Пять возрастов Вселенной

Ясно, что время, предшествующее туннелированию, должно быть настолько долгим, чтобы Вселенная не распалась к настоящей эпохе. Мы можем быть в достаточной степени уверены, что в текущую эпоху образования ядер в видимой части Вселенной не происходило. Время, которое потребуется для этого фазового перехода, вполне может превышать возраст нашей Вселенной, равный десяти миллиардам лет. Однако в будущем Вселенная может пережить фазовый переход и протуннелировать в состояние вакуума с более низкой энергией почти в любое время: может, завтра, а может, и через десять тысяч космологических декад.

Что же в действительности случается, когда и если происходит это самое туннелирование? В данной точке пространства микроскопическая область самопроизвольно переходит в новое состояние вакуума с более низкой энергией. Когда начинается фазовый переход, в фоновом море фальшивого вакуума образуются и начинают разрастаться микроскопические пузырьки состояния истинного вакуума. Этот процесс во многом напоминает рост кристаллов льда в воде, охлажденной ниже точки замерзания. Кристаллы льда начинают расти в какой-то определенной, но обычно произвольной точке и только потом увеличиваются. Ледяная область расширяется по мере того, как наступающий фронт по ходу своего движения превращает жидкую воду в твердый лед. Пузырек нового состояния вакуума разрастается аналогичным образом и переводит фоновую Вселенную из старого состояния вакуума в новую фазу с новым состоянием вакуума.

Космологический фазовый переход происходит быстро, потому что стенки пузыря имеют чрезвычайно большое ускорение. При взгляде с больших расстояний кажется, что пузыри расширяются почти со скоростью света, практически сразу после своего образования. Когда расширяется внешняя стенка пузыря, она сметает области старой Вселенной и оставляет после себя области новой Вселенной. Пузыри растут до тех пор, пока не встретятся друг с другом, после чего они сталкиваются, завершая фазовый переход. Таким образом, старая Вселенная превращается в новую Вселенную с новым состоянием вакуума (см. рис. 24).

Рис. 24. Здесь изображен космологический фазовый переход в действии. В фоновом море старого состояния вакуума образовались пузырьки нового состояния вакуума (затемненные области). Эти пузырьки со временем растут, пока не встретятся друг с другом, завершая фазовый переход

Внутри пузыря, в области с новым состоянием вакуума, характер Вселенной изменяется практически полностью. По завершении фазового перехода изменяются физические законы Вселенной, в том числе и значения физических постоянных. В новом состоянии вакуума фундаментальные частицы имеют совсем другие массы, а константы взаимодействия, определяющие силы природы, — совсем другие значения. Вселенная в том виде, в каком знаем ее мы, просто прекращает свое существование.

Любые живые существа, захваченные фазовым переходом, погибли бы мгновенно. Они тут же утратили бы способность к выполнению своих обычных биологических функций или даже к простой химической активности. Из-за быстрого расширения пузырей, происходящего почти со скоростью света, любые наблюдатели, присутствующие при этом монументальном событии, не получили бы абсолютно никакого предупреждения о его приближении. Поскольку ни одно транспортное средство не способно передвигаться быстрее скорости света, никакие предварительные сигналы не смогли бы предупредить о грядущем разрушении. Короче говоря, увидеть приближение этого перехода невозможно.

С момента прибытия волнового фронта пузыря время, необходимое для перехода из старого состояния вакуума в новое, равно крошечной доле секунды: где-то от 10^-10 до 10^-30 секунды. Этот микроскопический промежуток времени значительно короче времени отклика нейрона в мозге человека. Таким образом, этот переход слишком внезапен, чтобы люди могли его ощутить. Согласно дайсоновской гипотезе соответствия масштабов у гипотетических форм жизни отдаленного будущего скорости мышления должны замедлиться из-за падения температуры. Будущие формы жизни, скорее всего, будут функционировать при более низких температурах, чем люди, поэтому время отклика у них должно быть еще длиннее. Любые существа, наблюдающие этот космический фазовый переход, буквально так и не узнали бы, что это за напасть.

Природа Вселенной и законы физики заметно отличаются до и после этого фазового перехода, или, что эквивалентно, снаружи и внутри растущих пузырей. Точная природа новой Вселенной находится в критической зависимости от нового состояния вакуума. В частности, различен вклад космологической постоянной до и после фазового перехода. Новый вид принимает и теория гравитации.