатся как зеркальные отражения, как тысячи двойников.

«Возможно, вся видимая нами трехмерная Вселенная парит в четырехмерном гиперпространстве», – говорит Стивен Хокинг. Там ее подобий – как точек на бесконечной прямой, как слов во всех тиражах «Войны и мира», которые когда-либо будут напечатаны.

У нашей Вселенной есть бесконечно много соседей. Похоже, если бы мы пробили ореховую скорлупу и выглянули наружу, мы увидели бы со всех сторон те же самые скорлупки. Загадочный гипермир оказался бы чем-то вроде мешка фундука или миндаля. И этот мешок – как скатерть-самобранка; в нем все прибывает орехов. Новые Вселенные постоянно рождаются в результате квантовых флуктуаций. «Подобное сотворение миров, – поясняет Хокинг, – напоминает образование пузырьков пара в кипящей воде. Многие из них тут же лопаются; другие расширяются, как случилось и с нашим миром».