Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса

• Название: Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса
• Автор: Виктор Стенджер
• Издательство: Питер
• Жанр: Научпоп
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-01765-7

На наших глазах фантастика становится реальностью. Новейшие исследования позволяют предположить, что наблюдаемая часть Вселенной — лишь крошечный участок несравненно более обширной и грандиозной Мультивселенной. В этой книге увлекательно и доступно рассказано о формировании современной картины мира, о том, как решительно и болезненно она пересматривалась с развитием науки, о том, какие невероятные горизонты открываются перед космологией, стоит только выйти из плоскости, заданной теорией Большого взрыва и традиционной астрофизикой.

Последняя работа Виктора Стенджера, в которой он фактически подводит итоги своей научной деятельности и жизни, убедительно доказывает, что Мультивселенная могла возникнуть естественным путем, без вмешательства каких-либо высших сил.

---

Начнем с уравнений Фридмана для пустой, гомогенной, изотропной Вселенной с положительной кривизной, то есть с параметром кривизны k = +1. Хотя наша Вселенная очень близка к плоской, из этого не обязательно следует, что глобальный параметр кривизны k = 0; она может иметь k = +1 или k = -1 и все еще быть очень, очень плоской после инфляции. Аткац и Пейджелс показали, что туннелирование работает только при k = +1.

Имея в распоряжении это уравнение, мы следуем стандартным правилам, согласно которым нужно перейти от классического уравнения к квантово-механическому, заменив действительные числа математическими операторами[25]. Результат выглядит неожиданно просто. Вы получаете квантово-механическое, не зависящее от времени уравнение Шрёдингера для нерелятивистской частицы с массой, равной половине планковскои массы, и нулевой полной энергией, которое имеет единственное измерение, представляющее собой космологический масштабный коэффициент Вселенной, который мы можем принять за радиус Вселенной. Следует отметить, что это просто математическое тождество и из него не следует, что такая частица существует.

Выведенное уравнение — это упрощенная форма уравнения Уилера — Девитта, решение которого гордо именуется волновой функцией Вселенной{335}. При стандартном квантово-механическом подходе к интерпретации волновых функций квадрат амплитуды волновой функции Вселенной определяет вероятность нахождения конкретной Вселенной среди ансамбля похожих вселенных.

Итоговый сценарий проиллюстрирован схемой пространства-времени на рис. 15.2. Время t изображено вертикально, а два из трех измерений пространства, x и y, показаны в перспективе. В каждый момент времени расширяющаяся сферическая Вселенная спроецирована на окружность, перпендикулярную временной оси. Она развивается из сферы планковских размеров, расположенной в начальной точке, t=0.

Рис. 15.2. Схема пространства-времени, изображающая нашу Вселенную и зеркальную Вселенную, которые развиваются из одной планковской сферы в противоположных временных направлениях. Одно пространственное измерение скрыто, поэтому сферические вселенные и планковская сфера спроецированы на окружности. Авторская иллюстрация 

Также показана зеркальная Вселенная на противоположной стороне временной оси. Если мы посмотрим на уравнения Фридмана и другие космологические уравнения, то увидим: ничего в них не запрещает отрицательное время. Зеркальная Вселенная развивается из той же планковскои сферы в противоположном временном направлении. Заметьте, что это не противоречит картине временных линий, изображенной на рис. 15.1.

А вот следствие, которое редко отмечают: поскольку зеркальная Вселенная существует в нашем прошлом, ее стрела времени направлена противоположно нашей. Как мы узнали из главы 5, в физических уравнениях не используется направление времени. Привычная, обиходная стрела времени — это исключительно статистическое определение, в котором будущее время — это направление наиболее вероятных событий, в соответствии с ростом энтропии нашей Вселенной{336}. Таким образом, поскольку зеркальная Вселенная расширяется в противоположную сторону от нашей, направление стрелы времени, которое было бы определено наблюдателем в этой вселенной, противоположно нашему.

Поскольку планковская сфера не содержит никакой информации или структуры, она функционально неотличима от ничего, и мы имеем две вселенные, туннелирующие из ничего. Я назову нашу Вселенную и ее зеркальную пару Бивселенной.

Я должен добавить, что мы не предполагаем, что зеркальная Вселенная идентична нашей, поскольку она ровно с такой же вероятностью будет подвержена случайности, как и наша.

Хотя я не могу доказать, что наша Вселенная появилась именно таким образом, никто еще не доказал обратного. То есть мы имеем правдоподобный сценарий естественного, нерукотворного происхождения Вселенной, основанный на общепризнанных физике и космологии. Это только один из нескольких предложенных сценариев, но он впечатляет меня своей явной простотой по сравнению с остальными, поскольку он не требует никаких новых допущений, используя только общепризнанные физику и космологию. По меньшей мере Бивселенная позволяет опровергнуть любое заявление о том, что наша Вселенная могла появиться только в результате сверхъестественного творческого акта.

