Наше современное представление о Вселенной и ее происхождении зависит не только от фундаментальных законов физики, но и от начальных условий во времена Большого взрыва. Например, движение брошенного мяча определяется законами гравитации. Однако, имея лишь законы гравитации, нельзя предсказать, где упадет мяч. Нужно еще знать начальные условия, то есть величину и направление его скорости в момент броска. Для описания начальных условий, существовавших при рождении Вселенной, используется модель Большого взрыва. В стандартной модели Большого взрыва начальные условия задаются бесконечными значениями энергии, плотности и температуры в момент рождения Вселенной. Иногда пытаются представить этот момент истории как взрыв некоей космической бомбы, порождающей материю в уже существующей Вселенной. Однако этот образ неправильный. Ведь когда взрывается бомба, она взрывается в определенном месте пространства и в определенный момент времени и ее содержимое просто разлетается в разные стороны. Большой взрыв представляет собой порождение самого пространства. В момент Большого взрыва не было никакого пространства вне области взрыва. Или, если быть более точным, еще не было нашего пространства, возникавшего как раз в процессе взрыва и инфляционного расширения. (Более подробно с современной инфляционной теорией происхождения Вселенной можно ознакомиться в материале «Мир, рожденный из ничего» – «Вокруг света», февраль, 2004 год.)
Теория струн модифицирует стандартную космологическую модель в трех ключевых пунктах. Во-первых, из теории струн следует, что Вселенная в момент рождения имеет минимально допустимый размер. Во-вторых, из теории струн следует дуальность малых и больших радиусов. В-третьих, число пространственно-временных измерений в теории струн и М-теории больше четырех, поэтому струнная космология описывает эволюцию всех этих измерений. В начальный момент существования Вселенной все ее пространственные измерения равноправны и свернуты в многомерный клубок планковского размера. И только потом, в ходе инфляции и Большого взрыва часть измерений освобождается из оков суперструн и разворачивается в наше огромное 4-мерное пространство-время.
Из теории струн (дуальности больших и малых размеров) следует, что сокращение радиусов пространств до и ниже планковского размера физически эквивалентно уменьшению размеров пространства до планковских, с последующим их увеличением. Поэтому сжатие Вселенной до размеров, меньших планковских, приведет к прекращению роста температуры и ее последующему снижению, как после Большого взрыва, с точки зрения внутреннего наблюдателя, находящегося в этой самой Вселенной. Получается достаточно забавная картина, чем-то напоминающая пульсирующую Вселенную, когда одна Вселенная через своеобразный коллапс до клубка планковских размеров разворачивается затем в новую расширяющуюся Вселенную с теми же, по сути, физическими свойствами.
Василий Тарасов, кандидат физико-математических наук
Досье: Именем Святой Татианы
Указ об открытии Московского университета был подписан императрицей Елизаветой Петровной 12 января 1755 года, в день святой Татианы. Именно этот день стал отмечаться как день рождения университета, а святая, когда-то в далеком Древнем Риме противостоявшая жестокости язычников, была объявлена покровительницей студентов и профессоров. В Татьянин день все, молодые и старые, заслуженные и сбившиеся с пути, баловни судьбы и неудачники, вновь получали возможность окунуться в неповторимую атмосферу университетского единства.
…Известно, что на празднование Татьянина дня выпускники университета нередко съезжались с самых разных уголков страны, отложив ненадолго свои дела и проблемы. Заканчивался праздник, по неизбывной русской традиции, шумным застольем. Публицист и писатель Н.Д. Телешов вспоминал: «Вся Москва знала, что 12 января старого стиля, в так называемый Татьянин день – день основания первого российского университета в Москве – будет шумный праздник университетской молодежи, пожилых и старых университетских деятелей, уважаемых профессоров и бывших питомцев московской „альма-матер“ – врачей, адвокатов, учителей и прочей интеллигенции. Этот день ежегодно начинался торжественной обедней в университетской церкви. Много-много лет праздник этот справлялся по заведенному порядку: сначала обедня, потом молебен, потом в актовом зале традиционная речь ректора или одного из почетнейших профессоров… А затем…