По наблюдениям ученых Гарвардского университета, страх львов может быть вызван не «стадным инстинктом», присущим большинству животных, а боязнью появления «конкурентов» – леопардов, «меню» которых практически аналогично львиному.
Михаил Вартбург
Безумная идея Андреаса Альбрехта
Рассказывают, что некий еврей долго выбирал, куда бы ему эмигрировать, а потом спросил: «Нет ли у вас другого глобуса?»
Ученые-космологи, изучающие свойства мироздания, задаются сегодня аналогичным вопросом: «Нет ли у природы в запасе еще одной Вселенной?» Та Вселенная, в которой мы существуем, им кажется недостаточной. Если, как раньше, считать, что она единственная, то становится весьма затруднительным (некоторые даже считают, что просто невозможным) объяснить одну ее особенность, которая обнаружилась в самое последнее время. Эта особенность состоит в том, что расширение нашей Вселенной оказалось убыстряющимся. А известно, что для убыстрения (как и для замедления) любого движения нужна внешняя сила. Что же может быть «внешним» по отношению к Вселенной? Только какая-то другая Вселенная, ничего иного вроде бы не придумаешь. И вот недавно появилась гипотеза, согласно которой причина убыстряющегося расширения нашей Вселенной действительно как бы «просачивается» к нам из какой-то другой Вселенной, «параллельной» нашей.
Давайте, однако, я объясню все по порядку. Вселенная, в которой мы существуем, как известно, расширяется. Это происходит со времен Большого Взрыва, который примерно 14 миллиардов лет назад произошел в некой первичной «особой точке», заключавшей в себе тогда все вещество будущей вселенной в невообразимо спрессованном состоянии. Этот взрыв швырнул спрессованное вещество с одинаковой скоростью сразу во все стороны. С тех пор оно так и разлетается по инерции, попутно расширяя для себя пространство, в котором разлетается.
В силу закона инерции такое разлет ание или расширение Вселенной должно было бы происходить вечно и скорость его не должна была бы меняться. Но, с другой стороны, вещество, как мы знаем, обладает гравитационным притяжением, в силу такого притяжения частиц вещества друг к другу вся эта разлетающаяся материя одновременно сама себя тормозит. В этой борьбе инерции с притяжением должен, естественно, победить сильнейший, поэтому ответ на гамлетовский вопрос – быть или не быть? – зависит от соотношения этих двух факторов.
Если верх возьмет совокупная масса вещества и энергии в нашей Вселенной, то расширение Вселенной должно со временем превратиться в обратное сжатие в особой точке; если эта масса и ее притяжение недостаточно велики, вещество и энергия Вселенной должны в конце концов распылиться до почти нулевой плотности.
Третьего вроде бы не дано. Но вот не далее как в минувшем году сразу две группы ученых обнаружили, что расширение нашей Вселенной происходит не с замедлением, чего, казалось бы, следовало ожидать при борьбе притяжения с инерцией, а напротив – с ускорением. Иными словами, чем больше проходит времени с момента Большого Взрыва, тем быстрее – а не медленнее – отдаляются друг от друга галактики и их скопления1*. Чем же это объяснить? Ответ напрашивается сам собой. Видимо, существует еще какой-то неизвестный фактор, который действует против гравитационного притяжения и ускоряет разлет Вселенной, – своего рода «антигравитация». Именно такое предположение высказал недавно американский космолог Андреас Альбрехт из Калифорнийского университета.
Но «анти гравитация» – это бы еше полбеды. Беда же в том, что гипотеза Альбрехта содержит куда более радикальную идею. Он утверждает, что это «антитяготение» появляется в нашей Вселенной благодаря воздействию каких-то других вселенных, «параллельных» нашей. Но каким же образом в природе могут существовать «параллельные» вселенные? На первый взгляд эта идея кажется совершенно безумной.
