Таинственные явления природы и Вселенной - Сергей Минаков

Начинается все с маленького участка ложного вакуума. Далее появляются первые островки истинного вакуума. Это — классические вселенные; самые «старые» классические области в пределах данного рассмотрения. По мере того как границы этих вселенных раздвигаются в море инфляции, они быстро увеличиваются в размерах. Однако беспрерывно инфлирующая область ложного вакуума расширяется еще быстрее, так что пространство между классическими вселенными становится все больше, а во вновь образованных областях возникают новые и новые классические вселенные. Математики называют такую структуру фрактальной — похоже на капусту романеско: старые классические миры окружаются подобными им меньшими, вокруг которых располагаются еще меньшие, и так далее. И в отличие от капусты, этому нет и никогда не будет конца.

Нашествие наших собственных «клонов»

Если бы каким-то образом нам удалось извне наблюдать бесконечную инфляцию Вселенной, что бы мы увидели? Множество вселенных, разбросанных по безбрежному морю ложного вакуума. Это похоже на Землю, как ее видят космонавты. Колоссальный шар с континентами и архипелагами, окруженными океаном (правда, трехмерный), расширяющийся с невообразимой скоростью. Континенты-вселенные, тоже увеличивающиеся, а между ними постоянно появляются очень-очень маленькие новые острова — и немедленно начинают расти. Количество вселенных быстро умножается и стремится к бесконечности в бесконечном будущем.

Но обитатели этих «карманных», как назвал их однажды Алан Гут, вселенных, подобно нам, видят совершенно иную картину. Их вселенная не воспринимается ими как конечного размера остров. Изнутри это бесконечная вселенная, единственная, уникальная, все, что есть. Граница между этой вселенной и инфляционной частью пространства-времени — это Большой взрыв, случившийся для ее обитателей в определенный момент в прошлом. Мы не можем добраться до инфляционного моря просто потому, что невозможно переместиться в прошлое. Дело просто в том, что понятие времени в «островных» вселенных отличается от «глобального» времени, которое надо использовать для описания пространства-времени в целом (иначе не получается!).

Идем дальше. Поскольку каждая островная вселенная бесконечна с точки зрения ее обитателей, она может быть разделена на бесконечное число областей. Для определенности положим, что каждая из этих областей такого же размера, как наблюдаемая часть нашей вселенной. Выходит бесконечное пространство, разделенное на куски размером по 80 млрд световых лет каждый.

Как и в любой конечной системе, количество различных состояний (или конфигураций материи) в каждой из таких областей ограничено. Можно, конечно, надеяться вносить в систему все более и более мелкие изменения, чтобы породить бесконечное количество вариантов. Но это не получится, поскольку изменения, мало различающиеся по величине, будут неразличимы даже теоретически из-за квантово-механической неопределенности. В классической ньютоновской механике состояние физической системы можно описать, указав положения и скорости всех составляющих ее частиц. В квантовом мире частицы по самой своей природе очень странные. Они как бы размытые, как на фото без резкости, и не могут быть локализованы точно. В таком случае четко определенными (и отличимыми от других) могут быть только те состояния системы, которые собраны из достаточно крупных «зерен». Это как фото, снятое в не слишком большом разрешении: если мы будем просматривать картинку, увеличивая и увеличивая разрешение, будет все менее и менее понятно, что же на ней изображено. В конце концов, оно превратится в бесформенное размытое пятно.

Теперь, если историей называть цепочку состояний в последовательные моменты времени, тогда то же самое можно сказать о различных историях выделенной области вселенной.

В квантовом мире будущее не определяется однозначно прошлым. Одни и те же начальные условия могут вести ко множеству разных исходов, и мы можем подсчитывать лишь вероятности. В результате диапазон возможностей значительно расширяется. Но квантовая неопределенность вновь не позволяет нам различить истории, которые слишком похожи одна на другую. История состоит из конечного количества шагов, и любая ограниченная во времени история должна состоять из конечного количества моментов. В каждый момент система может находиться лишь в конечном числе состояний, а значит, и число различных историй системы должно быть конечным.

