Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную - читать онлайн книгу. Автор: Мартин Дж. Рис cтр.№ 45

Галилею окружности казались более красивыми, и они были проще – они определяются всего одним числом, радиусом, тогда как для эллипса понадобится дополнительное число, чтобы обозначить его форму (эксцентриситет). Ньютон позже доказал тем не менее, что все эллиптические орбиты можно понять с помощью одной объединенной теории тяготения. Если бы Галилей был еще жив, когда были опубликованы «Математические начала», открытие Ньютона, разумеется, заставило бы его обрадоваться и изменить свое мнение по поводу эллипсов.

Параллель очевидна. Вселенная с низким числом Ω и ненулевым числом λ и т. д. может показаться уродливой и сложной. Но возможно, вся проблема в нашем ограниченном видении. Наша Земля следует по одному эллипсу из бесконечного множества возможных, ее орбита ограничена только требованием, которое позволяет окружающей среде благоприятствовать эволюции (не слишком близко к Солнцу, но и не слишком далеко). Подобным же образом наша Вселенная может быть всего лишь одной из целого набора возможных вселенных и ограничиваться только требованием, которое допускает наше появление. Поэтому я предпочитаю быть осторожнее с бритвой Оккама ^{21}: предпочтение, отданное более «простой» космологии, может быть таким же близоруким, как страстная влюбленность Галилея в окружности.

Если на самом деле существует множество вселенных, описываемых различными «космическими числами», тогда мы обнаружим себя в одной маленькой и нетипичной подгруппе, где шесть чисел допускают сложную эволюцию. Кажущиеся «спроектированными» особенности нашей Вселенной не должны удивлять нас больше, чем мы удивляемся тому, что вообще в ней находимся. Мы обитаем на планете с атмосферой, обращающейся на определенном расстоянии от своей звезды-прародительницы, хотя на самом деле это очень «особенное» и нетипичное место. Случайно выбранное место в космосе окажется очень далеко от любой звезды; более того, скорее всего, оно будет находиться где-то в межгалактической пустоте, в миллионах св. лет от ближайшей галактики.

Во время написания этой книги точка зрения о том, что наши шесть чисел в космической истории являются не более чем случайностью, всего лишь интуитивное подозрение. Но оно может укрепиться, если наше понимание лежащих за ними физических процессов углубится. Куда важнее для ее положения в качестве настоящей научной гипотезы то, что она может быть опровергнута: нам нужно будет искать другое объяснение, если выяснится, что эти числа еще более особенные, чем это необходимо для нашего присутствия. Например, предположим, что (вопреки текущим показаниям) число λ вносит менее 0,001 в критическую плотность и, таким образом, оказывается в тысячи раз меньше значения, которое необходимо, чтобы быть уверенным в том, что космическое отталкивание не препятствовало образованию галактик. Это породит подозрение в том, что на самом деле число λ равняется нулю по каким-то фундаментальным причинам. Подобным же образом, если бы орбита Земли представляла собой совершенную окружность (хотя нам не менее удобно существовать и на орбите с умеренным эксцентриситетом), это заставило бы отдать предпочтение объяснению, которое понравилось бы Кеплеру и Галилею и в соответствии с которым орбиты планет фиксируются в точных математических соотношениях.

Если лежащие за ними законы определяют все ключевые числа единственным образом, так что никакая другая вселенная математически не согласуется с этими законами, тогда нам придется принять то, что «настройка» есть неумолимый факт и была сделана по воле Провидения. С другой стороны, всеобщая теория может позволять существование мультивселенной, эволюция которой отмечена регулярно повторяющимися «большими взрывами». Тогда лежащие в основе мультивселенной физические законы могут позволять многообразие отдельных вселенных.

Объяснение ультраранней вселенной и разработка понятия мультивселенной – задачи текущего столетия. Они будут выглядеть не такими устрашающими, если мы оглянемся на то, что было достигнуто за XX в. Сто лет назад загадкой было само сияние звезд; мы и понятия не имели о том, что находится за пределами нашего Млечного Пути, который считался статической системой. Для сравнения: сейчас наша панорама расширилась на 10 млрд св. лет, и ее историю можно проследить до первых долей секунды в «начале».

Конечно, физически мы можем осуществлять исследования по-прежнему только в нашей Солнечной системе, но усовершенствование телескопов и датчиков позволяет нам изучать такие далекие галактики, что свет от них шел до нас 90 % времени после Большого взрыва. Мы нанесли на карту – по крайней мере в общих чертах – бо́льшую часть пространства, которое для нас в принципе доступно, хотя подозреваем, что за границами нашего поля зрения Вселенная занимает гораздо более значительный объем, свет от которого до нас еще не добрался (и, возможно, никогда не доберется).

Из подробных наблюдений мы узнаём, как возникают космические структуры и как развиваются галактики – не только близлежащие к нам, но и популяции далеких галактик, которые мы видим такими, какими они были до 10 млрд лет назад.

Такое продвижение возможно только благодаря пониманию, которое само по себе примечательно: основные физические законы постижимы и применимы не только к Земле, но и к самым отдаленным галактикам, причем не только в настоящее время, но даже в первые секунды расширения Вселенной. Только в первые миллисекунды космического расширения и глубоко внутри черных дыр мы сталкиваемся с условиями, где основные физические принципы остаются для нас неизвестными.

Специалисты по космологии больше не страдают от недостатка информации. Современные достижения в большей мере принадлежат наблюдателям и экспериментаторам, а не кабинетным мыслителям. Но в будущем появятся кабинетные «наблюдатели». Результаты обзорных наблюдений галактик, подробные карты неба и т. д. будут доступны для всех имеющих подключение к интернету. Куда более широкое научное сообщество сможет принимать участие в исследовании нашей космической среды обитания, проверять свои интуитивные догадки, искать новые закономерности и т. д.

Наблюдения в значительной степени улучшились, но наше понимание продвигается вперед зигзагом. Его можно изобразить как пилообразный график – теории приходят и оспариваются, но в целом такой график направлен вверх. Для успеха необходимо больше мощных телескопов и нужны более мощные компьютеры, которые позволят создать более реалистичные модели.

В науке есть три великих фронта познания: очень большое, очень маленькое и очень сложное. Космология связана со всеми тремя. В течение нескольких лет космические числа λ, Ω и Q должны быть измерены так, как были измерены размер и форма Земли после XVIII в. Тогда мы, возможно, решим проблему темной материи.

Но фундаментальной трудностью по-прежнему является понимание самого начала: для победы на этом фронте придется подождать окончательной теории – «теории всего», возможно одного из вариантов теории суперструн. Такая теория положит конец интеллектуальному поиску, который начал еще Ньютон, а затем продолжали Максвелл, Эйнштейн и их последователи. Она углубит наше понимание пространства, времени и основных сил, а также прольет свет на загадки ультраранней Вселенной и центров черных дыр.