СтаттяЗ архіву

Один Всесвіт чи безліч?

Опубліковано: Редактор: Den
Зміст матеріалу
  1. Мультивсесвіт: які висновки залежать від передумов
Зручне читання

Який вигляд має Всесвіт на дуже великих відстанях, в областях, недоступних для спостереження? І чи є межа того, як далеко ми можемо зазирнути? Наш космічний горизонт визначається відстанню до найвіддаленіших об’єктів, світло яких встигло дійти до нас за 14 мільярдів років від моменту Великого вибуху. Через прискорене розширення Всесвіту ці об’єкти зараз віддалені вже на 40 мільярдів світлових років. Від ще віддаленіших об’єктів світло до нас поки не дійшло. То що ж міститься там, за горизонтом?

То що ж міститься там, за горизонтом? Донедавна фізики давали дуже просту відповідь на це запитання: там усе те саме — такі самі галактики, такі самі зорі. Але сучасні досягнення в космології та фізиці елементарних частинок дали змогу переглянути ці уявлення. У новій картині світу віддалені області Всесвіту разюче відрізняються від того, що ми бачимо навколо себе, і можуть навіть підкорятися іншим законам фізики.

Нові уявлення ґрунтуються на теорії космічної інфляції. Спробуймо роз’яснити її суть. Почнімо з короткого огляду стандартної космології Великого вибуху, яка була домінантною теорією до відкриття інфляції.

Згідно з теорією Великого вибуху Всесвіт почався з колосальної катастрофи, що сталася близько 14 мільярдів років тому. Великий вибух відбувся не в якомусь певному місці Всесвіту, а відразу всюди. Тоді не було зір, галактик і навіть атомів, а Всесвіт заповнював дуже гарячий, густий згусток матерії та випромінювання, що швидко розширювався. Збільшуючись у розмірах, він охолоджувався. Приблизно через три хвилини після Великого вибуху температура знизилася достатньо для формування атомних ядер, а через пів мільйона років електрони та ядра об’єдналися в електрично нейтральні атоми, і Всесвіт став прозорим для світла. Це дає нам змогу сьогодні реєструвати світло, випромінене вогняним згустком. Воно надходить з усіх напрямків на небі й називається космічним фоновим випромінюванням.

Спочатку вогняний згусток був майже ідеально однорідним. Але крихітні неоднорідності в ньому все ж були: у деяких областях густина була трохи вищою, ніж в інших. Ці неоднорідності зростали, стягуючи своєю гравітацією дедалі більше речовини з навколишнього простору, і за мільярди років перетворилися на галактики. І лише зовсім недавно за космічними мірками на сцені з’явилися ми, люди.

На користь теорії Великого вибуху свідчить безліч спостережних даних, які не залишають сумнівів у тому, що цей сценарій загалом правильний. Насамперед ми бачимо, як далекі галактики розбігаються від нас із дуже великими швидкостями, що вказує на розширення Всесвіту. Також теорія Великого вибуху пояснює поширеність у Всесвіті легких елементів, таких як гелій і літій. Але найголовнішим доказом, можна сказати, димучим стволом Великого вибуху, є космічне фонове випромінювання — післясвітіння первинної вогняної кулі, яке досі дає змогу її спостерігати й досліджувати. За його вивчення присуджено вже дві Нобелівські премії.

Отже, ми, схоже, маємо досить успішну теорію. І все ж вона залишає без відповіді деякі інтригуючі питання, що стосуються початкового стану Всесвіту відразу після Великого вибуху. Чому Всесвіт був таким гарячим? Чому він почав розширюватися? Чому він був таким однорідним? І, нарешті, що було з ним до Великого вибуху?

На всі ці питання відповідає теорія інфляції, яку Алан Гут висунув 28 років тому.

Космічна інфляція

Центральну роль у цій теорії відіграє особлива форма матерії, яку називають хибним вакуумом. У буденному розумінні цього слова вакуум — просто абсолютно порожній простір. Але для фізиків, які займаються елементарними частинками, вакуум — далеко не цілковите ніщо, а фізичний об’єкт, що має енергію і тиск та може перебувати в різних енергетичних станах. Фізики називають ці стани різними вакуумами; від їхніх характеристик залежать властивості елементарних частинок, які можуть у них існувати. Зв’язок між частинками й вакуумом подібний до зв’язку звукових хвиль із речовиною, якою вони поширюються: у різних матеріалах швидкість звуку неоднакова. Ми живемо у вакуумі з дуже низькою енергією, і тривалий час фізики вважали, що енергія нашого вакууму точно дорівнює нулю. Однак нещодавно спостереження показали, що він має трохи відмінну від нуля енергію (вона отримала назву темної енергії).


