Квантовые миры Стивена Хокинга

Читая в Британском музее общедоступный цикл лекций об истории современной науки, Хокинг начинал рассказ о квантовой механике с вопроса, которым философы-метафизики задавались еще два с половиной тысячелетия назад: что будет, если дробить вещество все мельче и мельче? Есть ли пределы у подобного измельчения и каковы наименьшие размеры могут быть у частицы вещества? Это была, пожалуй, одна из самых трудных, поистине головокружительных проблем. Здесь можно вспомнить удивительное суждение греческого философа Анаксагора, утверждавшего в V веке до н. э., что в каждой частице, какой бы малой она ни была, есть города, населенные людьми, обработанные поля, светит солнце, луна и другие звезды.

В те далекие времена это вызывало только насмешки большинства, ведь и сейчас трудно согласиться с подобными утверждениями и вместить масштабы нашего мира в ничтожно малый объем атомов или даже элементарных частиц. Ведь масштабы видимой Вселенной — Метагалактики — завораживают. В одном нашем Млечном Пути насчитывается порядка 200 миллиардов звезд, а ведь подобных галактик десятки миллиардов! Неудивительно, что сопоставить сверхбольшое сверхмалому даже умозрительно очень трудно.

Тем не менее, подобной игре воображения предавались многие известные физики. Например, Нильс Бор в начале прошлого века объяснял планетарную модель строения атома, получившую название «атом Бора», с помощью аналогии, где электроны представали планетами, вращающимися вокруг солнца — атомного ядра. При этом он полусерьезно утверждал, что в планетарную модель атома вполне могут входить сверхмикроскопические обитатели планет-электронов. Они могут быть разумны и создать свою атомную физику, а потом вдруг обнаружить, что и их атомы также являются маленькими планетными системами…

Рассказывая на лекциях о сингулярном состоянии материи, Хокинг всегда останавливался на работах петербургского математика и физика Фридмана. В далеких 20-х годах прошлого века Александр Александрович заинтересовался общей теорией относительности. Развивая свои идеи, он показал, что при определенных условиях из математической точки может развиться новая Вселенная с мириадами звезд и галактик.

Согласно Эйнштейну, геометрические свойства пространства реального мира существенным образом зависят от того, как распределена в нем материя. Другими словами, окружающий нас мир, подобно изогнутому листу бумаги, обладает кривизной, и эта кривизна связана с гравитационным полем, все определяет плотность вещества. Если она достаточно велика, то все метрические соотношения привычной для нас геометрии Евклида меняются неузнаваемым образом! И весь Мир может стянуться в точку… Все это и послужило исходным материалом для гипотезы о том, что, возможно, вся наша Вселенная с мириадами галактик и биллионами звезд является микроскопической системой с размерами элементарной частицы! Подобные частицы в честь Фридмана были названы фридмонами.

В свою очередь Хокинг, исследуя связь свойств материи и пространства, пришел к выводу, что она может осуществляться на сверхглубоком, квантовом уровне, где могут быть спрятаны не только дополнительные измерения, но и целые миры-частицы… Поэтому на передний план выступили кембриджские теоретики, которые создали совершенно парадоксальный математический образ подобного мира, назвав его в честь отца-основателя квантовой физики Макса Планка: планкеон.

Наряду с другими вариантами «частиц-миров», вроде фридмонов, они входят в класс максимонов, образуя очень странные и полностью замкнутые миры, по идее, никак не проявляющие себя во внешнем пространстве. Из него не проникают наружу ни поля, ни световые лучи, и для стороннего наблюдателя он просто неотличим от окружающего пространства, не имея ни размеров, ни массы, ни электрического заряда. Таким образом, Хокинг получил совершенно фантастическую картину.

В ней вся наша Вселенная со всеми ее звездами, галактиками и туманностями оказывается замкнута в планкеонную оболочку. Впрочем, планкеоны как и фридмоны вовсе не обязательно должны заключать в себе только гигантские метагалактические структуры. Их содержимым могут быть и отдельные галактики, светила и даже планеты…

Более того, если исходить из теории Хокинга, получается, что любая элементарная частица в принципе может оказаться входом в иные миры. Проникнув через ее поверхность, мы можем очутиться в иной Вселенной с трудновообразимым содержимым, причудливыми галактиками, населенными странными цивилизациями. Оглянувшись же назад, мы бы увидели, что наша родная Вселенная сжалась до микроскопических размеров. Если бы мы захотели вернуться, то пришлось бы снова проделать весь путь по коридору между мирами. Путешествуя по различным планкеонам, мы встречали бы каждый раз новую реальность, и наше путешествие по иным мирам могло бы продолжаться до бесконечности. Интересно, что такие путешествия могли бы привести не только к перемещениям в пространстве, но и во времени.