Александр Никонов - Апгрейд обезьяны. Большая история маленькой сингулярности
Глава 3.
Вселенная возникла из ничего за просто так
Непустая пустота
Да, это правда. Если, конечно, считать «ничевом» тот первичный бессобытийный вакуум, в котором возникла наша чудесная сингулярность — зерно Вселенной.
Между тем вакуум вовсе не «ничего». Вакуум не пустота, как многие полагают. С тех пор, как Дирак обозвал вакуум морем виртуальных частиц, мнение физиков о вакууме кардинально изменилось. Это раньше он был «пустым вместилищем вещей», а ныне превратился в представлении ученых в полноценную материю, пусть и с несколько необычными свойствами.
Вакуум представляет собой океан виртуальных, то есть никак не проявленных частиц. Частиц без всяких свойств! Частиц в особом, «нулевом» состоянии. Представить себе это непросто. Ведь если что-то никак не проявляет себя в этом мире, значит, оно не существует! Почему тогда физики говорят, что вакуум — море виртуальных частиц? Почему не табуреток? Не арбузов? Ведь и вакуумные табуретки, и вакуумные арбузы тоже никак не проявляют себя в этом мире! А дело в том, что вакуум постоянно «кипит» — виртуальные частицы все время на мгновение выныривают в реальность, то есть появляются из ничего и тут же исчезают. По закону сохранения заряда возникают частицы из вакуума только парами — частица вместе с античастицей, например, электрон — позитрон, протон — антипротон… Пары возникают и сразу схлопываются.
Схлопываются они так быстро, что «увидеть» их невозможно. Но можно успеть растащить. Если приложить к вакууму сильное электромагнитное поле, то можно растащить в разные стороны возникшие электрон и позитрон, прежде, чем они схлопнутся. Такие опыты были поставлены.
Был обнаружен еще один эффект, говорящий о том, что вакуум непрерывно порождает и съедает частицы. «Если вакуум действительно кипит, то электрон-позитронные пары, которые образуются вокруг реального атома, должны вносить небольшие коррективы в движение электрона по атомной орбите — экранировать заряд электрона от внешнего наблюдателя» — рассуждали физики. Эти эффекты были обнаружены экспериментально и названы лэмбовским сдвигом.
…Чует мое сердце, что вакуум преподнесет нам еще немало сюрпризов. Кажется, один он уже преподнес…
Добрый папа
В самом конце XX века в Беркли (штат Калифорния) состоялась конференция на тему «Наука и духовные искания». На нее съехались более трехсот светил физики и биологии со всего мира. В большинстве своем верующие. Один из участников — Чарлз Таунс, который в 1964 году вместе с Басовым и Прохоровым получил «нобелевку» за создание лазера — сказал: «Мне кажется, за законами мироздания скрывается разумное существо».
Ну, сказал и сказал. Мало ли, кто что говорит. Но в общем контексте конференции это прозвучало так, что даже такой серьезный журнал, как «Newsweek» вышел с заголовком «Наука открывает Бога».
Конечно, «Newsweek» поторопился со своим заголовком. Во-первых, большинство ученых все-таки люди неверующие. Журнал «Nature» опубликовал данные опроса среди американских ученых. Оказалось, что даже в пуританской богобоязненной Америке, где атеистом быть неполиткорректно, неприлично (все равно что признаться вслух в инцесте) и даже подозрительно, лишь сорок с небольшим процентов ученых признались, что верят в «личного Бога». Обратите внимание — в «личного Бога». Эта расплывчатая формулировка — почти эвфемизм слова «агностик». А агностиками (то есть людьми, сомневающимися в существовании Бога) обычно называют себя те американцы, которым стремно лепить себе на лоб непристойное слово «атеист».
Во-вторых, наука не может «открыть» Бога, скорее, она его постоянно закрывает. Даже искренне верующие ученые решительно изгоняют Бога из своей вотчины — физики из физики, биологи из биологии… Просто потому, что таков научный принцип — искать естественные объяснения реальности, а не сверхъестественные. Ни один ученый не использует гипотезу Бога в своих исследованиях. Поскольку использовать такую гипотезу означает просто прекратить думать и начать молиться.