Количество возможных историй такой области от Большого взрыва до наших дней, как и следовало ожидать, огромно, порядка 10150. Это фантастически огромное число. Только для того, чтобы его записать, не хватило бы не то что страниц этой книжки, но и всего тиража, и, вероятно, всех тиражей издательства «Клуб семейного досуга» за всю его историю! Впрочем, само количество не так уж важно. Важно, что оно конечно.

Что же выходит? Если, согласно естественным следствиям из теории инфляции, «вложенные» вселенные бесконечны с внутренней точки зрения и если, с другой стороны, согласно квантовой теории, для конечного региона не может быть реализовано бесконечное количество историй, тогда каждая конкретная история должна повторяться в каком-то из других подобных регионов. Повторяться бесконечное число раз!

Среди этих бесконечно повторяемых сценариев должны быть весьма странные истории. Например, планета, такая же, как наша Земля, может вдруг сколлапсировать в черную дыру. Или она может совершить скачок на другую орбиту, значительно ближе к центральной звезде. Такие происшествия чрезвычайно маловероятны, но это лишь означает, что придется перебрать очень много областей, прежде чем найдется такая, в которой это случилось.

Также должны существовать области, где истории довольно похожи на нашу, но все же имеют небольшие по космическим меркам и существенные для нас вариации. Скажем, должны существовать планеты, в точности такие же, как Земля, под таким же небом, со всеми океанами и материками, горами и равнинами, деревьями и животными. Эти земли вращаются вокруг точных копий звезды по имени Солнце, и каждое Солнце находится на окраине огромной спиральной галактики — точной копии Млечного Пути. Но в 1991 году Советский Союз здесь не развалился, потому что генеральный секретарь ЦК компартии, председатель Президиума Верховного совета СССР, товарищ Леонид Ильич Брежнев все еще жив и продолжает систематически произносить свои речи! Он уже семижды герой, а мы продолжаем ходить на демонстрации, ездить на картошку, гордиться нашими ракетами и балетом и наслаждаться лучшей в мире колбасой по 2 рубля 20 копеек.

Однако, наверное, самым волнующим следствием этой картины является существование бесконечного количества миров, полностью идентичных нашему. Да, дорогой читатель, множество ваших абсолютных двойников держат сейчас в руках эту книгу.

Как далеко находятся все эти земли, населенные нашими двойниками? Мы знаем, что материя, содержащаяся в видимой области нашей вселенной, может находиться в 10 в степени 1090 различных состояний. Тогда объем, содержащий, скажем, гуголплекс (10 в степени 10100) подобных областей, должен исчерпать все возможности. Такой объем будет иметь поперечник порядка гуголплекса световых лет. На больших расстояниях области, включая нашу, будут повторяться.

Все это, конечно, при банальном уточнении, что в этой картине должны существовать миры, которые очень сильно отличаются от нашего, и таких миров будет в огромное количество раз больше, чем точных и неточных повторений…

Какая-то чепуха! Почему мы должны всему этому верить?!! Ибо это выглядит не безобидно-фантастически, а весьма драматично. В самом деле, как же быть с нашей идентичностью, с нашей личной неповторимостью и ценностью, с нашей бессмертной душой? И согласились бы мы, чтобы так выглядело то, что называется бессмертием?

Но давайте придержим эмоции. Мы видели, что картина, которая была описана выше, возникает как следствие теории инфляции, согласно которой локальные вселенные бесконечны внутри и каждая из них содержит бесконечное множество конечных областей заданного размера. Она также опирается на квантовую механику, говорящую, что существует лишь конечное количество историй любой конечной области, а также что все сколько-нибудь вероятные истории обязательно реализуются в пределе бесконечного времени. Объединяя эти утверждения, мы с неизбежностью приходим к выводу, что каждая конкретная история должна повторяться бесконечное число раз.

Что этому может помешать? Прежде всего, есть вероятность, что теория инфляции неверна. Идея инфляции очень убедительна и подтверждается наблюдениями, но, конечно, далеко не в той мере, как, например, теория относительности Эйнштейна.