Было ли у Вселенной начало?
КОСМИЧЕСКОЕ ЯЙЦО
Начало Вселенной слишком похоже на божественное вмешательство - кажется невозможным описать его научно. Это единственная мысль, на которой сходятся ученые и богословы. Ведь что-то должно было быть до Большого взрыва, ставшего толчком для появления мироздания! Например, Ветхий Завет начинается со слов «В начале». В таком случае наша Вселенная началась в определенный момент. Однако сам Господь, как предполагается, вечен. Чем же, спрашивается, он занимался до создания Вселенной?
- Даже древние мифы о творении демонстрируют поразительное разнообразие, но на самом фундаментальном уровне они сводятся к одному из двух основных вариантов: либо Вселенная была создана конечное время назад, либо она существовала вечно, - высказывает свою точку зрения физик, космолог, профессор Университета Тафтс в Медфорде (США, штат Массачусетс) Александр Виленкин.
Вот один из сценариев, взятый из священной индуистской книги «Упанишады»: «В начале этот мир был несуществующим. Он стал существующим. Он превратился в яйцо. Яйцо лежало год. Затем оно раскрылось… И прямо из него родился Адитья-Солнце. Его рождение встретили возгласом «Ура!» все существа и все объекты желания».
Эта идея выглядит довольно простой, но, к сожалению, имеет серьезный недостаток, который присущ и всем остальным историям творения. Древние хорошо понимали эту проблему. Так, индийский поэт и философ Джинасена писал в IX веке: «Некоторые глупцы утверждают, что мир создан Творцом. Учение о сотворении мира противоречит здравому смыслу и должно быть отвергнуто. Если Бог создал мир, где он был до творения? Как мог Бог создать мир без всяких исходных материалов? Если вы скажете, что он сначала сделал их, а уже потом мир, вы приходите к бесконечной регрессии (возвращения объекта в своей эволюции к ранее пройденным этапам. - Ред.). Таким образом, учение о том, что мир был создан Богом, вовсе не имеет никакого смысла… Знай, что мир сотворен, как и само время, без начала и конца… Несотворимый и неразрушимый, он продолжает существовать, подчиняясь законам своей собственной природы…»
- Эта критика в равной степени приложима к любым сценариям возникновения космоса - будь то сотворение Богом, как в истории с космическим яйцом, или «естественное» творение, как в модели Большого взрыва современной космологии, - поясняет Виленкин. - Эта же критика, к примеру, применима и к идее Вселенной, рождающейся из хаоса. Есть такая шутка: атеист заявляет, что мир появился из хаоса, на что верующий отвечает: «Но кто же навел этот хаос?»
Согласно теории Большого взрыва вся материя вокруг нас появилась из раскаленного космического огненного шара около 14 миллиардов лет назад. Но откуда появился огненный шар? Теория инфляции, согласно которой Вселенная стала ускоренно расширяться сразу после Большого взрыва, показала, что увеличивающийся огненный шар может возникнуть из крошечного зародыша вакуума. Но все равно остается вопрос: откуда взялся этот первоначальный зародыш? Что происходило до инфляции? В большинстве своем космологи не спешат браться за эту щекотливую тему. Ведь каков бы ни был ответ, всегда можно спросить: «А что было перед этим?»
- Одна из привлекательных альтернатив инфляционного сценария - это постоянное зарождение «островных вселенных», подобных нашей, в расширяющемся «море» вакуума, - полагает Виленкин. - Таким образом, инфляция - это никогда не прекращающийся процесс. Он закончился в нашей собственной островной Вселенной, но будет неограниченно продолжаться в других отдаленных областях. Однако если инфляция бесконечна в будущем, то, вероятно, ей не нужно и начала в прошлом. Получается вечно расширяющаяся Вселенная без начала и конца, что исключает неразрешимые проблемы, связанные с происхождением космоса.
ЭКСТАЗ ШИВЫ
Помимо этой теории, есть еще один способ сделать Вселенную вечной. И вновь индусы придумали его в далеком прошлом. Бесконечный цикл создания и уничтожения символизируется танцем Шивы. «Он приходит в состояние экстаза и, танцуя, посылает сквозь инертную материю пульсирующие волны пробуждающих звуков». Вселенная оживает, но потом «на исходе времен, продолжая танцевать, он разрушает все формы и имена в огне и делает передышку». Эта древнеиндийская идея в научной космологии получила название «пульсирующей Вселенной», которая проходит через циклы расширения и сжатия.