Розпад хибного вакууму. Комп’ютерна модель вічної інфляції. Хибний вакуум (жовтий) розширюється вдвічі кожні $10^{-33}$ секунд. В областях, де він розпався (сині), утворилися всесвіти, подібні до нашого. На межах відбувається «великий вибух».

Сучасні теорії елементарних частинок передбачають, що, крім нашого вакууму, існує низка інших, високоенергетичних вакуумів, які називають хибними. Поряд із дуже високою енергією хибний вакуум характеризується великим від’ємним тиском, який називають натягом. Це те саме, що розтягнути шматок гуми: виникає натяг — сила, спрямована всередину, яка змушує гуму стискатися.

Але найдивніша властивість хибного вакууму — це його відштовхувальна гравітація. Згідно із загальною теорією відносності Ейнштейна гравітаційні сили спричиняються не лише масою (тобто енергією), а й тиском. Додатний тиск спричиняє гравітаційне притягання, а від’ємний веде до відштовхування. У випадку вакууму відштовхувальна дія тиску переважає силу притягання, пов’язану з його енергією, і в сумі виходить відштовхування. І що вища енергія вакууму, то воно сильніше.

А ще хибний вакуум нестабільний і зазвичай дуже швидко розпадається, перетворюючись на низькоенергетичний вакуум. Надлишок енергії йде на породження вогняного згустку елементарних частинок. Тут важливо наголосити, що Алан Гут не винаходив хибний вакуум із такими дивними властивостями спеціально для своєї теорії. Його існування випливає з фізики елементарних частинок.


З появою теорії інфляції Великий вибух перестав бути єдиною унікальною подією. Згідно з нею всесвіти виникають і розширюються, як бульбашки в келиху шампанського. І таких «келихів» може бути безліч.

Гут просто припустив, що на самому початку історії Всесвіту простір перебував у стані хибного вакууму. Чому так сталося? Гарне запитання, і тут є що сказати, але ми повернемося до нього наприкінці статті. А поки що припустімо слідом за Гутом, що молодий Всесвіт був заповнений хибним вакуумом. У такому разі спричинена ним відштовхувальна гравітація призвела б до дуже швидкого прискореного розширення Всесвіту. За такого типу розширення, який Гут назвав інфляцією, існує характерний час подвоєння, за який розмір Всесвіту збільшується вдвічі. Це схоже на інфляцію в економіці: якщо її темпи сталі, то ціни подвоюються, скажімо, за 10 років. Космологічна інфляція відбувається набагато швидше, з такою швидкістю, що за малу частку секунди крихітна область поперечником менша за атом роздувається до розмірів, що перевищують спостережувану сьогодні частину Всесвіту.


Скалярне поле $\phi$ у стані хибного вакууму. Енергія $E$ вища, ніж у стані істинного вакууму (основний стан), але потенціальний бар’єр перешкоджає переходу поля. Таким чином, перехід можливий лише за високої енергії поля або шляхом квантовомеханічного тунелювання
Хибний вакуум — стан у квантовій теорії поля, який не є станом із глобально мінімальною енергією, а відповідає її локальному мінімуму. Такий стан стабільний протягом певного часу (метастабільний), але може «тунелювати» в стан істинного вакууму. - Den

Оскільки хибний вакуум нестабільний, він зрештою розпадеться, породжуючи вогняний згусток, і на цьому інфляція закінчується. Розпад хибного вакууму відіграє в цій теорії роль Великого вибуху. З цього моменту Всесвіт розвивається відповідно до уявлень стандартної космології Великого вибуху.

Від умогляду до теорії

Теорія інфляції природним чином пояснює особливості початкового стану, які раніше здавалися такими загадковими. Висока температура виникає через високу енергію хибного вакууму. Розширення пов’язане з відштовхувальною гравітацією, яка змушує хибний вакуум розширюватися, а вогняний згусток продовжує розширюватися за інерцією. Всесвіт однорідний тому, що хибний вакуум усюди має строго однакову густину енергії (за винятком малих неоднорідностей, пов’язаних із квантовими флуктуаціями в хибному вакуумі).

Коли теорію інфляції вперше оприлюднили, її сприйняли лише як умоглядну гіпотезу. Але тепер, через 28 років, вона отримала вражаючі спостережні підтвердження, більшість із яких пов’язана з реліктовим випромінюванням. Супутник WMAP побудував карту інтенсивності випромінювання для всього неба й виявив, що видимий на ній плямистий візерунок бездоганно узгоджується з теорією.

