Журнал «Вокруг Света» №11 за 2005 год (2782)

Развиваемые в последние годы многомерные обобщения ОТО Эйнштейна открывают еще одну возможность для сосуществования различных вселенных: они могут располагаться в разных измерениях некоего объемлющего их многомерного пространства. Впервые идея о том, что наш четырехмерный Мир включен в Мир большего числа измерений, была высказана российскими учеными В.А. Рубаковым и М.Е. Шапошниковым в 1983 году, и сегодня она активно развивается, в том числе и в виде модели «Мира на бране». Иными словами, на некоей четырехмерной поверхности в многомерном пространстве.

К сожалению, дать полный и всеобъемлющий ответ на вопрос о том, где находятся все эти вселенные, наука пока не может, как и объяснить, что было до того, когда благодаря квантовой флуктуации возник наш мир.

Реконструкция Вселенной

Сложно ли создать вселенную с условиями для зарождения Разума? Под Разумом будем иметь в виду жизнь белковых существ, похожую на нашу. Для возникновения такого рода жизни необходимы как минимум звезды, планеты и атомы.

Начнем с размерности пространства. Природа выбрала трехмерное, и это правильно. Физики, правда, говорят, что наш мир как минимум одиннадцатимерный. Но большая часть этих измерений компактна, а тех, в которых возможно движение, — три. Если пространство имеет всего два измерения или только одно, то в нем, по современным представлениям, нельзя обеспечить жизнеспособность сложных структур, и, соответственно, жизнь в нем невозможна. При трех измерениях пространства, как известно, орбиты планет, звезд в галактиках, а также галактик в метагалактиках устойчивы. Если число измерений больше трех, то, как показал физик Пауль Эренфест в начале прошлого столетия, планеты не смогут удержаться около звезд. Даже небольшие возмущения орбиты планеты приведут к тому, что она либо упадет на звезду, вокруг которой вращалась, либо улетит от нее. Аналогичная судьба постигает и атомы с их ядрами и электронами, они при большем числе измерений оказываются также неустойчивы.

Таким образом, три пространственных измерения идеально подходят для возникновения нашего устойчиво эволюционирующего Мира.

Есть еще особая координата — время, которое по неведомым нам причинам течет только в одну сторону. Без этой координаты в Мире не было бы развития и эволюционных изменений.

Согласно современным представлениям пространство и время возникают вместе с материей в процессе сверхбыстрого (так называемого инфляционного) расширения и Большого взрыва. Идея Большого взрыва впервые была выдвинута нашим соотечественником Г.А. Гамовым в 1946 году. В конце XX века она была дополнена инфляционным расширением и превратилась в достаточно стройную и признанную большинством ученых Стандартную Космологическую Модель.

Однако, хорошо представляя развитие событий в космических масштабах, ученые не могут объяснить, как все происходило на микроуровне. В частности, не совсем ясно, почему при Большом взрыве материи образовалось чуть-чуть больше, чем антиматерии, хотя из соображений симметрии при рождении нашего Мира частиц и античастиц должно было появиться поровну. Последнее было бы катастрофой для землян — по прошествии некоторого времени все протоны и антипротоны, а также электроны и позитроны успешно проаннигилировали бы между собой, оставив на просторах пустой Вселенной одни кванты света и нейтрино.

Частицы возникли на очень раннем этапе формирования Вселенной, когда ее температура равнялась 10112 К, а возраст —10-5 секунды. Для жизни белковых существ нужны тяжелые элементы типа углерода, который содержит 12 протонов в ядре. Протоны, имея одинаковый заряд, отталкиваются, а значит, такое ядро мгновенно распадется. Для обеспечения стабильности ядер нужны сильное взаимодействие и нейтроны. Однако нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Получается, что все нейтроны, рожденные в тот момент, когда Вселенная была горячей, должны распасться в дальнейшем. Но нейтроны нужны для образования ядер гелия еще до появления первых звезд. Дело в том, что ядерные реакции в звездах чувствительны к начальному составу вещества, и если гелий будет отсутствовать в момент рождения звезд, то темп термоядерных процессов в звездах изменится. В результате чего углерода, кислорода и других тяжелых элементов окажется слишком мало. Благодаря сильному взаимодействию при столкновении протон и нейтрон объединяются в одно целое — ядро дейтерия, внутри которого нейтрон может существовать сколь угодно долго. Но когда Вселенная была горячей с температурой 1010 К, имелось много высокоэнергичных фотонов, которые разрушали ядра дейтерия, освобождая при этом нейтроны.

Параметры слабого взаимодействия, приводящего к распаду нейтрона, таковы, что время жизни этой частицы составляет 15 минут. Что, в общем-то, много для распадающихся частиц. Например, время жизни мюона всего 2х10-6 секунды, остальные, нестабильные частицы распадаются еще быстрее. Этих 15 минут достаточно, чтобы температура Вселенной уменьшилась, и средняя энергия фотонов стала недостаточной для разбивания ядер дейтерия.