Читать книгу "О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга - Томас Хертог"

– взгляд «снизу-вверх» на волну при условии отсутствия границы – показывает, что в нисходящей космологии ветви, составляющие волновую функцию, в буквальном смысле полностью перегруппировываются. Далее, так как высоты волновых фрагментов определяют их относительное правдоподобие, выходит, что нисходящая космология воспроизводит прошлое так: наша Вселенная началась с мощного всплеска инфляции, что вполне согласуется со всеми нашими наблюдениями[172]. Неудивительно, что Стивен был очень доволен тем, как все это выходит. «Наконец-то», – сказал он мне. И добавил, как будто я не понял, о чем он: «Мне всегда очень нравилось предложение об отсутствии границы».

Рис. 48. Форма волны при условии отсутствия границы в нисходящей перспективе. Если смотреть сверху вниз, гипотеза об отсутствии границы делает обратное предсказание о том, что наша Вселенная обрела существование с мощным всплеском инфляции, породившим паутину галактик, в полном соответствии с нашими наблюдениями. Почти пустые вселенные, которые доминировали в волне в восходящей перспективе (см. рис. 31), удаляются на периферию.

• • •

Этот примечательный возврат к судьбам гипотезы об отсутствии границы живо иллюстрирует все ту же истину квантовой космологии: в конечном счете прошлое Вселенной обусловлено ее сегодняшним днем. Какова же тогда роль теории происхождения Вселенной – ведь мы все равно рассматриваем Вселенную сверху вниз? В некотором смысле гипотеза об отсутствии границы в космологии – то же самое, что LUCA, последний универсальный общий предок в биологической теории эволюции. Ясно, что биохимический состав LUCA не определяет древа жизни, которое из него вырастет. Но с другой стороны, без LUCA никакого древа жизни не могло бы быть. Подобным же образом происхождение при условии отсутствия границы критически важно для существования Вселенной, но из него нельзя предсказать конкретного древа физических законов, которое возникнет из столь простого начала[173]. Подробное понимание генеалогии космоса и его законов может быть получено только из наблюдений в ракурсе «сверху вниз».

Другими словами, модели происхождения Вселенной – критически важный источник предсказательной силы на самом фундаментальном уровне. В ракурсе «сверху вниз» чашеобразные начальные области, изображенные на рис. 48, функционируют как ключевые опорные точки для бесчисленных возможных путей развития, расходящихся в наше прошлое. Квантовая космология без теории начала Вселенной была бы тем же, что CERN без ускоренных частиц, химия без Периодической таблицы элементов или древо жизни без ствола. Невозможны были бы какие бы то ни было предсказания. Любая древоподобная структура, ветви которой переплелись в ходе эволюции, покоится на идее общего происхождения и моделирование этой начальной точки составляет ключевую часть любого научного описания такого древа. В одинаковой мере это относится и к древу жизни, и к древу законов. Рискну сказать, что без представления о реальном начале Вселенной в космологии невозможна какая-либо истинно дарвинианская революция. И конечно, именно отсутствие вразумительной теории начальных условий, скажем, в космологии мультивселенной вполне может быть фундаментальной причиной того, что эта теория неспособна ничего предсказать.

Тем не менее вы могли бы задуматься, что мы надеемся выиграть, используя наш массив космологических наблюдений для того, чтобы вылепить из них прошлое, если это прошлое с очевидностью должно опять привести нас к тому, что мы наблюдаeм. Если нисходящая космология не ищет причинного объяснения тому, что Вселенная и действующие в ней законы таковы, каковы они есть, если эта космология не предсказывает, что Вселенная должна была двинуться по тому пути, по которому она двинулась, то в чем, собственно, польза от такой космологии?

Как и в случае дарвиновской теории эволюции, практическая целесообразность нисходящей космологической теории заключена в ее способности раскрывать взаимосвязанность космоса: находить новые корреляции между тем, что поначалу кажется независимыми свойствами Вселенной. Подумайте, к примеру, о температурных вариациях CMB-излучения. Их статистические особенности почти идеально согласуются с параметрами флюктуаций, генерируемых во вселенных с мощным инфляционным всплеском. Если рассуждать «сверху вниз», такие вселенные, несомненно, наиболее вероятны. Следовательно, нисходящая теория предсказывает сильную корреляцию между наблюдаемыми вариациями CMB и другими данными, предполагающими сильную вспышку первичной инфляции. Посредством такого рода корреляций, посредством предсказания корреляций между текущими и будущими данными нисходящая космология приобретает огромный потенциал для выявления скрытой взаимосогласованности, закодированной во Вселенной. Вот почему эта теория работает значительно лучше, чем теория мультивселенной с ее парадоксальной потерей предсказательной силы[174]. Картина физической реальности в нисходящей Вселенной тоже радикально отличается от картины мультивселенной. Мультивселенная – гигантское раздувающееся пространство, заполненное бесчисленными пузырями островных вселенных. Это пространство лежит «где-то снаружи» (см. рис. 7 на вклейке): космическая лоскутная мозаика существует безотносительно к тому, в каких из островных вселенных имеется жизнь или какие из них наблюдаются. Наблюдатели вместе со своими наблюдениями протискиваются в теорию как эффект постселекции, никак не влияя на крупномасштабную структуру космоса.

В квантовой Вселенной Стивена, наоборот, наблюдения находятся в центре действия. Нисходящая триада восстанавливает тонкую ниточку, которая связывает наблюдателя и наблюдаемое. В нисходящей космологии любой вид осязаемого прошлого – это всегда прошлое наблюдателя. Квантовая космология представляет наблюдение будто оперативный штаб в неизмеримой области всего, что могло бы быть. Я попытался изобразить это «мировоззрение» на рис. 49 при помощи еще одной ветвящейся древовидной структуры. Мы действуем и наблюдаем (в квантовом смысле) и в процессе этого продолжаем вытягивать корни этого древа, которые извлекают из прошлого его возможные варианты, а также отбираем несколько ветвей, очерчивающих возможные варианты будущего. Тот факт, что все корни на рис. 49 присоединены к нашей наблюдательной ситуации – включая то, что нам известно о действующих законах, – значит, что сложность изображенной древовидной структуры бледнеет в сравнении со сложностью мультивселенной. Огромное большинство островных вселенных не имеет ни малейшего сходства со Вселенной, которую мы наблюдаем. Поэтому соответствующие им корни не появляются на нашем квантовом древе. Эти островные вселенные исчезли, потерялись в океане неопределенности.

Рис. 49. Квантовая Вселенная. Сегодняшние наблюдения способствуют как дальнейшему прорастанию корней вглубь возможного прошлого, так и очерчиванию контуров ветвей возможного будущего в огромной области «того, что могло бы быть».

Я должен, однако, на всякий случай подчеркнуть: нисходящая космология остается гипотезой. Наше положение похоже на то, в котором находился Дарвин в XIX веке, – данные, которыми мы располагаем, слишком отрывочны и скудны, чтобы по ним можно было во всех подробностях восстановить образование древа законов в ходе горячего Большого взрыва. Ископаемые свидетельства, относящиеся к той далекой эпохе, остаются фрагментарными. Взять хоть темную материю или темную энергию, которые в сумме составляют 95 % содержимого Вселенной. Каким был каскад нарушающих симметрию переходов, породивший силы и частицы темной Вселенной? Только время расскажет нам об этом.

При столь ограниченных данных среди моих коллег-космологов еще остаются «упертые предарвинисты», твердые приверженцы подхода «снизу-вверх». Они настаивают на том, что задача космологии