О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Комбинируя различные составляющие своих теорий, струнные теоретики нашли гораздо больше возможных форм скрытых измерений, чем количество атомов в наблюдаемой Вселенной. И каждая такая конфигурация пространства создает свою собственную струнную симфонию, описывает иную вселенную со своим особым набором действующих законов. Поэтому, исследуя математические ландшафты миров, образованных скрытыми измерениями высших порядков, теоретики одновременно открывали невероятное множество возможных физических законов и в трех «больших» доступных нашему восприятию измерениях. Определенные конкретные сочетания скрытых измерений соответствуют вселенным, законы которых почти идентичны тем, которые мы наблюдаем, – отличие, например, лишь в точных значениях масс нескольких частиц. Такие вселенные могли бы быть столь же – если не более – благоприятными для жизни, как наша. Однако большинство сочетаний добавочных измерений дает вселенные, совершенно не похожие на нашу: в них присутствуют невиданные конгломераты неизвестных в нашем мире частиц и сил. К концу ХХ столетия теория струн сделалась каким-то универсальным магазином физических законов: любой, кто выдумал бы произвольную вселенную, управляемую определенной физикой, мог бы найти в этом магазине подходящую конфигурацию добавочных измерений, которой эта вселенная соответствует. Существуют бесчисленные вселенные, где отталкивающие силы темной энергии препятствуют образованию галактик и жизни, странные вселенные, в которых коллайдер производил бы черные дыры – а Стивен получил бы за это свою нобелевку, – и даже расширяющиеся вселенные с другим числом «больших» измерений пространства.

В космологическом контексте образование сочетаний дополнительных измерений – часть цепочки нарушающих симметрию переходов, в результате которых и расцветает древо действующих законов. Всплеск инфляции, переход, посредством которого три пространственных измерения отделяются от других и расширяются, тоже можно рассматривать как часть процесса образования многомерной реальности на заре рождения Вселенной. По сути, даже само это рождение, в ходе которого пространство, возможно, «расщепилось» на пространство-время, выглядит чем-то вроде нарушающего симметрию перехода, в каком-то смысле окончательного. Более того, квантовые скачки вносят в этот процесс элемент случайности. И хотя бо́льшая их часть проходит бесследно, те, что запускают нарушающие симметрию переходы, усиливаются и остаются «вмороженными» во Вселенную как составляющая новообразованных действующих законов. Это дарвинова взаимосвязь изменчивости и отбора, снова разыгрывающаяся в первичной среде очень ранней Вселенной – на самом древнем, основном уровне эволюции, какой мы можем себе представить.

Невероятный диапазон форм шестимерных узелков означает, что теория струн отвечает на поставленный мною выше вопрос так: изменчивость и случайность выигрывают у необходимости – с большим перевесом. Так значит, «теория всего» настолько могуча, что не определяет ничего?

С одной стороны, тот факт, что вибрирующие квантовые струны генерируют гравитацию, означает, что в арсенале теории струн есть все для осуществления мечты Эйнштейна о полной и единой теории всех сил и частиц. Больше того, в отличие от Стандартной модели, в теории струн нет никаких свободных параметров, которые надо измерить прежде, чем можно будет использовать ее аппарат. С теоретической точки зрения более чистой ситуации в физике не бывает. С другой стороны, эта чистота, по-видимому, позволяет теории содержать в себе мириады действующих физических законов. В своей прекрасной книге «Скрытая реальность» (The Hidden Reality) Брайан Грин во всех подробностях описывает этот головокружительный математический ландшафт и разбирает не менее пяти очень разных способов, которыми хитроумные извивы структур теории струн порождают множество действующих законов.

С практической точки зрения этот «универмаг законов» означает, что теория струн – не закон, но метазакон. Оглядываясь назад, можно сказать, что в этом нет ничего неожиданного: ведь отсутствие параметров и предопределенных структур в объединяющей математике, лежащей в основе теории струн, как раз и значит, что для любого действующего закона, который в этой математике зашифрован, должен существовать некий возникающий элемент, а возникновение в квантовом мире подвержено случайным изменениям.

ОДНАКО БОЛЬШИНСТВО СОЧЕТАНИЙ ДОБАВОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДАЕТ ВСЕЛЕННЫЕ, СОВЕРШЕННО НЕ ПОХОЖИЕ НА НАШУ: В НИХ ПРИСУТСТВУЮТ НЕВИДАННЫЕ КОНГЛОМЕРАТЫ НЕИЗВЕСТНЫХ В НАШЕМ МИРЕ ЧАСТИЦ И СИЛ.

Получается любопытная вещь: историю Великого объединения можно прочесть двумя разными способами, каждый из которых показывает нам эту историю с разных сторон.