Читать книгу "О том, чего мы не можем знать. Путешествие к рубежам знаний - Маркус Дю Сотой"

На самом деле эти два сценария – Вселенная, заканчивающая свое существование скучной тепловой смертью, и Вселенная, начинающаяся с захватывающего Большого взрыва, – можно элегантно объединить в один, подобно двум пейзажам с совпадающими краями, которые образуют один общий пейзаж. Для сшивания этих сценариев нужно, чтобы в конце одной Вселенной происходило сжатие, а в начале следующей – расширение, так, чтобы они могли быть соединены и плавно перетекали друг в друга. Холодные и далеко разбросанные фотоны становятся фотонами горячими и тесно сгруппированными, которые и запускают новый Большой взрыв.

Теория Пенроуза небесспорна, и мне не удалось найти много ученых, которые видели бы в ней нечто большее, чем хитроумную математическую идею. И все же, когда Пенроуз впервые показал, что математика общей теории относительности предсказывает существование в пространстве-времени сингулярностей, эта идея также была отвергнута многими как физически невозможная. Его нынешняя теория временных циклов может оказаться ошибочной, но мне кажется замечательным случай ученого, который меняет свою точку зрения на возможность исследования времени до Большого взрыва.

Изменение масштаба Вселенной в конце одного эона к началу следующего позволяет плавно переходить от эона к эону

Пенроуз называет период между двумя большими взрывами эоном, и наш эон – лишь один из, возможно, бесконечного множества эонов, предшествовавших нашему и следующих за ним.

Одна из наиболее существенных проблем этой модели, как и многих других циклических моделей, связана со вторым началом термодинамики. Как энтропия возвращается на такой низкий уровень, что второе начало термодинамики может заново начинать работать в каждом следующем эоне?

Сингулярность Большого взрыва есть состояние чрезвычайно низкой энтропии. По мере эволюции Вселенной энтропия возрастает – как можно обеспечить гладкий переход в новый эон со сбросом накопленной энтропии? Именно поэтому Пенроузу не понравилось, что Хокинг признал свое поражение в пари о черных дырах. С точки зрения Пенроуза, черные дыры представляют собой механизм снижения энтропии. Вся энтропия, попадающая в черную дыру, утрачивается или вычитается из системы, так что к концу эона мы снова имеем низкую энтропию, потому что вся информация уже утрачена во множестве черных дыр, населяющих Вселенную. Таким образом и устанавливаются условия, необходимые для следующего Большого взрыва.

Даже если эта теория справедлива, как мы можем добраться до периода, предшествовавшего нашему собственному Большому взрыву, чтобы проверить ее или другие теории на этот счет? Остается ли период «до Большого взрыва» запретной зоной? Пенроуз так не думает. Раз совмещаемые пейзажи должны соответствовать друг другу, события предыдущего эона должны оказывать влияние на наш. Пенроуз считает, что столкновения черных дыр на заключительных этапах предыдущего эона должны были создать гравитационную рябь, которая перешла в наш эон. Он приводит в пример картину пруда, в который бросили множество камешков. После того как черные дыры – или камешки – исчезают из виду, на пруду остается узор из ряби, образованный при взаимодействии кругов, расходящихся от этих камешков.

Пенроуз полагает, что такую рябь можно искать в реликтовом излучении – излучении, оставшемся после Большого взрыва, с которого началась наша Вселенная. Хотя флуктуации этого излучения кажутся случайными, возможно, некоторые из них появились в результате столкновений черных дыр, происходивших в конце предыдущего эона.

Проблема состоит в том, что анализировать реликтовое излучение исключительно трудно – в частности, потому что его очень мало. Это может показаться чрезвычайно странным, учитывая, что оно образует поверхность сферы, охватывающей всю наблюдаемую Вселенную. И тем не менее, если пытаться изучать участки этой сферы, окружающей Вселенную, и взять, скажем, сектор этой сферы размером в 10°, то еще не рассмотренные объекты очень быстро заканчиваются. Хотя многие сомневаются в том, что свидетельства существования предыдущих эонов можно найти в нашем собственном эоне, сама мысль о такой возможности открывает весьма захватывающие перспективы. Может быть, ответ на вопрос о том, что происходило до Большого взрыва, все-таки не настолько невозможен, как нам казалось!

Галилей нашего времени

Я зашел к Пенроузу, оксфордский кабинет которого расположен этажом ниже моего, чтобы узнать, что он думает о возможности познания происходившего до Большого взрыва. Пенроузу сейчас за восемьдесят, и он являет собой прекрасный пример неутолимой жажды знаний. Исходя из того, что он когда-то написал книгу с подзаголовком «Законы, управляющие Вселенной. Полный путеводитель»[100], можно было бы предположить, что, по его мнению, он знает все. Но Пенроуз продолжает задавать все новые и новые вопросы.

– Когда-то я утверждал, что Большой взрыв был сингулярностью, а потому понятие времени до Большого взрыва не имеет смысла. «До» – бессмысленное понятие. Перестаньте задавать этот вопрос. Я слышал, как Стивен Хокинг просил его не задавать, и я был с ним согласен. Но теперь я считаю, что на самом деле этот вопрос задавать можно.

Значит ли это, что Пенроуз думает, что не было вообще никакого начала?

– Я думаю, что есть бесконечная последовательность эонов.

Я спросил его, можно ли считать эту тему примером того, чего мы знать не можем. В конце концов, бесконечность обычно считается в физике запретной зоной.

– Возможно, мы сумеем усовершенствовать свои технологии и заглянуть на несколько эонов назад. Но вернуться к самому началу всех эонов? Ну, это вполне кандидат на роль непознаваемого. Говорят, что бесконечность непознаваема, но математики все время ее используют. И чувствуют себя совершенно как дома. Ну, не совершенно, но почти.

Когда я спросил Пенроуза, существуют ли, по его мнению, вопросы, на которые невозможно ответить по самой их природе, он дал типично осторожный ответ.

«Идея о том, что может существовать что-то, что навсегда останется недосягаемым для нашего познания, меня несколько тревожит. Наверное, могут существовать вопросы, на которые не ожидаешь получить ответа. Задачи, которые кажутся неразрешимыми, – но потом мы придумываем, как их обойти, какие-то способы с ними разобраться. Мне не нравится слово “непознаваемый”. Оно просто означает, что мы неправильно на что-то смотрим.

Кто бы мог подумать, что мы узнаем, что происходит в центре Солнца? – и тем не менее сейчас известно, что там делается. Надо думать, еще не так давно этот вопрос считался бы неразрешимым.

Можно ли перемножить два невероятно больших числа так, чтобы результат содержал больше знаков, чем во Вселенной существует частиц, и потому его нельзя было бы записать? Можно ли считать эту задачу неразрешимой? По-моему, это очень скучная неразрешимая задача.