Что же это за «таинственный» принцип, согласно которому, с одной стороны, в среднем кривизна пространства так мала для обеспечения чрезвычайной устойчивости Вселенной и ее плоской геометрии, а с другой – k еще локально достаточно велико для возможности существования отдельных галактик?!
7.5 Проблема космологической постоянной
В список наиболее трудных вопросов, стоящих перед современной физикой, входит и так называемая проблема энергии вакуума или космологической постоянной.
Вакуум, или пустое пространство, не является синонимом отсутствия всякой активности. Согласно квантовой теории, вакуум содержит неограниченное количество различных чрезвычайно короткоживущих частиц, называемых виртуальными. Они способны участвовать в сложных процессах взаимодействия и гравитировать подобно обычному веществу. Поэтому в уравнения гравитационного поля в общей теории относительности должен входить дополнительный член, называемый космологической постоянной L и связанный с квантовой поправкой вакуума, в которую вносят свою лепту разнообразные виды виртуальных частиц. Однако, к удивлению исследователей, экспериментальные данные свидетельствуют о почти полном отсутствии вклада в общую гравитацию от такой квантовой поправки. Ожидаемое же ее значение должно было быть приблизительно на пятьдесят порядков величины больше, чем максимальный предел, который следует из наблюдений и обусловлен как ошибкой измерений, так и чувствительностью регистрирующей аппаратуры[41].
До появления «инфляционной» модели расширения Вселенной (см. п. 7.6) считалось, что такое практически нулевое значение квантовой поправки вакуума связано с существованием космического отталкивания между массами, которое в точности и уравновешивает постоянную L. Причем такая их взаимная компенсация должна была бы происходить с невероятной точностью – до 10-53м-2. Если бы она была всего на один порядок хуже, то это привело бы к совершенно иному устройству Вселенной, в которой отсутствовали бы условия для возникновения жизни.
Поскольку вклад вакуума определяется параметрами физики микромира – фундаментальными постоянными гравитации и слабого взаимодействия, то, следовательно, это означает, что и значения этих фундаментальных постоянных должны были бы быть «подогнанными» под необходимые величины с той же фантастической точностью. Изменение последних всего на 1/1040 величины исходных значений в ту или иную сторону привело бы к таким радикальным последствиям, как абсолютной невозможности образования галактик вследствие чрезвычайно быстрого разлета вещества или, соответственно, к катастрофическому гравитационному коллапсу Вселенной[42].
7.6 Инфляционная модель расширения Вселенной
Совсем недавно, в начале 80-х годов нынешнего века, была предложена новая модель расширения Вселенной, названная инфляционной. Согласно ей, космос начал свое существование из абсолютной пустоты – так называемого состояния «ложного» квантового вакуума, в котором нет ни вещества, ни излучения[43]. Чтобы прийти к подобному умозаключению, современной фундаментальной физике пришлось сделать революционный переворот в традиционном мышлении. В обычной жизни мы опираемся на здравый смысл, который всегда подсказывает – ничто не может возникнуть из ничего. Однако на современном этапе развития науки пришло осознание того, что Вселенная в буквальном смысле была сотворена из ничего.
Человечество должно было пройти чрезвычайно тернистый путь научного познания природы, затратить колоссальные интеллектуальные усилия, чтобы прийти к столь удивительному выводу, который однако не является чем-то неожиданным для христиан. Задолго до появления научного метода познания природы истина о сотворении мира ex nihilo была указана в Библии и подтверждена специальным постановлением IV Латеранского Собора.
Для «Большого взрыва», ознаменовавшего рождение Вселенной, нужна была гигантская сила отталкивания. Но единственное взаимодействие из четырех основных, которое проявляется в космологическом масштабе,– гравитация, наоборот, характеризуется силами притяжения между массами.
41
Девис П. Случайная Вселенная. М., «Мир», 1985. Coleman S., De Luccia // Phys. Rev. 1980, v. D 21, p. 3305.