Всё из ничего: Как возникла Вселенная

Эта картина, которую Линде назвал «хаотической инфляцией», и в самом деле напоминает хаотические системы на Земле, более для нас привычные. Возьмем, к примеру, кипящую овсянку. В любой момент на поверхность может вырваться пузырь газа – это свидетельство существования областей, где жидкость при высокой температуре завершает фазовый переход в газообразное состояние. Однако между пузырями овсянка бурлит и клокочет. На больших масштабах налицо регулярность: где-то всегда лопаются пузыри. А вот на локальном уровне все очень сильно зависит от того, куда посмотришь. Во Вселенной в состоянии хаотической инфляции будет примерно то же самое. Если кто-то случайно оказался в пузырьке, который находится в самом нижнем основном состоянии и в котором инфляция прекратилась, то Вселенная покажется ему совсем не такой, как обширное пространство вокруг, где по-прежнему идет инфляция.

В таком представлении инфляция вечна. Некоторые области – на самом деле большая часть пространства – будут бесконечно экспоненциально расширяться. Те области, где инфляция прекратится, превратятся в отдельные вселенные, изолированные друг от друга с точки зрения причинно-следственных связей. Подчеркиваю, что если инфляция идет вечно, то мультивселенная неизбежна, а вечная инфляция – это наиболее вероятный сценарий в основных моделях инфляции, если не во всех. Вот как писал об этом Линде в своей статье 1986 г.:

Старый вопрос о том, почему наша Вселенная является единственно возможной, сменился новым вопросом о том, в каких теориях возможно существование мини-вселенных нашего типа. Это тоже очень сложный вопрос, но он все же намного легче первого. По нашему мнению, одно из важнейших последствий разработки сценария инфляционной Вселенной – изменение взгляда на глобальную структуру Вселенной и на наше место в мире.

Как подчеркивал Линде и как впоследствии стало понятно всем, эта картина открывает перед физикой новую перспективу. Вполне может оказаться, что в природе существует много разных низкоэнергетических квантовых состояний, в которые в конечном итоге может «упасть» инфлирующая Вселенная. Поскольку конфигурация квантовых состояний этих полей в каждой такой области своя, характер фундаментальных законов физики в каждой области-вселенной тоже будет свой.

Вот тут и появляется первый «ландшафт», на фоне которого может развернуться антропная аргументация, о которой уже упоминалось. Если существует много разных состояний, в которые могла бы прийти наша Вселенная после инфляции, то, возможно, Вселенная, в которой мы живем и в которой энергия вакуума не равна нулю, но при этом так мала, что могут формироваться галактики, всего лишь одна из потенциально бесчисленного семейства, однако именно она является избранной для любознательных ученых, поскольку в ней могут существовать галактики, звезды, планеты и жизнь.

Однако это не первый контекст, в котором появляется слово «ландшафт». Слово это продвинула куда более производительная рекламная машина – мощный локомотив, который движет физикой элементарных частиц вот уже почти четверть века: теория струн. Согласно теории струн, элементарные частицы состоят из более фундаментальных составляющих, но не частиц, а объектов, которые ведут себя как вибрирующие струны. Вибрация струн скрипки порождает разные ноты – так же и в рамках этой теории разные виды вибраций порождают объекты, которые, в принципе, способны вести себя, как разные элементарные частицы, обнаруживаемые в природе. Однако подвох в том, что эта теория математически несостоятельна, если ограничивать ее всего четырьмя измерениями, и, чтобы она обрела смысл, их требуется гораздо больше. Что происходит с остальными измерениями, пока вовсе не очевидно, равно как и ответ на вопрос о том, какие еще объекты, кроме струн, могут играть роль в этой теории. И это лишь малая толика из множества нерешенных проблем, которые возникли при разработке этой теории и несколько приглушили вспыхнувший поначалу энтузиазм.

Разбирать теорию струн подробно нам ни к чему, да в сущности, подробный ее разбор пока невозможен, поскольку за последние 25 лет стало ясно, пожалуй, лишь одно: то, что поначалу называлось теорией струн, гораздо сложнее и хитроумнее, чем мы думали. Это нечто такое, чьи фундаментальная природа и устройство для нас по-прежнему тайна.