Є ще одне передбачення інфляції, яке полягає в тому, що Всесвіт має бути майже плоским. Згідно із загальною теорією відносності Ейнштейна простір може бути викривленим, однак теорія інфляції передбачає, що спостережувана нами область Всесвіту має з високою точністю описуватися плоскою, евклідовою, геометрією. Уявіть викривлену поверхню сфери.

Тепер подумки збільште цю поверхню у величезну кількість разів. Це якраз те, що сталося із Всесвітом під час інфляції. Нам видно лише крихітну частину цієї величезної сфери. І вона здається плоскою так само, як Земля, коли ми розглядаємо невелику її ділянку. Те, що геометрія Всесвіту плоска, було перевірено шляхом вимірювання кутів гігантського трикутника розміром майже до космічного горизонту. Їхня сума становила 180 градусів, як і має бути за плоскої, евклідової, геометрії.

Тепер, коли дані, отримані в спостережуваній нами області Всесвіту, підтвердили теорію інфляції, можна певною мірою довіряти тому, що вона говорить нам про регіони, недоступні для спостереження. Це повертає нас до запитання, з якого ми почали: що лежить за нашим космічним горизонтом?

Вічна інфляція

Інфляція схожа на розмноження бактерій. Існують два конкуруючі процеси: розмноження поділом і випадкове знищення антитілами. Кінцевий результат залежить від того, який процес ефективніший.

У випадку інфляції конкуруючими процесами є розпад хибного вакууму  та його «відтворення» завдяки швидкому розширенню областей, що зазнають інфляції.

Ефективність розпаду характеризується періодом напіврозпаду, тобто часом, за який половина наявних хибних вакуумів розпадеться, якщо не буде розширюватися. У межах нашої аналогії це час, за який кількість гуляк зменшиться вдвічі. З іншого боку, ефективність відтворення характеризується часом подвоєння, тобто часом, за який об’єм вакууму, що зазнає інфляції (Всесвіту), подвоїться. Хибний вакуум буде скорочуватися, якщо період напіврозпаду буде меншим за час подвоєння, і зростатиме в протилежному випадку.

Але, як випливає з нашого обговорення, період напіврозпаду великий порівняно з часом подвоєння. У нашій моделі (аналогії): вершина гори пласка, і треба зробити багато кроків, щоб перетнути її. Кожен крок гуляки відповідає часу подвоєння. Отже, області хибного вакууму будуть відтворюватися швидше, ніж розпадатимуться. Це означає, що загалом у Всесвіті інфляція ніколи не закінчиться, а об’єм областей, що зазнають інфляції, зростатиме без обмежень.

 У кожен момент часу деякі віддалені частини Всесвіту заповнені хибним вакуумом і зазнають інфляційного розширення. Області,  подібні до нашої, у яких інфляція закінчилася, також відтворюватимуться. Вони утворюватимуть «острівні всесвіти» в морі інфляції. Завдяки інфляції відстань між островами швидко збільшуватиметься, звільняючи місце для утворення нових островів. Тому інфляція є нестримним процесом, який закінчився в нашій околиці, але триває в інших частинах Всесвіту, спричиняючи їхнє розширення з шаленою швидкістю і постійно породжуючи нові острови, подібні до нашого спостережуваного Всесвіту.

Енергія хибного вакууму, що розпадається, запалює гарячу вогняну кулю елементарних частинок і започатковує утворення гелію та всі наступні події космології Великого вибуху. Кінець інфляції відіграє роль Великого вибуху в цьому сценарії. За такого підходу ми не повинні думати про Великий вибух як про одномоментну подію в нашому минулому. Численні вибухи гримлять у віддалених частинах Всесвіту і відбуватимуться в майбутньому.

Світ нескінченних двійників

Відповідь, яку дає теорія, досить несподівана: хоча в нашій частині космосу інфляція закінчилася, у Всесвіті загалом вона триває. То там, то тут у його товщі стаються «великі вибухи», під час яких розпадається хибний вакуум і виникає область космосу, подібна до нашої. Але інфляція ніколи не закінчиться повністю, у всьому Всесвіті. Річ у тім, що розпад вакууму — імовірнісний процес, і в різних областях він відбувається в різний час. Виходить, Великий вибух не був унікальною подією в нашому минулому. Безліч «вибухів» сталася раніше, і незліченна кількість ще станеться в майбутньому. Цей процес, що ніколи не закінчується, називається вічною інфляцією.

