.
Все вечное — новое снова: Евангелие от Пола
Как и Хойлу, Стейнхардту и его соавторам было мало просто нападать на теорию инфляции. Они разработали альтернативный сценарий происхождения Большого взрыва под названием «экпиротическая Вселенная» (в переводе с греческого — «вышедшая из огня»). В своей нынешней версии эта теория, впервые предложенная в 2001 году, сильно напоминает модели отскока или циклической Вселенной. В этих моделях использовались теоретические инструменты, аналогичные применяемым в инфляционной модели, со ссылкой на новые квантовые поля, эволюционирующие в пространстве и времени. Они согласуются с текущими наблюдениями и, как и теория инфляции, объясняют крупномасштабные свойства Вселенной, наблюдаемые нами сегодня: плоскостность и однородность, а также наличие небольших флуктуаций наподобие тех, что мы видим на температурных картах реликтового излучения{22}. Но поразительная добродетель моделей отскока и циклических моделей состоит в том, что, в отличие от инфляционной концепции, они обходятся без «взрыва». Первоначальная сингулярность заменена «отскоком», который совсем не страшен и позволяет избежать этой неприятной сингулярности пространства-времени.
В модели отскока Вселенная приобретает свою плоскостность и однородность в ходе длительного периода медленного сжатия, в противоположность быстрому насильственному раздуванию. Во время сжатия — перед отскоком — квантовые флуктуации, которые могли бы дать рождение островам-вселенным, затихают, а не усиливаются. Таким образом, ни модель отскока, ни циклическая модель не порождают Мультивселенные, и, следовательно, в нефальсифицируемом антропном принципе нет необходимости.
Самое главное, обе эти модели отвечали критерию фальсифицируемости — ключевое достоинство в глазах тех, кто считал это демаркационной линией между научной и ненаучной теориями. Поскольку ни модель отскока, ни циклическая модель не генерировали первичные гравитационные волны, космический микроволновый фон не должен был содержать В-мод поляризации. Таким образом, обнаружение В-мод означало бы полное банкротство этих моделей, которые были единственными достойными конкурентами инфляционной теории в борьбе за доминирование на научном рынке. И именно в тот момент, когда акции этих моделей начали расти, заявление об открытии BICEP2 отправило их в свободное падение.
Шампанское на бесплатном обеде
Космолог из Массачусетского технологического института Макс Тегмарк посвятил Мультивселенной целую книгу{23}. Выступая в прямом эфире на пресс-конференции в Гарварде, он сказал: «Сегодня великий день для большинства ученых, кроме тех, кто скептически относится к идее Мультивселенной — по крайней мере в этой конкретной Вселенной… Теперь скептикам будет гораздо сложнее отвергать эту идею, заявляя, что „инфляция — это всего лишь теория“. Сначала им придется найти другое убедительное объяснение гравитационных волн, обнаруженных BICEP2. Сегодняшний день принес разочарование и сторонникам экпиротических/циклических моделей, которые в последнее время стали популярной альтернативой инфляции: они опровергаются выявлением BICEP2 гравитационных волн»{24}.
Андрея Линде должно было порадовать, что шампанское в Стэнфордском видеоролике, посвященном открытию BICEP2, как нельзя лучше символизировало его модель пузырьковой Мультивселенной. Откупоренное шампанское в бутылку не вернешь. Пузырьки множатся, стремительно поднимаются к поверхности и взрываются, высвобождая восхитительный терпкий аромат времени и солнечного света. Настоящий праздник для всех органов чувств.
Инфляционные пузырьки Линде вырвались на волю 30 лет назад, когда он был молодым космологом, изучавшим удивительные следствия модели вечно расширяющейся и самовоспроизводящейся Вселенной. В видеоролике Линде размышлял о важности открытия BICEP2: «Будем надеяться, что это не обман. Я всегда живу с этим чувством: что, если я обманулся? Что, если я верю в это только потому, что это красиво?»{25} Теперь ему не требовалось больше «верить» в инфляцию: благодаря открытию BICEP2 вера сменилась знанием. Красота его теории стала дополнительной глазурью на торте.
На следующий день после гарвардской пресс-конференции, посвященной BICEP2, Линде, Ковач и Гут рассказали об инфляции и эксперименте BICEP2 в набитом до отказа конференц-зале Массачусетского технологического института. Тегмарк предложил научить Гута немного говорить по-шведски, чтобы подготовиться к предстоящей поездке в Стокгольм{26}. Затем Гут поднял тост с бокалом игристого сидра в руках. «За силу научной мысли!» — торжественно провозгласил он. Аудитория разразилась аплодисментами; и крошечные пузырьки снова взмыли к небесам{27}.
