Вечность. В поисках окончательной теории времени

292

Один из первых сценариев отскока назывался просто «сценарий до Большого взрыва». В нем используется новое поле под названием «дилатон» из теории струн, изменение которого влияет на силу гравитации (Gasperini, M., Veneziano, G. Pre-Big-Bang in String Cosmology // Astroparticle Physics, 1993, 1, p. 317–339. Схожий пример – сценарий «экпиротической Вселенной», позднее давший начало «циклической Вселенной». В этой картине энергия, питающая то, что мы воспринимаем как «Взрыв», высвобождается, когда скрытое компактное измерение сжимается до нулевого размера. Идея циклической Вселенной в подробностях обсуждается в популярной книге Пола Стейнхардта и Нила Турока (Steinhardt, P. J., Turok, N. Endless Universe: Beyond the Big Bang. New York: Doubleday, 2007); ее предшественница, экпиротическая Вселенная, была предложена Хури и др. (Khoury, J., Ovrut, B. A., Steinhardt, P. J., Turok, N. The Ekpyrotic Universe: Colliding Branes and the Origin of the Hot Big Bang. // Physical Review D, 2001, 64, p. 123522). Также под рубрикой «циклическая квантовая космология» существуют другие отскакивающие космологические теории, не включающие струны или дополнительные измерения, но полагающиеся на квантовые свойства самого пространства – времени (Bojowald, M. Loop Quantum Cosmology // Living Reviews in Relativity, 2006, 8, p. 11).

Вернуться

293

Надеюсь, после публикации этой книги ситуация изменится.

Вернуться

294

Тот же аргумент работает и для циклической Вселенной Стейнхардта и Турока. Несмотря на название, их модель не обладает свойством периодичности, которое демонстрирует модель Больцмана – Лукреция. В вечной Вселенной с пространством состояний конечного размера допустимые последовательности событий происходят в обоих направлениях времени: как вперед, так и назад, причем с одинаковой частотой. Но в модели Стейнхардта – Турока стрела времени всегда указывает в одном и том же направлении, а энтропия постоянно возрастает, требуя бесконечной тонкой подстройки в каждый момент времени. Что интересно, Ричард Толмен (Tolman, R. C. On the Problem of Entropy of the Universe as a Whole // Physical Review, 1931, 37, p. 1639–1660) уже давно озвучил проблемы энтропии в циклической Вселенной, хотя он говорил только об энтропии вещества, не включая гравитацию. См. также Bojowald, M., Tavakol, R. Recollapsing Quantum Cosmologies and the Question of Entropy // Physical Review D, 2008, 78, p. 23515.

Вернуться

295

Эта дискуссия подразумевает, что предположения, которые мы делали раньше, обсуждая энтропию нашего сопутствующего объема, все так же верны; в частности, мы продолжаем считать, что объем допустимо рассматривать как автономную систему. Определенно это допущение вполне может оказаться ошибочным, но ученые, исследующие эти сценарии, обычно неявно подразумевают именно такой вариант.

Вернуться

296

Aguirre, A., Gratton, S. Inflation Without a Beginning: A Null Boundary Proposal // Physical Review D, 2003, 67, p. 083515. Хартл, Хокинг и Хертог (Hartle, J. B., Hawking, S. W., Hertog, T. The Classical Universes of the No-Boundary Quantum State // Physical ReviewD 77, 2008, p. 123537) также исследовали Вселенные с высокой энтропией в прошлом и будущем и низкой энтропией посередине, но в контексте евклидовой квантовой гравитации.

Вернуться

297

Это верно даже в обычных негравитационных ситуациях, где действует строгое правило, согласно которому полная энергия остается постоянной. Когда высокоэнергетическое состояние распадается до низкоэнергетического, как мяч, катящийся по склону холма, энергия не создается и не разрушается; она просто трансформируется из полезной низкоэнтропийной формы в бесполезную высокоэнтропийную.

Вернуться

298

Farhi, E., Guth, A. H., Guven, J. Is It Possible to Create a Universe in the Laboratory by Quantum Tunneling? // Nuclear Physics, 1990, B 339, p. 417–490. См. также работы: Farhi, E., Guth, A. H. An Obstacle to Creating a Universe in the Laboratory // Physics Letters, 1987, B 183, p. 149; Fischler, W., Morgan, D., Polchinski, J. Quantum Nucleation of False Vacuum Bubbles. // Physical Review D, 1990, 41, p. 2638; Fischler, W., Morgan, D., Polchinski, J. Quantization of False Vacuum Bubbles: A Hamiltonian Treatment of Gravitational Tunneling // Physical Review D, 1990, 42, p. 4042–4055. Гут пишет об этом в своей научно-популярной книге (Guth, A. H. The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins. Reading: Addison-Wesley, 1997).

Вернуться

299