Здесь читатель может спросить, откуда взялись общепризнанная физика и космология. Пожалуйста, запаситесь терпением. Скоро мы доберемся до этого вопроса.

Мультивселенная

Если возможны две вселенные, то почему не три, или четыре, или любое другое количество? В 1980-е ученые осознали возможность того, что наша Вселенная может быть лишь одной из неограниченного числа похожих, но не идентичных вселенных. Эта совокупность была названа Мультивселенной. Как мы узнали из главы 12, вскоре после того, как физики предложили идею инфляции, ученые поняли, что если наша Вселенная образовалась из пузырька, то таким же образом вполне могли появиться и многие другие вселенные.

С самого начала теисты яростно возражали против самого понятия множественных вселенных. Практически все мировые религии проповедуют Божественное сотворение единственной Вселенной, центральное место в которой отведено человечеству. Мультивселенная ставит эту веру под сомнение.

Седьмого июля 2005 года кардинал Кристоф Шенборн, архиепископ Вены, написал в «Нью-Йорк таймс»: «Космологическая гипотеза о Мультивселенной была придумана, чтобы обойти несомненные свидетельства целенаправленного творческого замысла, найденные современной наукой»{337}.

Естественно, церковь возражала и тогда, когда Коперник переместил Землю из центра Солнечной системы. А когда Джордано Бруно сказал, что наша планета — всего лишь одна из многих планет, вращающихся вокруг многих солнц, они сожгли его на костре. Теисты говорят о смирении, но им вовсе не нравится, когда наука требует от них смириться.

Уильям Лейн Крейг высказался аналогично Шенборну. В ходе дискуссии в университете Пердью Крейг сказал: «Поборники случайного возникновения мира были вынуждены заявить о множественности миров других вселенных, желательно бесконечно многочисленных и неупорядоченных, чтобы подходящие для жизни вселенные могли случайно появиться где-нибудь в этом множестве»{338}.

Эти заявления не только неверны, но и оскорбительны для серьезных ученых. Гипотеза о множественности миров, или Мультивселенная, была выработана академической наукой без какой бы то ни было мысли о теологии. Это суммарный итог наших лучших современных космологических моделей, основанных на исключительно точных наблюдениях астрономии и доступных нам знаниях о фундаментальной физике.

Вдобавок достаточно сказать, что ни одно из заявленных научных свидетельств целенаправленного творческого замысла во Вселенной не может быть беспристрастно оценено как несомненное.

Противники концепции множественных вселенных любят использовать тот аргумент, что она добавляет лишние сущности там, где достаточно единственной Вселенной. В 1986 году астроном Эдвард Гаррисон написал: «Сделайте ваш выбор: слепой случай, который требует множества вселенных, или замысел, для которого нужна только одна»{339}.

Чтобы упростить себе выбор, мы можем воспользоваться бритвой Оккама, которая отдает предпочтение самой простой из гипотез. На первый взгляд может показаться, что одна Вселенная экономнее, чем множественные вселенные. Однако бритва Оккама касается не количества объектов в теории, а количества гипотез. Атомная теория материи умножила количество объектов, с которыми приходится работать физикам, в триллионы триллионов раз. Тем не менее она оказалась проще и мощнее, чем макроскопическая термодинамика, которая использовалась до нее и может быть полностью выведена из атомной теории. Аналогично, поскольку современная эмпирическая наука указывает на существование множественных вселенных, нам, чтобы обосновать существование всего одной Вселенной, потребуется дополнительная гипотеза, которая не следует из данных. Таким образом, именно гипотеза о единственной Вселенной нарушает принцип бритвы Оккама.

В другом возражении многие неверующие ученые присоединились к теистам: они считают, что Мультивселенная ненаучна, поскольку у нас нет возможности наблюдать вселенную вне нашей. На самом деле это неправда. Мультивселенная — это вполне научная гипотеза, поскольку, судя по всему, она неизбежно вытекает из вечной инфляции. Эта модель ранней Вселенной основана на имеющихся эмпирических данных; мы обсудим ее в следующем разделе.

Наши теории часто содержат не поддающиеся наблюдению вещи, такие как кварки и черные дыры. И, как мы вскоре увидим, эмпирическое свидетельство существования других вселенных вовсе не находится за гранью возможного. Любое явление, которое вписывается в жизнеспособную гипотезу и в принципе обнаружимо, полноправно считается частью науки.