Между прочим Ватикан не без интереса отнесся к вышеупомянутой конференции верующих ученых, которые хотели «примирить» веру с наукой. И это при том, что каждый конкретный ученый решительно вытеснял Бога за пределы своих знаний, отодвигая его либо в область непознанного, либо в эфемерную область «духа»… Папа Иоанн Павел II вообще к науке относится лояльно. Он реабилитировал Галилео Галилея и Чарлза Дарвина, извинился за мелкие неприятности, доставленные Европе святой инквизицией, а в своей энциклике от 1998 года даже предложил ученым и церкви заключить «перемирие».
Ватикан уже не протестует против происхождения человека от обезьяны. Сломив сопротивление наиболее реакционного крыла попов, Папа, припертый к стенке научными фактами, признал и благословил дарвиновское учение об эволюции, заявив: «Не будем спорить, все равно биологи разбираются в этом лучше».
По сути, у Папы осталась только одна область науки, за которой может прятаться Бог, — космогония. Парадокс: та самая космогония, которая когда-то смертельно рассорила науку и церковь, из-за разных взглядов на которую заживо сгорел на костре несчастный Джордано Бруно, после открытия Большого взрыва заставила поникшую церковь вновь встрепенуться. «Признание Большого взрыва только облагородило облик Бога!» — воскликнул ватиканский астроном и иезуитский патер Вильям Штегер.
Действительно, если мир начален, если был Первотолчок, то… Бог опять очень удачно нарисовался в качестве Первопричины. Кто сделал этот Первотолчок, кто сотворил сингулярность? Почему бы не Бог?
Любопытно, что одним из создателей теории Большого взрыва был молодой бельгийский священник и астроном Жорж Леметр. В 1931 году он опубликовал теорию, по которой мир произошел из «первоатома», который взорвался, и из него вылетели время, пространство и материя. «Становление мира, — писал Леметр, — можно сравнить с отгорающим залпом фейерверка. Мы стоим на остывшей лаве и смотрим, как медленно гаснут солнца». Эту теорию он придумал в конце 1920-х годов после посещения обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии. Именно там Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики разлетаются в разные стороны, как осколки гранаты. Леметр экстраполировал их движение в обратную сторону и придумал Большой взрыв. Его гипотеза потом стала общепризнанной теорией.
Ужасный конец или ужас без конца?
Из теории Большого взрыва вытекали два предположения относительно дальнейшей судьбы мира — разлет галактик либо прекратится, заторможенный силой всемирного тяготения, либо продолжится.
В первом случае после остановки галактик начнется их ускоряющееся стягивание, и Вселенная опять схлопнется в сингулярность. Ничто не сможет выжить в этом кошмаре, мы же знаем, что такое сингулярность — в ней нет ни времени, ни пространства, ни даже элементарных частиц. Зато потом сингулярность опять взорвется новой вселенной…
Во втором случае разбег галактик будет продолжаться вечно. Звезды в конце концов погаснут, и в темном пространстве останутся холодные комки материи в виде остывших звезд и планет. Возможен и еще более неприятный вариант — распадется само вещество. Это зависит от того, вечен ли протон. Раньше считалось, что протон — частица вечная. Потом у физиков-теоретиков появились предположения, что время его жизни хоть и огромно, но все-таки конечно. Проводились даже эксперименты — ученые искали случаи спонтанного распада протонов. Не нашли. То ли протон все же вечен, то ли время его жизни больше, чем предположили.
Если протон не вечен, вещество во Вселенной — все эти остывшие холодные куски материи через неисчислимые биллионы лет распадутся и остается только излучение, нейтрино и редкие электроны и позитроны. Причем одну частицу от другой будет отделять расстояние, в миллиарды раз превышающее размеры сегодняшней Вселенной. Кошмар пустой вечности, в которой нет никаких структур, а только хаос.
Но дело сейчас не в этих частностях — распадется протон или не распадется. Дело в том, что если Вселенная живет по первому сценарию, пульсирующему — то взорвется, то опять схлопнется, — Бог делается ненужным. Вселенная (точнее, вселенные) существует как бы вечно, и ни в каком Создателе вроде бы не нуждается.
А во втором случае — бесконечного раздутия — вроде бы нуждается!
От чего зависит сценарий жизни Вселенной? Расчеты говорят: от средней плотности Вселенной. Если она больше критического значения, значит, общая масса, содержащаяся во Вселенной, такова, что ее взаимопритяжение затормозит разбег и начнется сбег галактик. Если средняя плотность меньше — разлет будет продолжаться вечно. Точная величина средней плотности Вселенной неизвестна. Но!