В 2002 году эту теорию выдвинули Пол Стейнхардт из Принстонского университета и Нейл Турок из Кембриджа. Они предположили, что история Вселенной состоит из бесконечно повторяющихся циклов расширения и сжатия. Каждый цикл начинается с горячего расширяющегося огненного шара. Он расширяется и остывает, образуя галактики, и вскоре после этого во Вселенной начинает доминировать энергия вакуума. С этого момента Вселенная начинает расширяться в геометрической прогрессии, удваивая свои размеры примерно каждые 10 миллиардов лет. Спустя триллионы лет этого сверхмедленного расширения Вселенная становится чрезвычайно однородной. Наконец расширение замедляется и затем сменяется сжатием. Вселенная схлопывается и сразу же восстанавливается, давая старт новому циклу. Часть энергии, выделившейся при коллапсе, идет на создание горячего огненного шара вещества.
Стейнхардт и Турок доказывают, что в их сценарии не возникает проблемы начала. Вселенная всегда проходит один и тот же цикл, так что никакого начала попросту нет.
Таким образом, на сегодня есть две возможные модели вечной Вселенной без начала: одна основана на вечной инфляции (расширении), а другая - на циклической эволюции.
|
НОВОРОЖДЕННЫЙ МИР В ЛАБОРАТОРИИ
Но даже если остановиться на этих двух теориях, все равно вопрос возникновения Большого взрыва остается пока не раскрытым. Для того чтобы понять его причину и ход, физики задались вопросом: «Как изготовить новорожденную вселенную в лаборатории?»
- Сама по себе эта идея не нова, - рассказывал физик Андрей Линде из Стэнфордского университета, приезжавший с лекцией в Москву. - Несколько лет назад, когда физики вычислили энергию, необходимую для запуска Большого взрыва, исследователи стали интересоваться, что произойдет, если в лаборатории сосредоточить большое количество энергии в одной точке - ну, скажем, выстрелить одновременно из множества пушек. Можно ли сконцентрировать достаточно энергии для запуска мини-варианта Большого взрыва?
По версии известного американского физика Митио Каку, в этом случае можно получить коллапс пространства-времени и даже черную дыру. Но с ним не согласен другой специалист, физик Алан Гут из Массачусетского технологического института. Он полагает, что в этой «одной точке» спонтанно будут возникать крохотные пузырьки пространства-времени. И те из них, которые будут достаточно большими, чтобы не исчезнуть в пространственно-временной пене, могут легко раздуться до полноценной вселенной.
- Представьте себе мыльный пузырь, который расщепляется на два или порождает рядом крошечный новорожденный «дочерний» пузырек, - объясняет Гут. - Иногда этот крошечный мыльный пузырек стремительно раздувается в совершенно новый полноценный мыльный пузырь. Так же могут возникать целые вселенные.
Алан Гут и его коллеги даже нашли вещество, дающее энергию для превращения крупного пузырька в полноценное мироздание. Это частица по имени «инфлатон», которая, по мнению ученых, дестабилизирует пространство-время и заставляет пузырьки формироваться и раздуваться.
…В конечном итоге теория Большого взрыва обладает тем же основным недостатком, что и теория эволюции, считают ученые. Обе практически идеально описывают, как Вселенная (или жизнь на Земле) менялась после зарождения, но ни та, ни другая не в силах объяснить, с чего все началось.
И может быть, правы древние философы, утверждавшие, что «мир сотворен, как и само время, без начала и конца». А вот попытки создавать вселенные в лаборатории имеют большие перспективы: возможно, в конце концов это поможет нам уцелеть при неизбежной смерти нашего мироздания.
ВОПРОС - РЕБРОМ
Доктор физико-математических наук космолог Эдуард ХАВИНСОН: Где зарождается жизнь?
- Если предположить, что существует множество вселенных, то я считаю, что среди них происходит так называемый «естественный отбор». И доминируют среди них с лучшими физическими константами (например, «нужной» массой электрона и протона), которые можно рассматривать как ДНК вселенной. И чем совершеннее эти ДНК-константы, тем вселенная наиболее приспособлена для выживания и соответственно появления высокоразвитых цивилизаций.