Можна спробувати уявити, який вигляд мав би Всесвіт, що зазнає інфляції, якби поглянути на нього збоку. Простір був би заповнений хибним вакуумом і дуже швидко розширювався б у всі боки. Розпад хибного вакууму схожий на закипання води. То там, то тут спонтанно виникають бульбашки низькоенергетичного вакууму. Щойно зародившись, бульбашки починають розширюватися зі швидкістю світла. Але вони дуже рідко стикаються, оскільки простір між ними розширюється ще швидше, утворюючи місце для все нових і нових бульбашок. Ми живемо в одній із них і бачимо лише малу її частину. На жаль, подорожі до інших бульбашок неможливі. Навіть сівши в космічний корабель і рухаючись майже зі швидкістю світла, ми не наздоженемо меж нашої бульбашки, що розширюються. Тож ми є її бранцями. З практичного погляду кожна бульбашка є самодостатнім окремим всесвітом, який не має зв’язку з іншими бульбашками. У ході вічної інфляції породжується нескінченна кількість таких бульбашок-всесвітів.

Але якщо не можна дістатися до інших бульбашок-всесвітів, як же переконатися, що вони справді існують? Одна з вражаючих можливостей — спостереження за зіткненням бульбашок. Якби інша бульбашка вдарилася в нашу, це мало б помітний вплив на спостережуване реліктове випромінювання. Проблема, однак, у тому, що зіткнення бульбашок дуже рідкісні, і не факт, що така подія траплялася в межах нашого горизонту.

Із цієї картини світу випливає дивовижний висновок: оскільки кількість всесвітів-бульбашок нескінченна і кожен із них необмежено розширюється, у них міститиметься нескінченна кількість областей розміром із наш горизонт. Кожна така область матиме свою історію. Під «історією» мається на увазі все, що сталося, аж до найдрібніших подій, таких як зіткнення двох атомів. Ключовий момент полягає в тому, що кількість різних історій, які можуть мати місце, — скінченна. Як це можливо? Наприклад, я можу посунути свій стілець на один сантиметр, на пів сантиметра, на чверть і так далі: здається, що вже тут криється необмежене число історій, оскільки я можу зсунути стілець нескінченним числом різних способів на як завгодно малу відстань. Однак через квантову невизначеність надто близькі одна до одної історії принципово неможливо розрізнити. Таким чином, квантова механіка говорить нам, що число різних історій скінченне. Від моменту Великого вибуху для спостережуваної нами області воно становить приблизно $10^{10150}$. Це неймовірно велике число, але важливо підкреслити, що воно не нескінченне.

Отже, обмежена кількість історій розгортається в нескінченному числі областей. Неминучий висновок: кожна історія повторюється нескінченне число разів. Зокрема, існує нескінченне число земель з такими самими історіями, як у нашої. Це означає, що десятки ваших двійників зараз читають цю фразу. Мають існувати також області, історії яких у чомусь відрізняються, втілюючи всі можливі варіації. Наприклад, є області, у яких змінено лише кличку вашого собаки, а є інші, де Землею досі ходять динозаври. Хоча, звичайно, у більшості областей немає нічого схожого на нашу Землю: адже способів відрізнятися від нашого космосу набагато більше, ніж бути на нього схожим. Ця картина може здаватися дещо гнітючою, але її дуже важко уникнути, якщо визнавати теорію інфляції.

Бульбашки мультиверсу

Досі ми припускали, що інші всесвіти-бульбашки схожі між собою за своїми фізичними властивостями. Але це не обов’язково має бути так. Властивості нашого світу визначаються набором чисел, які називають фундаментальними сталими. Серед них ньютонівська гравітаційна стала, маси елементарних частинок, їхні електричні заряди тощо. Усього існує близько 30 таких констант, і виникає цілком природне запитання: чому вони мають саме такі значення? Довгий час фізики мріяли, що колись зможуть вивести значення констант із певної фундаментальної теорії. Але істотного поступу на цьому шляху досягнуто не було.

Якщо виписати на аркуш паперу значення відомих фундаментальних сталих, вони видадуться цілком випадковими. Деякі з них дуже малі, інші великі, і за цим набором чисел не проглядається жодного порядку. Однак у них усе ж було помічено певну закономірність, хоча й дещо іншого роду, ніж сподівалися виявити фізики. Значення констант, схоже, ретельно «підібрані» для забезпечення нашого існування. Це спостереження отримало назву антропного принципу. Константи начебто спеціально тонко налаштовані Творцем, щоб створити придатний для життя Всесвіт, — саме про це й говорять нам прихильники вчення про розумний задум.