Скажем сразу же – с научной точки зрения определение «безумная идея» отнюдь не является уничижающим. В данном случае предположение о наличии «параллельных» вселенных скорее «недостаточно безумно», ибо оно известно в физике уже довольно давно – его впервые выдвинул еще в 1957 году молодой физик Хью Эверетт в своей докторской диссертации, защищенной в Принстонском университете. Эверетт выдвинул эту гипотезу для объяснения некоторых экстравагантных свойств квантового мира – например, того факта, что элементарная частица может, теоретически говоря, находиться сразу во многих местах пространства (с разной вероятностью в каждом из них), меж тем как измерение обнаруживает ее только в каком-то одном. В то время как Бор и другие представители так называемой Копенгагенской школы утверждали, что в момент измерения частица «мгновенно стягивается» в это место благодаря воздействию измерительного прибора, Эверетт высказал мысль, что каждая элементарная частица является в действительности совокупностью множества идентичных частиц – сегодня мы бы сказали «клонов» – в том смысле, что она одновременно принадлежит множеству параллельных вселенных, в каждой из которых находится на каком-то из мест; а в момент измерения, то есть фиксации частицы в данном месте, воздействие измерительного прибора «выделяет» из всего этого множества вселенных, то есть делает реальной какую-то одну, в которой исследуемая частица обнаруживается там, где она именно в этой Вселенной.
Конечно, мысль о множестве параллельных вселенных может показаться чересчур фантастичной. Напомним, однако, что толкование «копенгагенцев» фантастично почти в той же мере, хотя и в ином роде. Ведь оно предполагает, что на каком бы расстоянии ни находились возможные места расположения частицы, все равно – в момент измерения, обнаруживающего ее в одном определенном месте, она стягивается к этому месту «мгновенно», то есть – в случае очень больших расстояний – со скоростью, превосходящей скорость света. А поскольку скорость света, как предельная в природе, определяет собой последовательность причин и следствий, то возможность ее превышения делает возможными ситуации, когда следствия будут происходить раньше своих причин!
Вернемся, однако, в нашу Вселенную, точнее – к нашей Вселенной. Гипотеза Ai-щреаса Альбрехта отличается от гипотезы Хью Эверетта тем, что Эверетт всерьез говорил о множестве идентичных вселенных, расположенных «рядом» друг с другом («параллельно» друг другу) в одном и том же трехмерном пространстве, тогда как Альбрехт имеет в виду скорее обратное: Вселенная в действительности одна, но занимает 10-мерное пространство, и «отрицательное тяготение» проникает в наше трехмерное пространство, где существуем мы с вами, наше Солнце, планеты и звезды, из каких-то иных измерений.
Эти представления тоже не новы – впервые о них заговорили в связи с так называемой теорией суперструп, создатели которой обещают с ее помошью объяснить наконец все еще оставшиеся не объясненными физические загадки и кажущиеся противоречия мироздания (недаром эту теорию называют – и совсем не в шутку – «теорией всего»). Элементарные частицы, согласно этим представлениям, образованы сверхмикроскопическими замкнутыми в петли «струнами», находящимися под чудовищным натяжением. Всякая натянутая струна способна колебаться с определенной частотой (именно так возникают звуки струнных музыкальных инструментов), и «суперструны» тоже, но в их случае колебания разных частот порождают разную энергию (а стало быть, и массу) элементарных частиц.
Эта теория привлекает физиков своим единым подходом к объяснению свойств самых разных частиц, но на пути к ее математическому завершению обнаруживаются немалые трудности, и одна из них заключается в том, что «струнный мир», как показывают расчеты, может существовать лишь в 10-мерном пространстве. Между тем наша Вселенная явно трехмерна. Физики, убежденные в «неизбежности струнного мира», пытаются обойти эту трудность путем «компактной упаковки лишних измерений», или попросту «компактификации». Кстати, эту кажущуюся совсем уж головоломной процедуру («квадратный трехчлен», сказал бы Василий Иванович Чапаев) не так уж трудно представить. Листки бумаги, которыми прокладывают пластинки сыра, так тонки, что шесть этих листков, сложенных вместе, практически не имеют толшины – их третье измерение «компактифицировано» почти до нуля. А если их еще вдобавок очень туго свернуть, они образуют такой тоненький цилиндрик, что он практически может сойти за одномерную линию – здесь уже «компактификации» подвергнуто два измерения из трех…
1
* Подробнее об этом – в статье «Впишите в хронологии слово «вечность»! // «Знание – сила», 2000, № I.