Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

Эту работу Андрей Сахаров опубликовал в 1967 году, когда его голова была занята другими вещами. За долгие годы работы над проектом бомбы он получал награды от советского режима. Играя ключевую роль он, как и Зельдович, три раза награждался медалью Героя Социалистического Труда. Но близость к ядерному оружию заставила его остро осознать катастрофические последствия гонки вооружений, в которую были вовлечены Советский Союз и Соединенные Штаты Америки. Все усиливающиеся протесты Сахарова против ядерного оружия привели к тому, что он утратил свой статус. В 1968 году он пошел против режима, опубликовав статью «Размышления о прогрессе, мирном сосуществовании и интеллектуальной свободе», в которой недвусмысленно изложил свои возражения против одной из основных оборонных программ Советского Союза — развития противоракетной обороны. Это был конец пребывания Андрея Сахарова в роли идеального советского гражданина. Как ярко выраженный диссидент, он был лишен привилегий и наград, возможности работать над секретными проектами и сослан в Горький. Зельдович неодобрительно относился к так называемой социальной работе Сахарова, говоря своим коллегам, что «такие люди, как Хокинг, посвящают себя науке. Ничто не в силах их отвлечь». Но как писал в своих мемуарах Сахаров, сила его переживаний из-за ситуации в Советском Союзе была столь велика, что «я был просто вынужден говорить, действовать, отложив в сторону все, до определенных пределов даже науку».

Неудачи в научной карьере Сахарова не помешали его гипотезе о том, как кванты могут изменить общую теорию относительности, снова и снова всплывать на поверхность в следующие десятилетия. Его статья предвосхитила шквал квантовых идей, обрушившихся на общую теорию относительности в 1970-е. Некоторые релятивисты считали, что корректировка теории предложенным Сахаровым способом приведет ее в соответствие с квантовыми представлениями и решит проблему с заполняющими ее бесконечностями. Но к концу десятилетия Стивен Вайнберг и Эдвард Виттен доказали, что бесконечности в данном случае являются неустранимыми. Корректировкой теории убрать их было невозможно, требовалось нечто более существенное.

«Супертеории» — теории супергравитации и суперструн — были определенно более основательными и на первый взгляд обещали довольно много в плане преобразования теории Эйнштейна. Фундаментальная идея, лежащая в основе общей теории относительности, не изменилась — центральная роль при понимании гравитации по-прежнему отводилась пространству-времени. Просто это уже не было четырехмерное пространство-время, изначально предполагавшееся Эйнштейном. В девяти- и одиннадцатимерном пространстве-времени супертеорий уравнения выглядели похожим образом, но на практике дополнительные измерения породили область новых фундаментальных частиц и силовых полей, влияющих на наблюдаемый нами четырехмерный мир.

Отдельные одинокие голоса сопротивлялись подобному насилию над общей теорией относительности, но подавляющее большинство считало, что она нуждается в исправлении при попытках ее квантования, в областях высокой плотности или кривизны рядом с сингулярностями, а также при рассмотрении Большого взрыва.

Теория Эйнштейна прекрасно работает, если избегать минного поля квантовой гравитации и не рассматривать Вселенную в начале ее существования, когда она была горячей, плотной и хаотичной. В больших масштабах в астрофизике и космологии общая теория относительности продолжает давать прекрасные результаты.

Если бы астрономия была индустрией, генеральные ассамблеи Международного астрономического союза можно было бы сравнить с мероприятиями, на которых практически каждый пытается что-то продать. На ассамблее 2000 года в Манчестере, в Великобритании тысячи людей собрались порадоваться последним открытиям и рассказать о новых проектах, которыми они собираются заниматься. На заседаниях того года присутствовала великолепная группа космологов, включая меня. Несколько лет назад были оглашены данные о сверхновой, указывающей на ускоряющееся расширение Вселенной. В этом году анонсировались измерения геометрии Вселенной. Наблюдения указывали на простую, но очень странную модель с темной материей и космологической константой. Причин для разногласий и дебатов больше не было — личные предпочтения перестали иметь значение. Это была качественная, убедительная наука, данные радовали ясностью и согласованностью, и казалось, что других вариантов просто не существует.