Але існує інша можливість, що змальовує зовсім інший образ Творця: він довільним чином породжує безліч всесвітів, і суто випадково деякі з них виявляються придатними для життя. Розумні спостерігачі, які з’явилися в таких рідкісних всесвітах, виявляють дивовижне тонке налаштування констант. У цій картині світу, яку називають Мультиверсом, більшість бульбашок безплідні, але в них немає нікого, хто міг би на це поскаржитися.

Але як перевірити концепцію Мультиверсу? Прямі спостереження нічого не дадуть, оскільки ми не можемо подорожувати в інші бульбашки. Можна, однак, як у кримінальному розслідуванні, знайти непрямі докази. Якщо константи змінюються від одного всесвіту до іншого, їхні значення в нас не можна точно передбачити, але можна зробити ймовірнісні передбачення. Можна запитати: які значення виявить пересічний спостерігач? Це аналогічно до спроби передбачити зріст першої зустрічної людини на вулиці. Навряд чи вона виявиться велетнем або карликом, тому, якщо спрогнозувати, що її зріст буде десь близьким до середнього, ми, як правило, не помилимося. Аналогічно і з фундаментальними сталими: немає підстав думати, що їхні значення в нашій області космосу дуже великі чи малі, інакше кажучи, що вони істотно відрізняються від тих, які виміряє більшість спостерігачів у Всесвіті. Припущення про нашу невинятковість — це важлива ідея; я назвав її принципом посередності.

Цей підхід було застосовано до так званої космологічної сталої, яка характеризує густину енергії нашого вакууму. Значення цієї сталої, отримане з астрономічних спостережень, виявилося добре узгодженим із передбаченнями, заснованими на концепції Мультиверсу. Це стало першим свідченням існування там, за горизонтом, воістину колосального Всесвіту, який вічно перебуває в стані інфляції. Це свідчення, звичайно, непряме, яким воно тільки й могло бути. Але якщо нам пощастить зробити ще кілька вдалих передбачень, то нову картину світу можна буде визнати доведеною поза розумним сумнівом.

Що було до Великого вибуху? (докладніше )

А чи був у Всесвіту початок? Ми описали космос, що безмежно розширюється і породжує все нові «великі вибухи», але хотілося б знати, чи завжди Всесвіт був таким? Багато хто вважає таку можливість дуже привабливою, оскільки вона позбавляє деяких складних запитань, пов’язаних із початком Всесвіту. Коли Всесвіт уже існує, його еволюція описується законами фізики. Але як описувати його початок? Що змусило Всесвіт з’явитися? І хто задав йому початкові умови? Було б дуже зручно сказати, що Всесвіт завжди перебуває в стані вічної інфляції без кінця і без початку.

Ця ідея, однак, стикається з несподіваною перешкодою. Арвінд Борд і Алан Гут довели теорему, яка стверджує, що хоча інфляція вічна в майбутньому, вона не може бути вічною в минулому, а це означає, що вона повинна мати якийсь початок. І хоч би яким він був, ми можемо й далі запитувати: а що було до того? Виходить, що одне з основних запитань космології — з чого почався Всесвіт? — так і не отримало задовільної відповіді.

Єдиний запропонований досі спосіб обійти цю проблему нескінченного регресу полягає в тому, що Всесвіт міг спонтанно виникнути з нічого. Часто кажуть: ніщо не може виникнути з нічого. Справді, матерія має додатну енергію, і закон її збереження вимагає, щоб у будь-якому початковому стані енергія була такою самою. Однак математичний факт полягає в тому, що замкнутий всесвіт має нульову енергію. У загальній теорії відносності Ейнштейна простір може бути викривленим і замикатися на собі подібно до поверхні сфери. Якщо в такому замкнутому всесвіті рухатися весь час в один бік, то зрештою повернешся туди, звідки вирушив, — точно так само, як повертаєшся в початкову точку, обійшовши навколо Землі. Енергія матерії додатна, але енергія гравітації — від’ємна, і можна строго довести, що в замкнутому всесвіті їхні внески точно компенсують один одного, так що повна енергія замкнутого всесвіту дорівнює нулю. Інша величина, що зберігається, — електричний заряд. І тут теж виявляється, що повний заряд замкнутого всесвіту має бути нульовим.

