Конец всего. 5 сценариев гибели Вселенной с точки зрения астрофизики

Однако это порождает еще одну проблему в сценарии возрождения через квантовые флуктуации, которая связана как с вопросом о транспортере, так и с кашалотом и горшком с петунией, и приправлена своего рода квантово-механическим солипсизмом. Это так называемая проблема больцмановского мозга.

Идея состоит в том, что, если целая Вселенная может возникнуть из вакуума вследствие квантовых флуктуаций, то с гораздо большей вероятностью это может сделать отдельная галактика, поскольку она менее сложна и для ее создания требуется меньше материи. И, если следовать этой логике, то более вероятно возникновение одной солнечной системы или одной планеты. И даже еще более вероятно появление отдельного человеческого мозга, который содержит все ваши воспоминания и воображает, что живет в огромном и сложном мире и в настоящее время сидит в кафе, набирая текст четвертой главы книги о конце космоса.

Проблема больцмановского мозга заключается в том, что вероятность возникновения этого несчастного мозга, обреченного на практически мгновенное исчезновение в вакууме, намного превышает вероятность появления целой Вселенной, поэтому, если мы хотим объяснить существование нашего мира случайными флуктуациями, мы вынуждены будем признать, что с гораздо большей вероятностью нам все только кажется.

Этот вопрос еще не решен. Несмотря на то что Альбрехт был одним из первых, кто предложил рассмотреть проблему больцмановского мозга в этом контексте, в настоящее время он склоняется к тому, что Вселенная де Ситтера с большей вероятностью создаст такое низкоэнтропийное состояние, как Большой взрыв, нежели нечто маленькое, обреченное на мгновенное исчезновение. Основной аргумент состоит в том, что для создания состояния с низкой энтропией может потребоваться очень много энергии квантовых флуктуаций, но при этом совокупная энтропия системы уменьшается лишь незначительно. Многие космологи придерживаются противоположного мнения и говорят о том, что гораздо легче создать состояние с относительно высокой энтропией, чем карман, в котором энтропия крайне мала. Разрешение этого спора помогло бы нам разобраться с одним из сценариев происхождения космоса, а также развеяло бы некоторые опасения относительно нашей возможной судьбы в виде бесконечного переживания самых неприятных моментов.

Однако для некоторых космологов понимание механизма происхождения низкоэнтропийного состояния ранней Вселенной и выяснение того, стоит ли нам беспокоиться о больцмановском мозге или теореме Пуанкаре о возвращении, представляют собой вопросы, которые потрясают самые основы общепринятой космологической модели. Попытка объяснить возникновение начального низкоэнтропийного состояния побудила некоторых специалистов предложить совершенно иные варианты истории космоса (которые мы обсудим в главе 7), но данная проблема все еще очень далека от решения. Идея о возможности флуктуаций так сильно противоречит нашим представлениям о разумном устройстве космоса, что Шон Кэрролл назвал ее «когнитивно нестабильной». Дело не в том, что это не может быть правдой, а в том, что если это так, то ничто не имеет смысла, и в таком случае мы можем просто отказаться от каких-либо попыток понять Вселенную. Однако по этому вопросу присяжные все еще совещаются.

Если отвлечься от пугающей идеи о возникновении мыслящих мозгов из пустоты, редкие случайные флуктуации способны привнести некоторый порядок в нигилистический хаос тепловой смерти. Однако даже в этом наиболее оптимистичном сценарии Вселенная, в которой доминирует космологическая постоянная, обрекает на гибель всех живущих в ней существ, поскольку в будущем абсолютно все упорядоченные структуры не ждет ничего, кроме тьмы, одиночества и распада. До открытия темной энергии физики, в частности Фримен Дайсон, выдвигали предположения о том, что машина, которая производит вычисления с постоянно убывающей скоростью, может существовать сколь угодно долго[46]. Но даже эта идеальная машина будет подвержена энтропийной эрозии «благодаря» второму закону термодинамики и в итоге распадется и преобразуется в теплоту по мере приближения к горизонту де Ситтера. Время, необходимое для достижения максимальной энтропии, то есть истинной и вневременной тепловой смерти, зависит от оценочных значений периода распада протона, которые все еще не определены. Тем не менее до исчезновения всех мыслящих структур пройдет, вероятно, 10¹⁰⁰⁰ лет или около того.

Но могло быть и хуже.

Когда речь идет о темной энергии, действие стабильной, предсказуемой космологической постоянной представляет собой как будто лучший сценарий. Однако не исключаются и другие возможности, одна из которых связана с фантомной темной энергией, приводящей к чему-то более драматичному, более стремительному и, в некотором смысле, гораздо более конечному: к Большому разрыву.

Глава 5. Большой разрыв