На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда
Видя его сидящим передо мной в инвалидной коляске, чем-то похожим на сдувшийся воздушный шар, я почувствовала еще больший трепет перед всем тем, что он смог сделать в своей жизни. И когда я смотрела на слова, появлявшиеся на его мониторе, прекрасно зная, что это не более чем случайным образом сгенерированные списки, я не могла отделаться от мысли, что если бы удалось увидеть их поближе, я смогла бы разгадать тайну Вселенной.
Когда на конференции был объявлен перерыв на обед, все направились к выходу. Обед не был предусмотрен организаторами конференции, и поэтому мы самостоятельно выбирали себе место, где можно было перекусить. Я заметила Лизу Рэндалл, физика из Гарвардского университета – она стояла одна и, скорее всего, ждала кого-то, поэтому я подошла к ней и представилась. В своем выступлении Рэндалл обсуждала происхождение таинственного инфлатонного поля, и я была рада услышать об этом, так как сама размышляла на ту же тему. Инфлатонное поле в состоянии ложного вакуума отвечало за начало инфляции и образование большой, равномерно заполненной звездами Вселенной, которую мы знаем и любим. Но что же породило сами инфлатоны? Какие-то другие таинственные поля? А что породило в свою очередь их? Это как башня из черепах? Я собиралась задать ей эти вопросы, но в этот момент к нам подошли еще несколько физиков со словами:
– Мы нашли ресторан. Пошли обедать!
Они, казалось, обращались и ко мне тоже – или, по крайней мере, они никак не дали мне понять, что не хотят видеть меня в их компании, и я восприняла это как приглашение.
Так я увязалась за ними и вскоре очутилась за длинным столом в простом итальянском ресторанчике в компании с сэром Мартином Рисом из Королевского астрономического общества Великобритании, Дэвидом Шпергелем, физиком из Принстона, сыгравшим ключевую роль в анализе данных WMAP, Рэндалл и несколькими первостатейными журналистами.
Мы с Лизой Рэндалл в Калифорнийском университете в Дейвисе.
Фото: Д. Фальк.
После того как каждый сделал свой заказ, зазвучало страшное слово на А – страшное, но неизбежное сегодня, учитывая его способность объяснить необъяснимое.
Например, темную энергию. Физики знали из наблюдений сверхновых, а теперь – и из данных WMAP, что плотность темной энергии чрезвычайно мала, всего 10–23 граммов на кубический метр пространства – едва слышимый шепот в темной пустоте, но шепот, который на больших расстояниях превращается в явственный вой.
Это происходит потому, что темная энергия, скорее всего, внутреннее свойство пустого пространства самого по себе, «космологическая константа», как окрестил ее Эйнштейн. Ее сила заключается в самом постоянстве – по мере того как пространство расширяется, все, содержащееся в нем, становится менее плотным, – кроме темной энергии, чья плотность остается постоянной. Больше пространства – больше темной энергии: своеобразная разновидность положительной обратной связи.
Вы можете подумать, что физики способны предсказать наблюдаемую плотность темной энергии, учитывая все, что они уже знают о квантовом вакууме. Действительно, квантовая теория поля предоставляет все необходимые инструменты, чтобы рассчитать энергию вакуума. К сожалению, теория здесь дает абсолютно неверный ответ. Согласно теории, плотность энергии вакуума должна быть бесконечной. Ясно, что она не может иметь бесконечное значение, иначе мы все были бы разорваны в клочья быстро расширяющимся пространством. Поскольку предметы вокруг нас не разрушаются спонтанно, вакуум должен быть достаточно безопасным их местонахождением, по крайней мере на атомных и даже несколько больших масштабах. Так что если она не бесконечна, решили физики, то должна быть равна нулю.
