Квантовая теория описывает процессы в микромире, а теория гравитации Эйнштейна управляет макромиром. Во время Большого взрыва вся большая Вселенная умещалась на острие иглы, и поэтому для ее описания требуется квантовая теория гравитации.
Единственная ложка дегтя в бочке меда, способная подпортить впечатление от теории Малдасены, – она оказалась применима только для странного пространства-времени под названием антидеситтеровское пространство. Как заметил Эйнштейн, пространство-время искажается присутствием материи. Но в пространстве анти-де Ситтера пространство-время искривляется по-другому, чем в нашей Вселенной. Задача современных физиков – показать, что результаты Малдасены применимы также к обычному пространству нашей Вселенной. Может быть, тогда удастся доказать, что все мы действительно являемся голограммами.
50. Вселенная по соседствуА вы знаете, что во Вселенной существуют ваши бесчисленные двойники, которые читают бесчисленные копии этой книги?
Есть две вещи, которые вы должны помнить, имея дело с параллельными вселенными. Во-первых, они не совсем параллельны, во-вторых, они на самом деле не вселенные.
Далеко-далеко, в галактике, удивительно похожей на Млечный Путь, есть звезда, невероятно похожая на Солнце. И на третьей от звезды планете, которая очень напоминает Землю, живет кто-то, кто во всех отношениях похож на вас. Это может быть ваш абсолютный близнец; он (или она) будет выглядеть совершенно как вы и даже читать в этот самый момент эту же книгу – более того, эту же самую строчку… Фантастическая ситуация? Но и это еще не все. Существует бесконечное количество галактик, очень похожих на нашу собственную, которые содержат бесконечное количество версий вашей персоны, чьи жизни до этого момента протекали абсолютно идентично вашей жизни.
Ваши двойники живут в областях пространства за пределами наблюдаемой Вселенной. Не торопитесь утверждать, что их существование – чистая научная фантастика. Это фактически с неизбежностью следует из стандартной теории нашей Вселенной и стандартной теории физики. Если бы вы могли проникнуть достаточно далеко во Вселенную, вы неизбежно столкнулись бы с одним из ваших двойников. Можно даже подсчитать, какой путь придется проделать, чтобы встретить своего ближайшего двойника: около 101028 метров.
Сказать, что это число большое – ничего не сказать. Число 1028 представляет собой единицу с 28 нулями, то есть 10 миллиардов миллиардов миллиардов. Следовательно, 101028 – это число, выражаемое единицей, за которой следуют 10 миллиардов миллиардов миллиардов нулей. Соответствующее расстояние безгранично превышает предельную дистанцию, до которой может дотянуться самый большой в мире телескоп. Но пусть вас не будоражит эта протяженность. Дело даже не в том, что ваш ближайший двойник находится на ошеломляюще большом расстоянии. Дело в том, что этот двойник в принципе существует.
Как уже было сказано, это следует из стандартной теории космологии, а эта теория дает хорошее представление о том, что лежит за пределами наблюдаемой Вселенной. Но что это в реальности означает – наблюдаемая Вселенная? И если есть наблюдаемая Вселенная, то по умолчанию подразумевается, что должна быть и ненаблюдаемая Вселенная. Почему мы не можем увидеть всю Вселенную целиком?
По двум причинам: потому, что скорость света конечна, а еще потому, что у Вселенной было начало[143]. Поскольку все во Вселенной – материя, энергия, пространство и даже время – возникло в результате Большого взрыва около 13,82 миллиарда лет назад, мы можем видеть только те объекты во Вселенной, свету от которых потребовалось менее 13,82 миллиарда лет, чтобы долететь до нас. Все остальные объекты пока невидимы для нас, так как свет от них все еще находится на пути к нам. Следовательно, наши телескопы показывают нам только те галактики, которые сосредоточены в сфере пространства с центром на Земле и свет от которых шел до нас 13,82 миллиарда лет. А таких галактик примерно 2 триллиона. Это и есть наблюдаемая Вселенная.
Как мы уже говорили, наблюдаемая Вселенная ограничена горизонтом. Можно провести аналогию с линией горизонта, видимого путешественниками на море. Как большая часть океана скрыта за горизонтом, так и Вселенная – за космологическим горизонтом (поскольку в течение первой доли секунды после рождения Вселенной происходило ее расширение, или инфляция, со сверхсветовой скоростью, этот горизонт находится от нас на расстоянии порядка 42 миллиардов световых лет)[144]. Итак, что же может оказаться там, за горизонтом?