Якщо всі величини, що зберігаються, у замкнутому всесвіті дорівнюють нулю, то ніщо не перешкоджає його спонтанній появі з нічого. У квантовій механіці будь-який процес, який не заборонений строгими законами збереження, з певною ймовірністю відбуватиметься. А отже, замкнуті всесвіти мають з’являтися з нічого подібно до бульбашок у келиху шампанського. Ці новонароджені всесвіти можуть бути різного розміру і заповнені різними типами вакууму. Аналіз показує, що найімовірніші всесвіти мають мінімальні початкові розміри і найвищу енергію вакууму. Щойно такий всесвіт з’являється, він негайно починає розширюватися під впливом високої енергії вакууму. Саме так і починається історія вічної інфляції.

Нескінченні острови

Питання про довгострокові перспективи будь-якої цивілізації все ще залишається відкритим. Навіть якщо їй вдасться уникнути природної катастрофи або самознищення, вона зрештою залишиться без енергії. Зорі помруть, вичерпаються й інші джерела енергії. Але несподівано виявляється, що вічна інфляція дає певну надію.

Зорі в нашій околиці помиратимуть, але нескінченне число нових зір утворюватиметься в майбутніх Великих вибухах вічної інфляції. Наш видимий Всесвіт — лише мала частина одного острова, що загубився в інфляційному морі хибного вакууму. Нові острови постійно виникають у цьому морі, приносячи міріади нових зір. Справді, зореутворення безперервно триває навіть усередині нашого власного острова.

Межі островів постійно просуваються в інфляційне море. Це безперестанне просування спричинене розпадом хибного вакууму в сусідніх областях, що перебувають у стані інфляції. Отже, ці межі є областями, де нині відбувається Великий вибух. Нагадаємо, що ми ототожнюємо Великий вибух із кінцем інфляції. Новоутворені острови Всесвіту мікроскопічно малі, але вони безперервно ростуть у міру того, як старішають. Центральна частина великого острова Всесвіту темна і безлюдна: усі зорі згасли, і життя стало неможливим. Але області на периферії островів утворилися недавно і рясніють сяйливими зорями.

Розвинені цивілізації можуть захотіти послати місію для колонізації новоутворених зоряних систем поблизу меж цих островів. Вони можуть принаймні послати повідомлення новим цивілізаціям, які розвиватимуться на межі або на інших островах. Ці цивілізації можуть, своєю чергою, послати повідомлення нащадкам і так далі. Якщо ми підемо цим шляхом, то зможемо стати гілкою вічно зростаючого «дерева» цивілізацій, і наші знання не будуть втрачені.

Космологія Блаженного Августина

Слід зауважити, що аналогія між всесвітами, які виникають із нічого, і бульбашками шампанського не зовсім точна. Бульбашки народжуються в рідині, а всесвіт не має жодного навколишнього простору. Замкнений Всесвіт, що зародився, — це і є весь наявний простір. До його появи не існує жодного простору, як не існує й часу. У загальній теорії відносності простір і час пов’язані в єдину сутність, яку називають «простором-часом», і час починає свій відлік лише після того, як з’являється Всесвіт.

Щось подібне багато століть тому описав Августин Блаженний. Він намагався зрозуміти, що робив Бог до того, як створив небо і землю. Свої роздуми над цією проблемою Августин виклав у чудовій книзі «Сповідь». Висновок, якого він зрештою дійшов, полягає в тому, що Бог мав створити час разом із Всесвітом. До того часу не було, а отже, безглуздо запитувати, що було раніше. Це дуже схоже на відповідь, яку дає сучасна космологія.

Ви можете запитати: що змусило Всесвіт з’явитися з нічого? Хоч як це дивно, жодної причини не потрібно. Якщо взяти радіоактивний атом, він розпадеться, і квантова механіка передбачає ймовірність його розпаду за певний проміжок часу, скажімо, за хвилину. Але якщо запитати, чому атом розпався саме в цей конкретний момент, а не в інший, то відповідь полягатиме в тому, що жодної причини не було: цей процес цілком випадковий. Так само не потрібна причина і для квантового створення Всесвіту.

Закони фізики, які описують квантове народження Всесвіту, — ті самі, що описують його подальшу еволюцію. Із цього, очевидно, випливає, що закони в певному сенсі існували раніше, ніж виник Всесвіт. Іншими словами, закони, схоже, не є описом Всесвіту, а мають певне платонівське існування, незалежне від самого Всесвіту. Ми поки що не знаємо, як це розуміти.

