О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Слабые микроволновые фотоны – самые старые световые частицы, которые мы можем надеяться увидеть[116]. В более ранние эпохи при помощи собирающих фотоны телескопов мы прямо заглянуть не можем, и все же мы должны попытаться понять, что именно было причиной микроскопических флюктуаций первозданного тепла. Горячие и холодные пятна на карте реликтового излучения должны, в конечном счете, быть результатом процессов, происходивших в еще более ранние времена. К сожалению, разрешение приемников COBE было недостаточно высоким: они не могли различать на микроволновом небе структуры протяженностью меньше десяти градусов. Это оставляло нас в неведении относительно происхождения пятен в распределении CMB, но и заставляло космологов осознать, какой ценности информация закодирована в дыме и пепле, оставшихся от первичного огненного шара. Если бы только они могли прочесть написанную мельчайшим шрифтом историю космического микроволнового фонового излучения! Слабый реликтовый фон стал как бы экраном, на который современная космология проецирует свои самые глубокие вопросы.

Итак, на закате XX века астрономические наблюдения «золотого века» наконец позволили нам начать читать «свидетельство о рождении» нашей Вселенной. Стало реальностью видение, о котором Леметр писал за семьдесят лет до этого[117]:

ЕСЛИ БЫ В САМОМ НАЧАЛЕ ВСЕЛЕННАЯ СОСТОЯЛА ИЗ ИДЕАЛЬНО ОДНОРОДНОГО ГАЗА, КРУПНОМАСШТАБНАЯ ПАУТИНА ГАЛАКТИК НИКОГДА БЫ НЕ СФОРМИРОВАЛАСЬ, А ТАК КАК ГАЛАКТИКИ – ЭТО КОСМИЧЕСКИЕ КОЛЫБЕЛИ ЖИЗНИ, ТО НЕ БЫЛО БЫ И НАС.

Эволюцию мира можно сравнить
     с только что кончившимся фейерверком;
красные туманные пряди, пепел и дым.
Стоя на остывшей золе,
мы видим, как медленно гаснут солнца,
и пытаемся вспомнить исчезнувший блеск
                                          сотворения мира.

Стивен, который всегда был приверженцем установления связей между космологической теорией и наблюдениями, тоже возлагал большие надежды на то, что, тщательно просеивая этот «космический пепел», космологи смогут реконструировать обстоятельства происхождения Вселенной. К 1990-м Стивен прочно утвердился в своей гипотезе об отсутствии границы. Его убеждала несокрушимая элегантность, с которой эта гипотеза обходила вековые противоречия, связанные с проблемой «начала всего», – для Хокинга красота была залогом истины. Есть свидетельства, что он считал гипотезу об отсутствии границы своим самым крупным открытием[118]. Но, как бы изящна и прекрасна ни была космологическая теория, главным критерием ее правильности всегда остается способность делать предсказания; Хокинг всегда это подчеркивал. Представим на миг, что Вселенная родилась «из ничего», из сферической крупинки чистого пространства. Как тогда выглядела бы наша пятнистая карта распределения температурных вариаций CMB? Ответ на этот интригующий вопрос сделался теперь главным пунктом программы Стивена. Но чтобы найти этот ответ, мы должны сначала вернуться к идее космической инфляции: фазы сверхбыстрого расширения, через которую Вселенная прошла в начале своего существования.

Теорию космической инфляции выдвинули в начале 1980-х физики-теоретики Алан Гут, Андрей Линде, Пол Стейнхардт и Андреас Альбрехт; она считается самым важным усовершенствованием модели горячего Большого взрыва с момента ее появления. В исходной версии теории под инфляцией понималась кратковременная фаза очень ранней истории Вселенной, во время которой гравитация была мощной силой отталкивания и вызвала интенсивное расширение. Основоположники теории инфляции считали, что наблюдаемая Вселенная за мельчайшую долю секунды увеличилась в размерах в ошеломляющем масштабе 10³⁰, что примерно соответствует переходу от размера атома до протяженности Млечного Пути.

Столь малая продолжительность инфляции хорошо объясняла бы загадку, которую мы уже обсуждали в главе 3: почему Вселенная, которую мы наблюдаем, настолько однородна и изотропна вплоть до самых больших масштабов? Очень короткий всплеск сверхбыстрого расширения и означал бы, что даже самые далекие друг от друга области сегодняшней наблюдаемой Вселенной изначально, до всплеска инфляции, были расположены близко друг к другу, внутри общего горизонта. Если говорить об этом в рамках рис. 19, то даже наикратчайшая вспышка сверхбыстрой инфляции отодвинула бы сингулярность Большого взрыва намного ниже, образовав тем самым единую взаимосвязанную среду, которая заполняет весь наш световой конус прошлого. Таким образом, вся наблюдаемая Вселенная имела бы общее причинное происхождение, возникнув везде почти в одном и том же виде.