Нереальная реальность. Путешествие по квантовой петле

Если же принять во внимание квантовую гравитацию, это предсказание перестает быть корректным, ведь существует квантовое отталкивание, такое же, как отталкивание, заставившее Вселенную отскочить в момент Большого взрыва. Мы ожидаем, что с приближением к центру падающая материя станет замедляться этим квантовым давлением и достигнет очень высокой, но конечной плотности. Материя сдавливается, но не в бесконечно малую точку, поскольку есть предел того, насколько малы могут быть объекты. Квантовая гравитация порождает огромное давление, которое заставляет материю отскакивать, в точности как коллапсирующая Вселенная может отскочить и стать расширяющейся.

Отскок коллапсирующей звезды может быть очень быстрым, если смотреть на него изнутри. Но, напоминаю, время там течет намного медленнее, чем снаружи. При наблюдении извне этот процесс отскока может занять миллиарды лет. По прошествии этого времени мы увидим, как черная дыра взрывается. В конечном счете черная дыра фактически оказывается коротким путем в отдаленное будущее.

Итак, квантовая гравитация, возможно, предсказывает, что черные дыры – это вовсе не вечные стабильные объекты, как в классической общей теории относительности. В конечном счете они неустойчивы.

Наблюдение такого взрыва черной дыры стало бы впечатляющим подтверждением теории. Очень старые черные дыры, из тех, что образовались в ранней Вселенной, могут взрываться сегодня. Из некоторых недавних расчетов вытекает, что сигналы от их взрывов могут наблюдаться радиотелескопами. Было даже высказано предположение, что некие загадочные радиоимпульсы, которые радиоастрономы уже регистрируют и называют быстрыми радиовсплесками, могут как раз и оказаться сигналами, возникающими при взрыве первичных черных дыр. В случае подтверждения этого предположения мы получим поистине фантастический результат: прямое наблюдение квантового гравитационного явления. Остается только подождать…

11 Конец бесконечности

Когда мы принимаем во внимание квантовую гравитацию, неограниченное сжатие Вселенной в одну бесконечно малую точку, предсказываемое общей теорией относительности для момента Большого взрыва, отменяется. Квантовая гравитация открывает нам, что не существует бесконечно малых точек. Есть нижний предел делимости пространства. Вселенная не может быть меньше планковского масштаба, поскольку не существует ничего меньшего размера.

Если игнорировать квантовую механику, то существование этого нижнего предела не принимается во внимание. Это и есть патологическая ситуация, предсказываемая общей теорией относительности, в которой появляются бесконечные величины, называемые сингулярностями. Квантовая гравитация ставит предел бесконечности и «излечивает» общую теорию относительности от патологических сингулярностей.

То же самое происходит в центре черной дыры: сингулярность классической общей теории относительности исчезает, как только мы принимаем в расчет квантовую гравитацию.

Существует и другого рода ситуация, связанная с электромагнетизмом, в которой квантовая гравитация ставит предел бесконечности. Квантовая теория поля, которую начал создавать Дирак, а завершили в 1950-х годах Фейнман с коллегами, хорошо описывает эти силы, но полна математических нелепостей. При ее использовании для расчета физических процессов мы часто получаем бесконечные бессмысленные результаты. Они называются расходимостями. Расходимости потом исключаются из расчетов с помощью странной технической процедуры, приводящей к конечным итоговым результатам. Этот метод работает на практике и дает верные значения, которые воспроизводятся в экспериментальных измерениях. Но почему теории приходится продираться через бесконечности, чтобы прийти к осмысленным числам?

В последние годы своей жизни Дирак был крайне разочарован бесконечностями в своей теории и, судя по всему, чувствовал, что его цель – истинное понимание того, как устроен мир, – не была достигнута. Дирак любил концептуальную ясность, даже если очевидное для него не всегда было ясно другим. Но бесконечности не способствуют ясности.

Однако бесконечности квантовой теории поля вытекают из лежащего в ее основании допущения о бесконечной делимости пространства. Например, для расчета вероятности различных исходов процесса мы суммируем, как учит нас Фейнман, по всем путям, по которым может разворачиваться этот процесс, а их число бесконечно, поскольку они могут проходить по каждой из бесконечного числа точек пространственного континуума. Именно поэтому мы получаем бесконечные результаты.

Если же принять во внимание квантовую гравитацию, эти бесконечности тоже исчезают. Причина очевидна: пространство не бесконечно делимо, соответственно, не существует бесконечного числа точек и не нужно суммировать по бесконечному числу вариантов. Зернистая, дискретная структура пространства преодолевает трудности квантовой теории поля, исключая бесконечности, которые так ей досаждают.