Чтение онлайн

Правда, сегодня у нас еще нет ответа на вопрос о том, где находится вся та антиматерия, которая теоретически должна была возникнуть вместе с регулярной материей во время Большого взрыва. Физики в большинстве своем считают, что равновесие между материей и антиматерией не подчиняется законам сохранения. Теоретическая неравновесность материи и антиматерии называется нарушением CP-инвариантности, то есть нарушением зарядового сопряжения (charge conjugation) и зарядовой четности (parity). (Эти феномены можно уподобить зеркальному отражению, когда правое становится левым.)

До середины 1950-х годов физики считали, что четность является феноменом, подчиняющимся законам сохранения. Это означало, что если вы посмотрите на некую физическую систему, а затем поднесете к ней зеркало, то увидите в нем точно такую же физическую систему, но противоположной направленности: частица, исходно двигавшаяся вправо, будет двигаться влево. Это был очень привлекательный взгляд – почему отражение в зеркале должно менять основные законы физики? Но, на самом деле, оказалось, что зеркальное отражение меняет законы физики. Идея о нарушении закона сохранения четности пришла в голову двум американским физикам-теоретикам китайского происхождения Яну и Ли в 1950-е годы, во время посещения китайского ресторана в Нью-Йорке.

Вместе они пришли к выводу о том, что слабые силы, действующие внутри атомного ядра, не подчиняются закону сохранения четности. Ян и Ли предложили еще одной китаянке, известной среди американских физиков под дружелюбной кличкой «мадам Ву» (Сяньсюн Ву) и работавшей в Колумбийском университете, экспериментально проверить их теорию. Мадам Ву подтвердила странную теорию Яна и Ли: четность не подчиняется законам сохранения, во всяком случае, при слабых внутриядерных взаимодействиях. Позднее было обнаружено, что если мы объединим четность и зарядовое сопряжение, создав величину, называемую CP, то эта величина тоже не будет подчиняться законам сохранения. Таким образом, имеет место различие (возможно, очень небольшое) между материей и антиматерией как зеркальной субстанцией, в которой все электрические заряды меняются на противоположные.

Такое нарушение CP-инвариантности в том виде, в каком оно нам известно, может быть, не является достаточно сильным для того, чтобы вытеснить из нашей Вселенной всю антиматерию. Этот важнейший для теоретической физики и космологии вопрос до сих пор остается открытым. С другой стороны, может существовать целая Вселенная, состоящая из чистой антиматерии. Возможно, такая Вселенная расположена в пространстве симметрично нашей Вселенной, если материя и антиматерия действительно возникли в равных количествах во время взрыва чистой энергии, который теперь принято называть Большим взрывом.

Другой аргумент Трайона основывается на допущении о том, что Вселенная, будучи «закрытой», имела суммарную энергию, равную нулю. Однако в 1998 году астрономы сделали историческое открытие: оказалось, что Вселенная с ускорением расширяется, а микроволновое фоновое излучение, улавливаемое спутниковыми обсерваториями, говорит о том, что наша Вселенная не является «закрытой» или «свернутой». Более того, она очень близка к тому, чтобы стать по-настоящему «плоской». Это означает, что пространство имеет структуру евклидовой геометрии, то есть характеризуется прямыми линиями и лишено внутренней кривизны. Таким образом, аргументы Трайона выглядят совершенно несостоятельными в свете открытий, сделанных за десятилетия, прошедшие после опубликования его статьи.

Кроме того, факт присутствия во Вселенной огромного количества «темной энергии», природа которой остается пока совершенно неясной, делает беспредметным любой спор о «суммарной нулевой энергии» нашей Вселенной.

«Вселенная из ничего» в смысле Лоуренса Краусса – это вымысел, фикция, не имеющая никакого обоснования в объективной реальности. Эта гипотеза не вытекает из теоретических результатов Виленкина или Трайона, так как, по мнению этих авторов, Вселенная возникла не из абсолютного «ничто»: Виленкин требует наличия предсуществующей квантовой пены и «скрытой истории» («отрицательного времени»), а Трайон нуждается в закрытой Вселенной, хотя мы знаем, что наша Вселенная таковой не является. К тому же Трайон никак не объясняет исчезновение антиматерии, на существовании которой и зиждется его теория.

Тем не менее вполне возможно, что наша Вселенная возникла в результате происшедшей в квантовой пене флуктуации, предшествовавшей Большому взрыву. По модели Виленкина такая флуктуация требует наличия квантовой пены, в которой отсутствовали классическое пространство и время, причем такая квантовая флуктуация, породившая нашу Вселенную, могла происходить неоднократно – если считать, что все, что может произойти, обязательно в конце концов произойдет. Таким образом, по мнению некоторых космологов, существует некая мультивселенная, то есть множество вселенных. Пользуясь языком Блаженного Августина, можно сказать, что если Бог однажды перестал предаваться ничегонеделанью и создал Вселенную, то он мог поступать так снова и снова.

2 марта 2011 года мне пришлось принять участие в самых неприятных публичных дебатах в моей жизни. Это были дебаты с физиком, которого я когда-то считал своим другом или, во всяком случае, хорошим знакомым. Брайан Грин незадолго до этого опубликовал книгу «Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса» («The Hidden Reality: Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos») [15] и совершал турне по США, рассказывая о ней широкой аудитории.

Бостонский музей науки поручил мне взять у Брайана телевизионное интервью. Зная Брайана Грина много лет, я с радостью согласился. Однако мои ожидания не оправдались. Почти каждый раз, когда я просил Грина пояснить утверждение о том, что существуют и другие вселенные, и привести хоть какие-то экспериментальные доказательства, он уклонялся от ответа.

Этот талантливый ученый не привел ни одного убедительного доказательства того, что в мире, помимо нашей, существуют и другие вселенные. На все вопросы он отвечал приблизительно следующее: «Так нам говорит математика, а я верю в эту науку». Однако математика ничего не говорит нам о других вселенных – точнее, о реальных вселенных. Все рассуждения о «мультивселенной» как скоплении возможно существующих вселенных являются целиком и полностью гипотетическими. Дебаты получились неудачными главным образом потому, что мы имели дело с вещами, о которых мы, как ученые, не имели никаких объективных данных. С равным успехом мы могли бы спорить о том, сколько ангелов умещается на булавочной головке.

Атеисты с готовностью ухватились за идею мультивселенной, полагая, что если существует множество вселенных, то менее впечатляющим выглядит сотворение одной Вселенной, которое, следовательно, могло произойти и без божественного акта. Они шумно приветствовали книгу Грина.

В ней автор собрал воедино четыре различные теории, согласно которым, по мнению Грина, наша Вселенная является всего лишь одной из многих, а возможно, и бесконечного числа вселенных: некоторые из них похожи на нашу Вселенную, некоторые нет.

Одной из таких теорий является теория инфляции Алана Гута. Согласно ей Вселенная прошла через период очень быстрого расширения (названного автором инфляцией), которое затем значительно замедлилось. Эта теория была дополнена Андреем Линде и Александром Виленкиным до хаотической теории инфляции. Линде и Виленкин считают, что, исходя из квантовых представлений, можно утверждать, что инфляционный процесс, породивший нашу Вселенную, продолжается в природе непрерывно и вечно.