Автор:( Алекс Віленкін, США )
Опубліковано в журналі Вокруг света N8, 2009
Про автора Александр Віленкін — директор Інституту космології в Університеті Тафтса (Бостон, штат Массачусетс). Він закінчив Харківський університет у 1971 році, у 1976-му емігрував із СРСР, у 1978-му став професором Університету Тафтса. Віленкін — один із провідних сучасних космологів, автор концепції вічної інфляції, що виникла як розвиток інфляційної космології Алана Гута, спільно з яким він написав низку наукових праць. Відома полеміка між Александром Віленкіним і Стівеном Гокінгом щодо того, як саме відбулося квантове народження Всесвіту. Віленкін є прихильником антропного принципу, згідно з яким існує безліч всесвітів і лише деякі з них придатні для життя розумних мешканців. Причому Віленкін вважає, що з антропного принципу можна отримати нетривіальні передбачення, які дають змогу підтвердити існування недоступних для спостереження всесвітів. Бурхливі дискусії викликала науково-популярна книга Александра Віленкіна «Світ багатьох світів: у пошуках інших всесвітів», опублікована англійською мовою. Цього року вона виходить російською.

Коментарі (17):

Топольская  •  5 March, 14:49

Опять без бога не смогли обойтись )) Ну что за люди... Чем больше они узнают, тем за всё более дальние границы им приходится отодвигать этот плод своей фантазии. Бог всегда "сидит" где-то в тех областях, о которых мы ничего не знаем, потом мы узнаём о них что-то, и бога там не оказывается ;)

Den  •  5 March, 15:22

О каком боге идет речь? Вы невнимательно читали и что не поняли, и до придумали!

Топольская  •  5 March, 16:07

Напротив, я читала очень внимательно. Если Вы не вели речь о боге, то Вам следует давать менее уклончивые комментарии к "законам, обладающим неким платоновским существованием".

Den  •  5 March, 16:23
Законы физики, которые описывают квантовое рождение Вселенной, — те же самые, что описывают ее последующую эволюцию. Из этого, по-видимому, следует, что законы существовали в некотором смысле прежде, чем возникла Вселенная. Иными словами, законы, похоже, не являются описанием Вселенной, а обладают неким платоновским существованием, помимо самой Вселенной. Мы пока не знаем, как это понимать.

Не понимайте всё буквально, в этом абзаце говорилось, что законы природы не формировались вместе со Вселенной, а существовали до неё (по крайней мере их числовые значения). Сквозь всю статью идет нить о множестве вселенных, значит должны быть законы, по которым формируются и другие Вселенные

Alex  •  5 March, 16:44

А как понять "10-33 секунд."?

Den  •  5 March, 17:14

Сори, опечатка, должно быть $10^{−33}$, уже исправил

Alex  •  5 March, 17:26

Получается все мы с вами вероятностный процесс и возникли по чистой случайности! Это звучит удручающе .

Den  •  5 March, 17:55

Всё развитие науки к этому идет! А начиналось всё Землёй в центре Вселенной.

Hromov  •  5 March, 18:47

 

Ув. Den, в статье указывается, что

  • Вселенная могла быть спонтанно создана из ничего.

То есть -- не было пространства, не было и времени (а значит: материи и её движения; ):

  • Зародившаяся замкнутая вселенная — это и есть все имеющееся пространство. До ее появления никакого пространства не существует, как не существует и времени.

Причём оказывается, что 

  • (...) законы существовали в некотором смысле прежде [речь о времени? -- Х.], чем возникла Вселенная. Иными словами, законы, похоже, не являются описанием Вселенной, а обладают неким платоновским существованием, помимо самой Вселенной.

Также Вы поясняете, что

  • (...) законы природы не формировались вместе со Вселенной, а существовали до неё (по крайней мере их числовые значения). Сквозь всю статью идет нить о множестве вселенных, значит должны быть законы, по которым формируются и другие Вселенные.

При этом в чести запустить бумажный кораблик в ручей не отказывается некоему демиургу:

  • (...) существует иная возможность, рисующая совсем другой образ Творца [зачем вообще за него цепляться, втискивая в образы? -- Х.]: он произвольным образом [? -- Х.] порождает множество вселенных, и чисто случайно [! -- Х.] некоторые из них оказываются пригодными для жизни. Появившиеся в таких редких вселенных разумные наблюдатели обнаруживают чудесную тонкую настройку констант [опять же: самонастройку или кто-то сверху крутит ручки? -- Х.].

Без дополнительных разъяснений вывод напрашивается сам собой: автор -- сторонник деизма.

P. S. На всякий случай:

  1. Страница растягивается за пределы экрана (см. по правой части footer'а; в Chromium, Firefox, Opera (1024х768)).
  2. Справа от окна ввода текста: "комменрарий".
Den  •  5 March, 19:28

Я вырос под влиянием философии А. Эйнштейна, и привык употреблять слово бог, творец и т.д в том же смысле, в котором употреблял он. Для примера приведу несколько его высказываний.

