Млечный Путь №2 (5) 2013 - Олеся Чертова

И настанет «очень скучная эпоха»: во Вселенной нет почти ничего, кроме фотонов, которые «уныло растягиваются» расширяющимся пространством пустой Вселенной…

Конечно,  дотошные (и глазастые!) критики обязательно укажут на это коварное «почти», которое на физическом языке означает, что кроме фотонов в эту «унылую эпоху»  попадут и некоторые массивные частицы. Прежде всего, это электроны (их будет очень немного, ведь в основном они задолго до этой эпохи упадут на черные дыры, но они обязательно будут) и нейтрино, которых гораздо больше. Правда, недавно было надежно установлено, что масса нейтрино не превышает одной миллионной массы электрона. Возможны и совсем маленькие примеси других частиц (например, позитронов). Да и недавно «изобретенную» темную материю сбрасывать со счета никак нельзя – ее, по гипотетическим предположениям, впятеро больше по массе всей остальной известной материи в современной Вселенной.  Да, конечно, и природа темной материи, и ее устойчивость на протяжении гуголов лет «темна сугубо», но если эта материя все-таки есть, то уж массой  она обладает точно! Так что, как бы ни была мала суммарная масса покоя сосуществующих с фотонами массивных частиц, сам факт их существования означает, что и в этой фазе «унылой эпохи» будущей Вселенной будут «тикающие часы». Событий в такой Вселенной нет – при таких низких температурах и энергиях все взаимодействия «замерзли», но время все-таки течет, и эон, расширяясь, охлаждается.

Понимая, что Природа (или То, что стоит за ней) вряд ли допустит завершение эволюции эона эпохой бесконечной унылости и бездействия, Пенроуз делает весьма логичное (но, по его выражению, «несколько нестандартное») предсказание – должен существовать «антихиггсовский процесс» потери массы при какой-то очень-очень-…-очень низкой температуре реликтового излучения и остатков «массивного вещества».

Именно он и играет роль спускового механизма процесса «Большого схлопывания». Исчезновение массы у последних оставшихся в эоне частиц мгновенно меняет его геометрию, она становится конформной, течение времени останавливается, и – добавлю от себя естественное продолжение логики Пенроуза –  возникающий некий «антиинфляционный процесс» в то же мгновение стягивает раздувшийся за свой мафусаилов век эон до первоначального размера, возвращая исходную плотность энергии и температуру. (Об этом процессе сам Пенроуз, не любящий термин «инфляция», сказал, что с его помощью эоны «легко сшиваются».)

Возникающая картина  почти в точности соответствует начальной на той границе цилиндра Вечности, где эон родился. И потому снова включается механизм, порождающий новый Большой взрыв и новое время, а Мироздание входит в новый цикл существования – рождается новый эон.

И опять это «почти»! На сей раз, оно связано с вопросом о судьбе энтропии, накапливаемой эоном в ходе своей эволюции в соответствии со Вторым законом термодинамики.

Что происходит с ней при пересечении границы между эонами? Рассуждая на эту тему, сэр Роджер обратился к  эволюции представлений С. Хокинга о судьбе информации, приносимой веществом, падающим в черные дыры. В 1976 году молодой Хокинг считал, что информация «стирается» при попадании вещества в черную дыру, а в 2004 году изменил свое мнение на противоположное. Сегодня Пенроуз соглашается с молодым Хокингом  и на этой основе делает вывод о том, что при пересечении границ существования эонов их энтропия «обнуляется». При этом он ссылается на некие математические процедуры, обсуждение которых выходит за рамки популярной лекции.

Однако, как мне кажется, более внимательное отношение к процессу «антиинфляции» может объяснить физический смысл  «обнуления энтропии» достаточно внятно и без привлечения глубокого математического аппарата.

Дело в том, что при «антиинфляции», необходимой для  такого рода процесса «сшивки» эонов, мгновенно и в огромной степени уменьшается фазовый объем заканчивающего свое существование эона. Фазовый объем – это, грубо говоря, число способов, которым можно построить систему из составляющих ее элементов. Но при «сшивке» (конформном сжатии) исчезает огромное число пространственных степеней свободы (в конформной геометрии нет понятия «расстояние» или «размер» объекта). Это значит, что и энтропия системы резко уменьшается. И происходит то, что сэр Роджер назвал не нарушением, а преодолением Второго закона термодинамики.

Закончил лекцию сэр Роджер рассуждениями о том, можно ли получить какую-то информацию из предыдущего эона. Надежды на это он возложил на мощные гравитационные волны, которые должны возникать при столкновениях массивных черных дыр (например, находящихся в ядрах нашей Галактики и галактики Андромеды, которые, по расчетам астрономов, должны столкнуться через несколько сотен миллионов лет) и темную материю, передающуюся из эона в эон. Следы этих волн можно попытаться найти в структуре реликтового излучения. И сэр Роджер сообщил, что такие следы найдены им и армянским астрономом В. Гурзадяном, о чем они и опубликовали статью буквально за месяц с небольшим до лекции  (21февраля 2013 г. статья появилась в ArXiv: http://arxiv.org/abs/1302.5162.)

Далее последовали ответы на вопросы, которые в «классическом стиле» задавались записками, гора которых росла перед переводчиком, как гора старых туфель на приснопамятном сеансе «консультанта W». И так же, как и в том сеансе, никаких «разоблачений», т. е. опровержений сказанного в ходе лекции, не произошло.

В ответах, которые в основном уточняли детали нарисованной в лекции картины, дополнительно было сказано, что в данной модели нет никаких параллельных Вселенных. Теория Эверетта для модели циклической Вечности не использовалась, хотя, как выяснилось в дальнейшем, модель эонов не противоречит этой интерпретации. Просто здесь-и-сейчас квантовая механика, в которой и возникают представления о параллельных Вселенных,  сэру Роджеру не была нужна. Так же, как оказался не нужен определенный ответ на вопрос о замкнутости или открытости нашей Вселенной, поскольку описание эволюции эона полностью соответствует эйнштейновской модели, за исключением областей перехода из эона в эон.

Список физических «ненужностей» для построения эонной модели Мироздания можно было бы и продолжить, а также дополнить его философскими «ненужностями», такими, например, как вопрос о том, как же возник «Первый эон», т. е. каково же было Начало Вечности? И еще о многом многим хотелось бы спросить у творца такого масштаба, как сэр Роджер.