Нелокальность. Феномен, меняющий представление о пространстве и времени, и его значение для чёрных дыр, Большого взрыва и теорий всего

Точнее говоря, Хеллер и другие сторонники такого подхода принимают взгляд «сверху вниз» на физику, при котором глобальные структуры — те, что охватывают всю Вселенную, — фундаментальны, а локальные геометрические понятия вроде «точек» и «объектов» выводятся из глобальных структур, а не обычный взгляд «снизу вверх», при котором Вселенная строится из огромного количества локализованных сущностей. «Не существует точек, не существует мгновений времени, — говорит Хеллер. — Все глобально. Так что локальность поглощается глобальностью». По аналогии представим, что вместо определения общества как миллионов индивидуумов, которые образуют множество групп, мы определяем его как миллионы групп и идентифицируем каждого индивидуума через членство в группах. (Это не так уж притянуто за уши: философы и социологи вроде Гегеля давно утверждают, что индивидуальная идентичность вытекает в значительной мере из социальной.) Можно представить группы в виде большой диаграммы Венна, и каждая личность будет обозначаться в ней как пересечение определенного набора окружностей. Чтобы такое определение «сверху вниз» работало, группы должны пересекаться правильным образом. В противном случае индивидуумы теряют отчетливую идентичность — может существовать несколько личностей с одним и тем же набором групповых идентичностей, которые невозможно разделить.

Нечто похожее может произойти с глобальными структурами некоммутативной геометрии. При определенных условиях эти структуры соединяются и образуют пространственную вселенную, подчиняющуюся обычным законам физики. При других условиях этого не происходит, и их неидеальная связь порождает нелокальные явления вроде запутанных частиц. Если два обособленных объекта представляют собой просто разные смеси одних и тех же глобальных сущностей, то очевидно, что они могут сохранять внепространственную связь. То, что происходит в одном месте, воспринимает то, что происходит в других местах, без всякой коммуникации в обычном смысле.

•

Модели эмерджентного пространства-времени также дают нам новый подход к пониманию Большого взрыва. Происхождение Вселенной всегда представлялось парадоксальным. Предположительно ничто не предшествовало ей, и все же нечто должно было предшествовать, чтобы привести космос в движение. Парадокс, однако, рассеивается, когда мы представляем Большой взрыв не как внезапный момент создания, а как переходный процесс. Если пространство возникает из непространственных строительных блоков, как жизнь появляется из безжизненных атомов, то рождение Вселенной не более таинственно, чем рождение живого существа. Первоначальный мир, бесформенный и пустой, постепенно самоформируется в пространственную структуру. История доносит до нас древние мифы о создании, в которых первоначальный хаос постепенно разделяется: земля отделяется от неба, ночь от дня, море от суши.

Теоретики, играющиеся с этой идеей, предлагают несколько возможных первоначальных состояний. В соответствии с квантовым граффити, с одной стороны, Вселенная была сетью, насыщенной энергией. Фактически кротовые норы связывали каждую точку пространства со всеми остальными. По мере остывания системы кротовые норы закрывались, части Вселенной приобретали некоторую автономность, а пространство принимало форму, которую мы видим. Матричные модели, с другой стороны, предлагают альтернативный сценарий. Все D0-браны, составлявшие Вселенную на самом глубоком уровне, были взаимосвязаны, однако это не приводило напрямую к связи точек в пространстве. Фактически пространство было разбито на бесчисленные несвязанные части, на архипелаг маленьких вселенных. Физики называют это состояние «ультралокальностью». «Ультра» — потому что островки были не просто автономными, а абсолютно изолированными. Затем некоторые D0-браны оказались запутанными и стали вести себя как цельные единицы — маленькие кусочки пространства. Вновь образованная единица, в свою очередь, становилась запутанной с другими такими же единицами, создавая чуть более крупный кусочек пространства. По мере того как области становились запутанными во все более крупных масштабах, пространство разворачивалось подобно ковру. С точки зрения живущего в таком пространстве это выглядело так, словно возникающие кротовые норы перекрывали пропасть между островами.