Параллельные миры
Идея о существовании параллельных миров стала особенно популярной после того, как астрофизики доказали, что наша Вселенная имеет ограниченные размеры — около 46 млрд. световых лет и определенный возраст — 13,8 млрд. лет.
Возникает сразу несколько вопросов. Что находится за границами Вселенной? Что было до ее возникновения из космологической сингулярности? Как возникла космологическая сингулярность? Что ждет Вселенную в будущем?
Гипотеза параллельных миров дает рациональный ответ: на самом деле вселенных много, они существуют рядом с нашей, рождаются и погибают, но мы их не наблюдаем, потому что не способны выйти за пределы своего трехмерного пространства, как не способен жук, ползущий по одной стороне бумажного листа, увидеть жука, находящегося рядом с ним, но с другой стороны листа.
Однако ученым недостаточно принять красивую гипотезу, которая упорядочит наше миропонимание, сведя его к бытовым представлениям — наличие параллельных миров должно проявлять себя в различных физических эффектах. И вот здесь-то возникла загвоздка.
Когда факт расширения Вселенной был всесторонне доказан, а космологи занялись построением модели ее эволюции от момента Большого Взрыва до современности, то столкнулись с рядом проблем.
Первая проблема связана со средней плотностью вещества, которая определяет кривизну пространства и, по факту, будущее известного нам мира. Если плотность вещества ниже критической, то его гравитационного воздействия окажется недостаточным для того, чтобы обратить вспять первоначальное расширение, вызванное Большим Взрывом, поэтому Вселенная будет расширяться вечно, постепенно охлаждаясь до абсолютного нуля.
Если плотность выше критической, то, наоборот, со временем расширение обратится в сжатие, температура начнет повышаться, пока не образуется огненный сверхплотный объект. Если плотность равна критической, то Вселенная будет балансировать между двумя названными крайними состояниями. Физики рассчитали значение критической плотности — пять атомов водорода на кубический метр. Это близко к критическому, хотя по теории должно быть гораздо меньше.
Вторая проблема — наблюдаемая однородность Вселенной. Микроволновое реликтовое излучение в зонах пространства, разделенных десятками миллиардов световых лет, выглядит одинаковым. Если бы пространство расширялось из некоей сверхгорячей точки-сингулярности, как утверждает теория Большого Взрыва, то оно было бы «комковатым», то есть в разных зонах наблюдалась бы разная интенсивность микроволнового излучения.
Третья проблема — отсутствие монополей, то есть гипотетических элементарных частиц с ненулевым магнитным зарядом, существование которых предсказывала теория.
Пытаясь объяснить расхождения теории Большого Взрыва с реальными наблюдениями, молодой американский физик Алан Гут предложил в 1980 году инфляционную модель Вселенной (от inflatio — «вздутие»), согласно которой в начальный момент своего рождения, в период с 10^-42 секунды до 10^-36 секунды Вселенная расширилась в 10^50 раз.
Поскольку модель мгновенного «вздутия» снимала проблемы теории, то она была с восторгом принята большинством космологов. Среди них оказался и советский ученый Андрей Дмитриевич Линде, который взялся объяснить, каким образом произошло столь фантастическое «вздутие».
В 1983 году он предложил свой вариант модели, названной «хаотической» теорией инфляции. Линде описал некую бесконечную протовселенную, физические условия в которой нам, к сожалению, не известны. Однако она заполнена «скалярным полем», в котором время от времени происходят «разряды», в результате которых образуются «пузырьки» вселенных.
«Пузырьки» быстро раздуваются, что приводит к скачкообразному увеличению потенциальной энергии и возникновению элементарных частиц, из которых затем складывается вещество. Таким образом, инфляционная теория дает обоснование гипотезе существования параллельных миров, как бесконечного множества «пузырей», надувающихся в бесконечном «скалярном поле».
Если принимать инфляционную теорию как описание реального мироустройства, то возникают новые вопросы. Отличаются ли параллельные миры, описываемые ею, от нашего или они во всем идентичны? Можно ли попасть из одного мира в другой? Какова эволюция этих миров?
Физики говорят, что вариантов может быть невероятное множество. Если в какой-то из новорожденных вселенных плотность вещества слишком велика, то она очень быстро схлопнется. Если плотность вещества, наоборот, слишком мала, то они будут расширяться вечно.
Высказывается мнение, что пресловутое «скалярное поле» присутствует и внутри нашей Вселенной в виде так называемой «темной энергии», которая продолжает расталкивать галактики. Поэтому возможен вариант, что и у нас может произойти спонтанный «разряд», после чего Вселенная «распустится бутоном», порождая новые миры.
Шведский космолог Макс Тегмарк выдвинул даже гипотезу математической вселенной (известной также под названием Конечный Ансамбль), которая утверждает, что любому математически непротиворечивому набору физических законов соответствует своя независимая, но вполне реальная вселенная.
Если физические законы в соседних вселенных отличаются от наших, то условия для эволюции в них могут быть весьма необычными. Допустим, в какой-то вселенной больше устойчивых частиц, таких как протоны. Тогда там должно существовать больше химических элементов, а формы жизни намного сложнее устроены, чем здесь, так как соединения, подобные ДНК, создаются из большего количества элементов.
Можно ли добраться до соседних вселенных? К сожалению, нет. Для этого, как говорят физики, нужно научиться летать быстрее скорости света, что выглядит проблематичным.
Хотя инфляционная теория Гута-Линде считается сегодня общепризнанной, некоторые ученые продолжают критиковать ее, предлагая свои модели Большого Взрыва. Кроме того, пока не удалось обнаружить эффекты, предсказанные теорией.
В то же время, сама концепция существования параллельных миров, наоборот, находит все больше сторонников. Внимательное изучение карты микроволнового излучения выявило аномалию — «реликтовое холодное пятно» в созвездии Эридан с необычайно низким уровнем излучения.
Профессор Лаура Мерсини-Хафтон из Университета Северной Каролины полагает, что это «отпечаток» соседней вселенной, из которой, возможно, была «надута» наша — своего рода космологический «пупок».
Другая аномалия, названная «темным потоком», связана с движением галактик: в 2008 году группа астрофизиков обнаружила, что, по меньшей мере, 1 400 скоплений галактик летят сквозь пространство в определенном направлении под воздействием массы, находящейся за пределами видимой части Вселенной.
Одно из объяснений, предложенное все той же Лаурой Мерсини-Хафтон, — их притягивает соседняя «материнская» вселенная. Пока подобные предположения считаются спекуляциями. Но, думается, недалек тот день, когда физики расставят все точки над «i». Или предложат новую красивую гипотезу.