Полдень, XXI век, 2012 № 01

Миллион – слишком много для относительно примитивных человеческих обществ, но со временем математики вводят в обиход не только единицу с шестью нулями (если счет происходит в десятичной системе счисления – впрочем, свой миллион есть и в двоичной системе, и в тридцатиричной, и в любой другой), но и единицу с сотней нулей или даже миллионом, хотя в природе еще не обнаружены реальные объекты, число которых измерялось бы единицей с миллионом нулей.

А дальше – бесконечность, и о ней сегодня мы попробуем порассуждать с нашей ограниченной точки зрения.

* * *

Несколько десятилетий назад в советской научной литературе принято было утверждать, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени. Студенты философских факультетов принимали это утверждение на веру точно так же, как студенты-богословы на веру принимали противоположное утверждение о том, что мир ограничен и был создан Богом в не таком уж от нас отдаленном прошлом. Бесконечность Вселенной представлялась многим (в том числе и космологам) неисчислимым скоплением галактик, звезд, планет, туманностей, электромагнитного и других видов излучений, а также разного другого космического мусора.

После того как российский математик Александр Фридман, а затем бельгийский богослов и физик Франсуа Леметр создали концепцию расширяющейся Вселенной и концепция эта стала частью научного мировоззрения, проблема бесконечности мироздания перешла на иной – не философский, а физический – уровень изучения. Определяющим критерием стала плотность материи (вещества и всех видов полей) в возникшей миллиарды лет назад Вселенной – если плотность эта достаточно велика (конкретное число не имеет значения, важна постановка вопроса в принципе), то силы гравитации во Вселенной таковы, что способны не только замедлить продолжающееся расширение, не только затем остановить его, но и впоследствии сжать Вселенную, собрать материю вновь в ту самую точку-сингулярность, где она пребывала в странном неизученном состоянии миллиарды лет назад. А потом…

Потом, вероятно, вновь произошел бы такой же Большой взрыв, и Вселенная повторила бы с какими-то вариациями многомиллиардолетний путь своего развития. Каждый цикл во времени конечен, но число таких циклов должно быть бесконечным в материальной картине мира, причем все бесконечно рождающиеся и умирающие Вселенные отличаются друг от друга лишь в том случае, если в момент Большого взрыва формируются различные по характеру законы природы и мировые постоянные. В одной Вселенной скорость света может оказаться равной миллиону километров в секунду, в следующей – пяти километрам в час и так далее; понятно, что условия существования и развития материи в таких Вселенных будут принципиально отличаться друг от друга, что никак, однако, не скажется на нашем главном допущении – все последовательные Вселенные, конечные в пространстве-времени, являются звеньями единой бесконечной во времени цепи мирозданий.

Бесконечное число циклов развития материи уже миновало и бесконечное число циклов еще предстоит в так называемой «закрытой» модели Вселенной. Антропный принцип утверждает, что законы природы в момент Большого взрыва сформировались таким образом, чтобы в нашей Вселенной было возможно зарождение человеческого разума. Ведь достаточно малейшего отклонения физических постоянных (постоянной Планка, например, или постоянной тонкой структуры) от известных ныне значений, и в такой Вселенной невозможным становится появление не только человека, но вообще чего бы то ни было, состоящего из органических веществ.

В закрытой модели Вселенной антропный принцип, вообще говоря, парадоксом не является – наше мироздание именно таково, но это не значит, что нам просто дико повезло и Вселенная оказалась такой, какая нам нужна: ведь в бесконечной череде предшествовавших миров человечество не появлялось и развитие происходило без наблюдателей (или с наблюдателями, похожими на нас не больше, чем соломенная шляпка на нейтронную звезду).

Получается, что мироздание может быть бесконечным либо в пространстве, либо во времени – но не во всех четырех координатах сразу. Действительно, если плотность материи (включая, естественно, невидимую, «темную») недостаточна и Вселенной предстоит бесконечно расширяться в пространстве, то во времени она имела начало – момент Большого взрыва, единственный и неповторимый. Ось времени в таком случае ограничена с одного конца и, значит, не бесконечна.

Если Вселенная ограничена в пространстве, то она испытывает бесконечное число циклов расширений-сжатий и, следовательно, не имеет ни начала, ни конца на оси времени.

Вроде бы в наших рассуждениях о типах бесконечности во Вселенной нет формальных изъянов, но, тем не менее, эти рассуждения неверны в принципе, и истинными физическими бесконечностями в них даже не пахнет.

* * *