Хотя обнаружение BICEP2 В-мод поляризации было выдающимся достижением, казалось бы подтверждающим инфляцию, вне всяких разумных сомнений, критики наподобие Стейнхардта указывали на то, что это не позволяет прояснить ситуацию с огромным количеством инфляционных моделей, которые соответствовали нашим данным. Одной инфляционной модели не было; их было буквально бесчисленное множество. Даже точная величина B-мод, измеренная нами, не позволяла ученым определить, какой из многих типов инфляции (хаотическая, вечная, новая и т. д.) мог их произвести. «Некоторые инфляционные модели могут генерировать сигнал [В-мод] настолько малый, насколько вам нужно», — сказал космолог Скотт Додельсон из Чикагского университета{28}. Комментарий Додельсона напоминал саркастическое замечание Хойла по поводу открытого в 1965 году космического микроволнового фона: «Если бы измерения показали температуру 27 кельвинов вместо 2,7 кельвина, тогда их модель объяснила бы 27 кельвинов. Или 0,27 кельвина. Или любую другую величину»{29}. Как бы то ни было, открытие BICEP2 подтвердило модель Мультивселенной, которую Пол Стейнхардт насмешливо называл «теорией чего угодно». Абсолютно чего угодно…
Артур Эддингтон однажды съязвил: «Никогда не верьте результатам эксперимента, пока они не будут подтверждены теорией». Конечно, это изречение Эддингтона переворачивает научный метод с ног на голову. Теория не может доказывать эксперимент, как следствие не может предшествовать причине. Через несколько дней после пресс-конференции Стейнхардт сумел бросить тень на наше открытие: «Результат BICEP2 спровоцировал множество интересных дебатов… о природе науки, о том, насколько важна для науки разница между тестируемостью и нетестируемостью, фальсифицируемостью и нефальсифицируемостью… Мне довелось услышать весьма любопытные мнения, что… можно считать приемлемой в науке теорию, которая не поддается фальсификации… и я нахожу эту точку зрения очень странной и, более того, довольно опасной»{30}. Позже Стейнхардт неохотно признал, что поиск B-мод «тем не менее целесообразен… поскольку важен для определения правильной, научно значимой теории»{31}.
Эксперимент BICEP2 «освятил» инфляцию, введя ее в канон астрофизических знаний. Но, вместо того чтобы сузить поле, как это сделало открытие бозона Хиггса, исключив обширные области параметрического пространства, наше открытие гравитационно-волновых В-мод расширило теоретический ландшафт — почти до бесконечности.
Антропный принцип также вернулся за пиршественный стол. И благодаря Мультивселенной за этим столом было место для всего и вся. Линде отпраздновал триумф инфляции восхитительным шампанским. Гут провозгласил тост с игристым сидром в руках. Для моделей, конкурирующих с инфляционной, BICEP2 был ершом из горького пива и настойки из фальсификации.
Человеческое знание всегда эволюционировало от осмеянной Поппером псевдонауки к подлинной науке скачкообразно, иногда переживая длительные периоды нефальсифицируемости. Астрология — предшественница современной космологии — отнюдь не только предлагала человечеству озадачивающие истории о мстительных и капризных богах. На протяжении многих столетий астрологи накапливали бесценные наблюдательные данные. Еще одна важная их роль состояла в том, что они вдохновляли астрономов обратить взор на небо в поисках доказательств, а не на богов. Нефальсифицируемые теории также приносят пользу. Иногда наличие неприступного врага приводит к рождению превосходных научных теорий, гораздо более убедительных, чем они могли бы быть в отсутствие конкуренции.
Проект BICEP2 обеспечил инфляции непоколебимую монополию на рынке космологических идей, положив конец пятому раунду Великих дебатов на самом интересном месте.
Игра в монополию по-шведски
Эту главу я начал с Милтона Фридмана, получившего Нобелевскую премию за исследования экономической инфляции. Но мы и без нобелевских лауреатов знаем, что монополии вредны для общества, поскольку подрывают доверие потребителей, необходимое для процветания рынка.
После пресс-конференции BICEP2 акции Мультивселенной также взлетели в цене. Двум из трех отцов-основателей инфляционной модели уверенно пророчили нобелевское золото. Шансы третьего патриарха, Пола Стейнхардта, отправиться в Швецию казались ничтожными.
Но история в очередной раз повторилась. В парадоксальном повороте судьбы, который не смог бы предсказать даже сам Хойл, альтернативная модель Вселенной Стейнхардта получила толчок к развитию благодаря самой недооцененной космической валюте — пыли.