Квантовые миры Стивена Хокинга

При этом теория предсказывала, что гравитоны должны обладать нулевой массой и двойным спином. И вот, в 70-х годах прошлого века, появились научные работы, в которых таинственная безмассовая частица струнной модели напрямую сопоставлялась с гравитоном. Таким образом, Хокинг считал, что теория струн представляет собой математический каркас для квантовой теории тяготения.

Что обещало дальнейшее развитие теории струн?

Уже сейчас «струнные» работы привели ко многим интересным побочным результатам в математике, включая создание новых структур, а также инновационных идей и методов их решения. На последних конференциях, посвященных различным аспектам струнной теории, Хокинг часто встречал физиков-теоретиков и математиков, совместно докладывающих свои исследования в области алгебраической геометрии.

Хокинга как космолога в теории струн больше всего интересовал вопрос создания оригинальных суперструнных сценариев рождения и эволюции нашего Мира. Хокинг полагал, что Вселенная на современном этапе развития может быть заполнена космическими струнами галактических или даже метагалактических масштабов. В основе этого лежит идея о том, что поскольку расширение нашей Вселенной началось с планковского масштаба Большого взрыва, то на этой стадии пространство-время было плотно заполнено «обычными» микроскопическими суперструнами с планковской длиной. Чтобы растянуть их до макроскопических размеров, потребовалась бы колоссальная энергия, и она нашлась естественным образом в ходе «разлета» нашего Мира.

Конечно, тут возникали очень интересные вопросы. Во-первых, что же предшествовало появлению суперструн в сверхмикроскопическом пузырьке — зародыше нашей Вселенной. Во-вторых, как повлияли микро-мега-суперструны на эволюцию Вселенной, а также изменение их физических характеристик при этом. С помощью гипотезы мегаскопических суперструн Хокинг пробовал объяснить и переход этапа равномерного расширения в ускоренное около 8 миллиардов лет назад. По его мысли суперструны на всех этапах своего «растяжения» каким-то образом должны были взаимодействовать и с таинственными темной материй и энергией, хотя бы по той простой причине, что они составляют основное содержание Метагалактики. А поскольку исследование этих загадочных субстанций идет полным ходом во многих направлениях, появляются некоторые надежды и на экспериментальное подтверждение столь экзотической теории. Во всяком случае для объяснения новых эффектов на сверхмощных ускорителях и для наблюдений галактических аномалий появляются новые очень необычные аргументы одной природы.

Теория струн также мотивировала новые умозрительные идеи, стимулирующие новые эксперименты. Одна из самых захватывающих связана со сверхбольшими пространственными измерениями. Первоначально считалось, что дополнительные пространственные измерения теории струн закольцованы в малые разнообразия с размерами не более планковских. Но в последние годы пришло осознание, что некоторые из этих дополнительных измерений могут, напротив, быть очень масштабными и даже бесконечными, а не воспринимаем мы их лишь по той простой причине, что сами прикованы к трехмерной бране — гиперповерхности в мире с большим числом измерений.

Такая возможность весьма естественным образом следует из теории струн. Вполне возможно, что мы привязаны к бране, в то время как есть и другие измерения, возможно, даже бесконечные. Единственный для нас способ увидеть или почувствовать другие пространственные измерения — через гравитационные флуктуации «экстрапространства».

Глава 8. Чудеса М-теории

Согласно М-теории, наша Вселенная не единственная. М-теория предсказывает, что из ничего было создано огромное множество вселенных. Для их сотворения не требуется вмешательства сверхъестественного существа или Бога. Скорее, эти многочисленные вселенные возникают естественным путем по законам физики. Они являются научным предсказанием.

С. Хокинг, Л. Млодинов. Высший замысел

За полвека существования струнная парадигма прошла несколько взлетов и падений. Не менее четверти века с ней активно работал Стивен Хокинг. Участвовал кембриджский теоретик и в создании ответвления, широко известного даже среди дилетантов, как «М-теория». Это доминирующее сегодня теорфизическое направление основывается на концепции многомерных мембран. По меткому выражению приятеля Хокинга Хуана Малдасены, мембраны отличаются от струн примерно так же, как макароны от лепешек.