Согласно стандартной картине Вселенной, которая включает в себя раннюю эпоху сверхбыстрой инфляции, за пределами наблюдаемой Вселенной находится безграничное пространство[145].
Внутри космологического горизонта, который охватывает наблюдаемую Вселенную, находятся все галактики, свет от которых успел долететь до нас за 13,82 миллиарда лет после Большого взрыва.
Представьте себе огромный сферический мыльный пузырь, а внутри него – два триллиона галактик. Это и есть наша Вселенная. За пределами нашего «мыльного пузыря» – бесконечное количество других «мыльных пузырей» аналогичного размера. Какие они?
В каждом из них должен был произойти свой Большой взрыв, похожий на наш. Но из остывающих обломков Большого взрыва должны были образоваться другие галактики, другие звезды и планеты. Зародыши крупномасштабных космических структур представляли собой крошечные квантовые завихрения вакуума, появившиеся в первые доли секунды после рождения своей вселенной. Как любое событие в квантовом мире, они были случайными и по размеру, и по расположению. Это должно было привести к бесконечному разнообразию бесконечно большого числа возможных вселенных. Другими словами, разыгрывалось бесконечное количество разных космических историй, каждая в своем «пузыре», где-то там в недоступных для нас вселенных.
На самом деле все обстоит гораздо хуже.
Квантовая теория, прекрасно описывающая процессы, происходящие в мире элементарных частиц, говорит нам о том, что Вселенная сводится к неким гранулам. Это значит, что если бы можно было разрезать некий объем пространства пополам, потом снова пополам и продолжать это деление все дальше и дальше, то рано или поздно мы пришли бы к крошечному объему пространства, который уже нельзя было бы разрезать пополам. Пространство в сверхмалом масштабе – этот масштаб называется шкалой Планка – можно представить себе похожим на трехмерную шахматную доску. Для размещения шахматных фигур на обычной шахматной доске есть строго определенное число мест; точно так же в начале Вселенной существовало ограниченное количество ячеек для квантовых вихрей, из которых впоследствии возникли зародыши современных скоплений галактик. И это означает, что существует, скорее, только конечное, а не бесконечное число всевозможных космических историй.
За пределами «пузыря» нашей наблюдаемой Вселенной могут быть другие бесчисленные пузыри, имевшие другие истории, с другими звездами и галактиками.
Если есть только конечное число историй, но при этом бесконечное количество мест для них, тогда каждая история разыгрывается не один раз, а бесконечное количество раз. Следовательно, как упоминалось в начале этой главы, существует бесконечное количество мест во Вселенной, которые содержат копии вас, читающих эту же книгу и эти же самые строки. И есть бесконечное количество таких планет, где Дональд Трамп не стал президентом Соединенных Штатов Америки. И бесконечное количество планет во Вселенной, где динозавры не были уничтожены астероидом 66 миллионов лет назад, но продолжали развивать свой интеллект и в конце концов научились строить автомобили.
Возможно, вам трудно согласиться с тем, что существуют все эти бесчисленные дубликаты вселенных. Но космологи – и среди них, например, Александр Виленкин из Университета Тафтса (штат Массачусетс, США) – относятся к этому философски: раз природа сочла нужным взять за образец звезду и без конца щедро ее дублировать, то почему этого нельзя сказать о вселенных?
Стоит подчеркнуть, что все эти бесчисленные пространства, в которых разыгрываются все эти истории, – неизбежное следствие нашей стандартной модели Вселенной в сочетании со стандартной моделью физики – квантовой теорией. Если окажется, что какая-то из этих моделей – или обе – не соответствует действительности, вывод будет кардинально иным.
Наверное, некоторым из вас придется не по нраву мысль о том, что где-то там разыгрываются всевозможные сценарии вселенных. Мне же эта идея нравится. И вот почему. Допустим, вам не пришлась по вкусу моя книга и вы решили, что она – самая унылая и скучная из всех прочитанных за вашу жизнь. А я могу утешать себя мыслью, что среди несметного количества вселенных найдется такая, где вы подумали, что это самая блестящая вещь, с которой вы когда-либо сталкивались, и купили по книжке в качестве рождественского подарка для всех до единого из ваших друзей!
Благодарности
Я благодарен всем, кто оказывал мне непосредственную помощь, вдохновлял меня и поддерживал в процессе написания этой книги: Карен, Джо Стэнсалл, Фелисити Брайан, Мишель Топэм, Манджит Кумар, Дэйв Хью, Моника Хоуп и Патрисия Чилвер.