 

...Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека – это ощущение таинственности. Оно лежит в основе религии и всех наиболее глубоких тенденций в искусстве и науке. Тот, кто не испытал этого ощущения, кажется мне, если не мертвецом, то во всяком случае слепым. Способность воспринимать то непостижимое для нашего разума, что скрыто под непосредственными переживаниями, чья красота и совершенство доходят до нас лишь в виде косвенного слабого отзвука, – это и есть религиозность. В этом смысле я религиозен. Я довольствуюсь тем, что с изумлением строю догадки об этих тайнах и смиренно пытаюсь мысленно создать далеко не полную картину совершенной структуры всего сущего.

Отрывок из статьи "Мое кредо". Эта речь Эйнштейна была издана «Лигой человеческих прав» весною 1932 г. в Германии в виде патефонной пластинки.
Источник: Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов, М.: «Наука», 1967, т. IV, ст. 55, с. 175

"Я верю в бога Спинозы, который проявляет себя в упорядоченной гармонии сущего, но не в бога, который интересуется судьбами и поступками человеческих существ." 

А вот что он ответил, о его религиозности

 

... то была, конечно, ложь - то, что вы читали о моих религиозных убеждениях, ложь, которая систематически повторяется. Я не верю в бога как личность, и я никогда не отрицал этого, но выразил это отчетливо. Если во мне есть что-то, что можно назвать религиозным, то это только безграничное восхищение устройством мира, постигаемого наукой.

Из книги "Albert Einstein: The Human Side", изданной Принстонским университетом, редакторы Helen Dukas и Banesh Hoffman

Это косается только последнего замечания, "Без дополнительных разъяснений вывод напрашивается сам собой: автор -- сторонник деизма."

P. S. За P. S. большое спасибо, мы забыли проверить вид сайта при этом разрешении, обязательно устраним

Топольская  •  5 March, 19:41

 

"Получается все мы с вами вероятностный процесс и возникли по чистой случайности! Это звучит удручающе"

Alex, что же здесь может быть удручающего? Главное, что возникли, а дальше-то сами с усами ))

Hromov  •  5 March, 21:17

 

2Den:

Пусть пантеизм -- не суть важно. Главное -- в ответе на осн. вопрос философии: первичен дух или материя.

И ещё: совсем забыл упомянуть о таких обобщениях в статье, как

  • В частности, существует бесконечное число земель с такими же историями, как у нашей. Это значит, что десятки ваших дублей сейчас читают эту фразу.

 -- мол, если вероятность события допустима -- так, стало быть, событие имеет место быть в действительности (переход от математической абстракции -- к объективной реальности). 

P. S. За сайт -- спасибо, очень интересно!

Hromov  •  5 March, 21:35

Посмотрел: автор статьи -- Александр Виленкин, сторонник как раз антропного принципа. Потому-то и не выброшен "творец" в "произвольном по-зарождении" )

Den  •  5 March, 23:41

Hromov

-- мол, если вероятность события допустима -- так, стало быть, событие имеет место быть в действительности (переход от математической абстракции -- к объективной реальности). 

В действительности основной принцип теоретической физики как раз и заключается в том что всю что не запрещено, то разрешено.

Убеждён что Александр Виленкин возможно и сторонник антропного принципа но "творец" тут ни причем. Антропный принцип дает помогает решить (на самом деле облегчает, уводит в сторону) т.н. проблему тонкой настройки, ведь для того что бы "получилась" наблюдаемая Вселенная необходимо в начале(в любой момент времени $t_0$) жестко зафиксировать начальные условия, в случае множества Вселенных работает теория вероятностей.

Андрей  •  18 Ноября 2011, 11:48

А как же загробный мир .Ведь это тонкая материя и другая Вселенная в которой живут наши умершие .Вспомните умирающие видят черный туннель (это вход в другую Вселенную)  или черная дыра . А  черных дыр много в нашей галактике в том числе в центре . Простого человека если подлетит туда разорвет на атомы и на молекулы . А  умирающий (душа человека) она не из атомов . Это мыслительная энергия (память и чувства) . И еще большие дыры поглощают малые . Поэтому все крутится вокруг центра нашей галактики и поглощается ею , так же и в других галактиках происходит .

den  •  18 Ноября 2011, 15:39

К Андрей от 18 Ноября 2011, 11:48

Вам не кажется что вы не туда попали?

Андрей  •  18 Ноября 2011, 18:04

Конечно я не туда попал . А вы там были ? 

Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.