Естественно, церковь возражала и тогда, когда Коперник переместил Землю из центра Солнечной системы. А когда Джордано Бруно сказал, что наша планета — всего лишь одна из многих планет, вращающихся вокруг многих солнц, они сожгли его на костре. Теисты говорят о смирении, но им вовсе не нравится, когда наука требует от них смириться.
Уильям Лейн Крейг высказался аналогично Шенборну. В ходе дискуссии в университете Пердью Крейг сказал: «Поборники случайного возникновения мира были вынуждены заявить о множественности миров других вселенных, желательно бесконечно многочисленных и неупорядоченных, чтобы подходящие для жизни вселенные могли случайно появиться где-нибудь в этом множестве»{338}.
Эти заявления не только неверны, но и оскорбительны для серьезных ученых. Гипотеза о множественности миров, или Мультивселенная, была выработана академической наукой без какой бы то ни было мысли о теологии. Это суммарный итог наших лучших современных космологических моделей, основанных на исключительно точных наблюдениях астрономии и доступных нам знаниях о фундаментальной физике.
Вдобавок достаточно сказать, что ни одно из заявленных научных свидетельств целенаправленного творческого замысла во Вселенной не может быть беспристрастно оценено как несомненное.
Противники концепции множественных вселенных любят использовать тот аргумент, что она добавляет лишние сущности там, где достаточно единственной Вселенной. В 1986 году астроном Эдвард Гаррисон написал: «Сделайте ваш выбор: слепой случай, который требует множества вселенных, или замысел, для которого нужна только одна»{339}.
Чтобы упростить себе выбор, мы можем воспользоваться бритвой Оккама, которая отдает предпочтение самой простой из гипотез. На первый взгляд может показаться, что одна Вселенная экономнее, чем множественные вселенные. Однако бритва Оккама касается не количества объектов в теории, а количества гипотез. Атомная теория материи умножила количество объектов, с которыми приходится работать физикам, в триллионы триллионов раз. Тем не менее она оказалась проще и мощнее, чем макроскопическая термодинамика, которая использовалась до нее и может быть полностью выведена из атомной теории. Аналогично, поскольку современная эмпирическая наука указывает на существование множественных вселенных, нам, чтобы обосновать существование всего одной Вселенной, потребуется дополнительная гипотеза, которая не следует из данных. Таким образом, именно гипотеза о единственной Вселенной нарушает принцип бритвы Оккама.
В другом возражении многие неверующие ученые присоединились к теистам: они считают, что Мультивселенная ненаучна, поскольку у нас нет возможности наблюдать вселенную вне нашей. На самом деле это неправда. Мультивселенная — это вполне научная гипотеза, поскольку, судя по всему, она неизбежно вытекает из вечной инфляции. Эта модель ранней Вселенной основана на имеющихся эмпирических данных; мы обсудим ее в следующем разделе.
Наши теории часто содержат не поддающиеся наблюдению вещи, такие как кварки и черные дыры. И, как мы вскоре увидим, эмпирическое свидетельство существования других вселенных вовсе не находится за гранью возможного. Любое явление, которое вписывается в жизнеспособную гипотезу и в принципе обнаружимо, полноправно считается частью науки.
Сама идея о том, что может существовать много вселенных, имеет настолько ошеломляющие последствия, что за последние 30 лет или более ей была посвящена масса литературы в области науки, философии и теологии{340}. Я не буду пытаться охватить все, что было написано по этому вопросу, а ограничусь лишь самыми свежими выводами, которые мы можем сделать из наиболее простых допущений.
Вечная инфляция
В 1983 году космолог Александр Виленкин с некоторым трепетом предложил гипотезу так называемой вечной инфляции{341}. Согласно теории вечной инфляции, если расширение начинается, оно никогда не заканчивается, и все это время создаются новые вселенные. В 1986 году Андрей Линде развил эту идею и показал, как может быть так, что Вселенная неограниченно воспроизводит себя и «может не иметь ни начала, ни конца»{342}.
Согласно Виленкину и Линде, вечная инфляция приводит к постоянному появлению вселенных внутри других вселенных с образованием фракталоподобной структуры{343}. По сути, в то время, как пузырь вселенной экспоненциально расширяется до значительно большего размера, другие пузыри могут зарождаться в постоянно растущем пространстве де Ситтера, окружающем исходный пузырь. Этот процесс продолжается вечно вплоть до далекого будущего.