На первый взгляд, это звучит немного странно, но ноль и бесконечность больше похожи друг на друга, чем вы думаете. Они представляют собой два наиболее простых и элегантных результата численных расчетов. Теория, которая предполагает, что некоторое число должно быть равно нулю или бесконечности, гораздо более элегантна, чем та, которая дает, например, число 3,746. Конечные числа могут показаться довольно случайными. Так что если исключить бесконечность, то следующим наилучшим выбором должен быть ноль. Физики предположили, что вакуум может обладать некоторым свойством с положительной и отрицательной составляющими в равных количествах, дающими в сумме идеальный ноль.
Но это было до того момента, как астрофизики поменяли карандаши на телескопы и фактически измерили значение темной энергии, обнаружив, что оно равно почти нулю, но не совсем. Это был худший сценарий: маленькое, но конечное число. Чтобы получить правильное значение, необходим какой-то механизм, который берет бесконечности из квантовой теории поля, сокращает их до 120 десятичных знаков, а затем чудесным образом останавливается, оставляя в результате мизерное значение. Мизерное значение, которое управляет всей Вселенной.
Число, появляющееся в результате такой тонкой настройки, само по себе редкость, чтобы не сказать больше, и физики не смогли найти для него ни одного хорошего объяснения. В отчаянии они обратились к слову на А. Так уж случилось, что плотность темной энергии прямехонько попала в узкий диапазон значений, при которых возможно существование атомов, звезд, углерода и, в конечном счете, жизни. Немного больше или немного меньше, и существование нашей Златовласки было бы недолгим. А это обстоятельство значительно ухудшает все дело – теперь значение плотности оказывается не только невероятно странным, но и, по случайному совпадению, именно настолько странным, насколько необходимо для жизни. Нам повезло. От этой случайности неприятно попахивает фатализмом и телеологией. Но здесь есть одна хитрость. Значение плотности темной невероятно странное, только если предположить, что наша Вселенная – единственная. Однако мы знаем, что в рамках инфляционной модели получить единственную изолированную Вселенную практически невозможно. Как только в результате инфляции родилась одна Вселенная, вы будете иметь дело с бесконечным количеством похожих вселенных, с огромной и разнообразной мультивселенной. Если каждая из этого бесконечного набора вселенных обладает разным собственным количеством темной энергии, то наше мизерное значение становится не только вероятным, но и неизбежным.
Это дает ответ, но совсем не того рода, на который надеялись физики, это было объяснение, накладывающее неприятное ограничение на саму природу объяснения. Физики любят красивые законы, демонстрирующие единство и неизбежность. Они любят элегантные расчеты, сингулярные решения, и уверены, что мир должен быть именно таким, каков он есть, потому что он является отражением гармонии и порядка, которые пронизывают космос платонического совершенства. Никто из них не хотел бы думать, что мир устроен случайным образом. Для них сама эта мысль была бы угнетающей.
Рис, который был чрезвычайно вежлив и казался вылепленным из воска, пояснил, что он относится к идее мультивселенной весьма серьезно и считает, что обращение к антропному принципу не только оправдано, но и необходимо. И все-таки, сказал он, физики должны продолжать работать так, как будто его нет, в противном случае они рискуют совсем облениться. Они должны по-прежнему продолжать пытаться выводить физические законы на основе фундаментальных принципов, даже если это и не всегда получается. Шпергель не разделял его энтузиазма. Антропный принцип, сказал он, означает, что наука сдала свои позиции.
Сидя молча, я все вспоминала, как однажды Уилер написал: «Если антропный принцип, то почему антропный принцип?» Для Уилера это «слово на А» было не объяснением, а, скорее, ключом к разгадке роли наблюдателя в происхождении Вселенной, ключом к природе окончательной реальности.
Я собрала все свое мужество, чтобы довести до своих соседей эту мысль, когда Рис вдруг перевел разговор на политику, борьбу с биотерроризмом и ядерную войну. За панини и кофе эспрессо он пояснил, что шансы человечества уничтожить себя к концу двадцать первого века очень высоки, не менее чем 50 на 50. Для рыцаря он был как-то уж слишком серьезен.
