Большое космическое путешествие

Я бы сказал, что на сегодняшний день инфляционная теория вполне оформилась. Она подробно объясняет наблюдаемые флуктуации РИ (вспомните рис. 15.3). Если вы сомневаетесь в факте инфляции, не забывайте, что вялотекущая инфляция идет и сегодня. Расширение Вселенной ускоряется; по всей видимости, это связано с низкой плотностью современного состояния вакуума (темной энергии), которая составляет 6,9 × 10^–30 г/см³. Инфляция началась потому, что в юной Вселенной темной энергии было очень много. По-видимому, в результате инфляции неизбежно возникает Мультивселенная. Насколько ученые в этом уверены? Однажды сэра Мартина Риса (королевского астронома) спросили на конференции, насколько он уверен, что мы живем в Мультивселенной. Рис ответил, что голову на отсечение не даст, но готов поспорить на жизнь собственного пса, что это так. Линде говорил, что поскольку потратил десятки лет на разработку инфляционной теории, он готов поспорить на собственную жизнь, что она верна. Нобелевский лауреат Стивен Вайнберг сказал, что готов поставить на эту теорию две жизни – и Линде, и пса Мартина Риза!

Как началась инфляция? Мы не знаем. Возникла ли Вселенная из ничего в результате квантового туннелирования (вероятно, это самая популярная модель) или, что еще более удивительно, в самом начале Вселенной существовала маленькая временная петля? Педро Гонсалес-Диас предположил, что когда у нас будет истинная теория квантовой гравитации, две эти модели даже могут сойтись в одну. Другое мнение, высказанное Полом Стейнхардтом и Нилом Туроком, таково: Большой взрыв произошел от столкновения двух вселенных, плывших в одиннадцатимерном пространстве-времени, и при столкновении они резко разогрелись. Могут происходить и многократные взрывы (представьте себе два листа бумаги, две плоские Вселенные, которые колышутся в трехмерном пространстве и бьются друг о друга. Принципиально M-теория допускает такие явления). Ли Смолин считает, что наша Вселенная могла возникнуть внутри черной дыры в более старой Вселенной. Когда звезда схлопнулась в черную дыру, плотность в ее недрах росла и росла, пока не сформировалось высокоплотное состояние вакуума, чье гравитационное отталкивание расперло его до деситтеровской талии и спровоцировало переход в расширяющееся инфляционное состояние, которое могло породить Мультивселенную, – такой вариант указывали Клод Баррабе и Валерий Фролов. Все это происходило в формирующейся черной дыре, только «ухмылка» с диаграммы Крускала меняется на начальный этап расширения деситтеровского пространства.

Существует ряд спекулятивных идей, исследованием которых физики занимаются в поисках ответа на вопрос вопросов: с чего началась Вселенная? Из всех упомянутых альтернатив на настоящий момент, пожалуй, наиболее популярен вариант с туннелированием из ничего, но мы попросту не знаем, какой из вариантов правильный. Возможно, узнаем ответ, построив «Теорию Всего», которая объединит общую теорию относительности, квантовую механику, а также сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия, что позволит объяснить все законы физики. Когда у нас появятся уравнения «Теории Всего», мы увидим их космологические решения. Вот зачем мы занимаемся фундаментальной физикой. Мы ищем подсказки о том, как устроена Вселенная и, возможно, с чего она началась.

Глава 24 Наше будущее во Вселенной

Автор: Дж. Ричард Готт

В этой главе я расскажу о будущем Вселенной. Я постараюсь в хронологическом порядке описать ключевые события истории Вселенной, как минувшие, так и предстоящие. Здесь будут как неимоверно протяженные отрезки времени из далекого будущего, так и некоторые невероятно краткие события, происходившие в юной Вселенной. Каков самый ранний момент в истории Вселенной, о котором можно говорить?

Чтобы это узнать, нужно ответить на два взаимосвязанных вопроса. Первый: каков кратчайший период, который можно измерить? Второй: каковы самые быстрые часы, которые только можно себе представить? В любых часах, даже в кварцевых, должен быть какой-то колеблющийся элемент – подобный маятнику в часовом шкафу. Если мне нужны самые быстрые часы – значит, нужен элемент, способный совершать самые быстрые колебания. Такой элемент – свет! Именно он совершает самые быстрые колебания. Фактически мне нужны светочасы с рис. 17.1: они состоят из двух зеркал и луча света, отражающегося между зеркалами. Если я захочу ускорить эти часы, что мне сделать? Немного сдвинуть зеркала. Чем ближе зеркала, тем быстрее тикают часы. У меня в часах будет летать вверх-вниз один фотон.