В модели, предложенной Энтони Агирре из Института перспективных исследований в Принстоне и Стивеном Граттоном из Принстонского университета, зародышевые пузырьки представляют собой бивселенные, подобные описанным выше, с противоположными друг другу стрелами времени{344}.
Как насчет прошлого? Уильям Лейн Крейг продолжил попытки найти подтверждения творению в космологии, отрицая, что время бесконечно продолжается в прошлое так же, как и в будущее. Наконец признав, что наша Вселенная может быть не единственной, он говорит: «Даже если наша Вселенная — это всего лишь крохотная часть так называемой Мультивселенной, состоящей из множества вселенных, все равно из теоремы БГВ следует, что у самой Мультивселенной должно быть абсолютное начало»{345}.
Как мы уже узнали, из теоремы БГВ следует только то, что у инфляции было начало. Она ничего не говорит о начале Мультивселенной. Более того, в случае бивселенной две вселенные имеют общее начало и расширяются в противоположных временных направлениях. В картине вечной инфляции новые вселенные постоянно формируются в каждом из этих расширяющихся пространств с противоположными стрелами времени.
Я думаю, Крейг может заявить без каких-либо доводов и доказательств, что вся эта штука, которую мы можем назвать Большой штукой[26], была сотворена Богом. Но давайте отложим обсуждение теологических выводов на закуску и сначала рассмотрим некоторые из оставшихся научных вопросов.
Разрешение проблемы энтропии
В своей книге «От вечности до наших дней» Шон Кэрролл рассматривает популярный вопрос: почему энтропия Вселенной вначале была такой низкой? Этот вопрос называется проблемой энтропии. Вообще, я бы упрощенно ответил, что она была низкой вначале, потому что именно так мы определяем начало — как момент, когда энтропия была минимальной. На самом же деле, как объясняет Кэрролл, вопрос заключается в том, почему это крайне маловероятное состояние в принципе возникло в какое бы то ни было время. Если Вселенная появилась благодаря случайным процессам, то она должна была начаться с гораздо большей энтропией. Это все равно что бросить миллиард игральных костей и получить все шестерки.
Разумеется, если Мультивселенная безгранична, то все возможные комбинации выпадут неограниченное число раз. Но этот ответ слишком прост и столь же неинформативен, как если бы мы сказали, что это сделал Бог.
После внимательного рассмотрения всех этих вариантов Кэрролл показывает, что вечная Мультивселенная предоставляет убедительное решение проблемы энтропии. Он задает ключевой вопрос: как должна выглядеть Вселенная, если она абсолютно естественна? Его ответ: «Естественная Вселенная — которая бы не полагалась на тонко настроенные контрольные условия низкой энтропии в любой точке в прошлом, настоящем или будущем — по сути, представляла бы собой пустое пространство»{346}.
Далее, как мы уже знаем, пустое пространство описывается решением уравнений Фридмана, которое предложил де Ситтер, и такое пространство может иметь положительную космологическую постоянную Λ, которая эквивалентна постоянной плотности энергии вакуума и приводит к экспоненциальной инфляции. Можно показать, что энтропия обратно пропорциональна порядку Λ. Поэтому если космологическая постоянная велика, то энтропия будет мала.
В главе 12 я описал, каким образом, согласно Линде, квантовые флуктуации в пространстве де Ситтера могут поднять потенциальную энергию инфлятонного поля, подобно тому как отец подталкивает свою дочь, сидящую на качелях. Это эквивалентно зарождению космологической постоянной. В данном случае мы можем представить себе область пространства, которая испытывает такую флуктуацию и превращается в расширяющийся пузырек. В большинстве случаев этот пузырек сожмется обратно в ничто.
Однако изредка эта флуктуация случайно может оказаться очень большой. Тогда из-за трения один пузырек останется в состоянии высокой энергии достаточно долго, что позволяет ему увеличиться на много порядков. Тогда он может выделиться из исходного фонового пространства и превратиться в отдельный пузырь Вселенной.
Поскольку у этого пузыря Вселенной будет большая космологическая постоянная, у него будет низкая энтропия. Это разрешает проблему энтропии: чтобы расширяющийся пузырь Вселенной мог возникнуть от квантовой флуктуации, у него должна быть низкая энтропия. Это не нарушает второй закон термодинамики, поскольку мы можем рассматривать пузырь Вселенной и фоновое пространство как единую систему, в которой общая энтропия все еще возрастает, а фон восполняет энтропию, потерянную при создании пузыря Вселенной (или больше).