Мультивселенная. Что мы знаем?

Мы живем в Мультивселенной?

На восьмой день сотворил Бог мультивселенную...
2011 год, 2 марта мне довелось принять участие в самых неприятных публичных дебатах в моей жизни. Это были дебаты с физиком, которого я когда-то считал своим другом или, по крайней мере, хорошим знакомым. Брайан Грин незадолго до этого опубликовал книгу «Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса» и совершал турне по Америке, рассказывая о ней широкой аудитории.
Бостонский музей науки поручил мне взять у Брайана телевизионное интервью. Зная Брайана Грина много лет, я с радостью дал свое согласие. Но мои ожидания не оправдались. Почти каждый раз, когда я просил Грина пояснить утверждение о том, что существуют и другие вселенные, и привести хоть какие-то экспериментальные доказательства, он уклонялся от ответа.
Этот талантливый ученый не привел ни единого убедительного доказательства того, что в мире, кроме нашей, существуют и другие вселенные. На задаваемые вопросы он отвечал примерно так: «Так нам говорит математика, а я верю в эту науку». Но математика ничего не говорит нам о других вселенных – точней, о реальных вселенных. Все рассуждения о «мультивселенной» как скоплении возможно существующих вселенных являются целиком и полностью гипотетическими. Дебаты получились неудачными в основном потому, что мы имели дело с вещами, о которых мы, как ученые, не имели никаких объективных данных. С равным успехом мы могли бы спорить о том, сколько ангелов умещается на булавочной головке.

Атеисты с готовностью ухватились за идею мультивселенной, считая, что если существует множество вселенных, то менее впечатляющим выглядит сотворение одной Вселенной, которое, следовательно, могло произойти и без божественного акта. Они шумно приветствовали книгу Грина.
В ней автор собрал воедино 4 разные теории, по которым, как считает Грин, наша Вселенная является только одной из многих, а может быть, и бесконечного числа вселенных: некоторые из них похожи на нашу Вселенную, некоторые нет.
Одной из таких теорий является теория инфляции Алана Гута. По этой теории Вселенная прошла через период очень быстрого расширения (названного автором инфляцией), которое затем значительно замедлилось. Эта теория была дополнена Андреем Линде и Александром Виленкиным до хаотической теории инфляции. Линде и Виленкин считают, что, исходя из квантовых представлений, можно утверждать, что инфляционный процесс, породивший нашу Вселенную, продолжается в природе непрерывно и вечно.
Согласно этим теоретикам, инфляционный процесс «идет везде» в более обширной Вселенной, где он продолжает раздувать другие ее сегменты, недоступные нашему наблюдению из-за огромных расстояний, порожденных стремительным расширением пространства. Когда же эти малые части Вселенной невероятно быстро увеличиваются, они еще больше удаляются от нас, и мы начинаем рассматривать их как отдельные вселенные, потому как они становятся абсолютно недосягаемы для наблюдений.
Вопрос, однако, заключается в следующем: какую ценность имеют все эти утверждения? Они объясняют, каким образом части нашей Вселенной могут развиваться, когда в них начинается быстрая инфляция, уже прекратившаяся в нашей части огромной Вселенной. Пока все хорошо и логично. Но здесь нет речи об истинной «мультивселенной». Речь идет только о теоретических допущениях, где присутствуют отдаленные сегменты одной Вселенной, частью которой являемся и мы сами.
Кроме этого, у нас нет никакой уверенности в том, что эта теория верна. Физики не знают, как «остановить» инфляцию, а так как нам известно, что наша часть Вселенной уже не находится в состоянии инфляции (она расширяется с более умеренной скоростью), то допускаем, что инфляция переместилась в какой-то иной участок Вселенной. Однако если мы не можем наблюдать столь отдаленные участки нашей собственной Вселенной и получить о них информацию, то в чем же польза такой модели?
Интерпретация квантовой механики Хью Эвереттом приводит нас к понятию мультивселенной другим путем, и именно этот путь поддерживает Брайан Грин. Теория Эверетта о множественности миров является еще менее вероятной, чем хаотическая теория инфляции. Эверетт утверждает, что, потому как у нас нет теоретического способа «схлопнуть волновую функцию» квантовой механики, что позволяет придать определенность ее смутным сущностям, постольку каждая возможность (потенциальный результат проведенных нами экспериментов), которая не состоялась здесь, может реализоваться в какой-нибудь «другой вселенной».
Нам не известно, где именно находятся эти вселенные. К тому же их так много: каждый возможный исход квантового события уводит в другую вселенную! Квантовые события происходят все время и везде: каждый раз, когда в электрической лампочке освобождается фотон в результате перехода электрона на более низкий энергетический уровень. Квантовые события имеют место во время любой химической реакции. Каждое мгновение происходит немыслимое, невероятное количество квантовых событий.
Если, ведя автомобиль, вы на перекрестке решили повернуть направо, то существует и другой мир, очень похожий на наш, в котором вы поворачиваете налево. Существуют вселенные, где Гитлер победил во Второй мировой войне и где нацисты правят миром; существуют вселенные, в которых не произошел теракт 11 сентября и Всемирный торговый центр так и стоит на своем месте. Эта причудливая теория не подкреплена никакими экспериментальными данными и имеет очень мало сторонников.

Теория струн

Теория струн – это еще одна область физики, достижения в которой привели Грина и его единомышленников к предположению о существовании множества вселенных. Что такое теория струн? Это направление возникло в физике более 40 лет назад. Как считают ее приверженцев, основными элементами природы являются крошечные вибрирующие струны. Теория струн была предложена итальянским ученым Габриэле Венециано, когда он проходил в 60-х годах XX столетия стажировку в Израиле в институте Вейцмана.
«Как-то я рассматривал уравнения, управляющие движениями частиц, – говорил он мне в 2005 г. в Генуе, – и вдруг заметил, что эти уравнения напоминают уравнения поведения струн, к примеру скрипичных». Венециано проанализировал свое наблюдение, и в действительности, оказалось, что существует сходство между вибрацией струн и движениями элементарных частиц. Так появилась теория струн.
Но с момента своего возникновения она прошла очень долгий путь. Специалисты по математической физике, в частности Эдвард Уиттен из Института перспективных исследований в Принстоне, ввели в теорию струн такой изощренный и мощный математический аппарат, что она считается теперь отраслью чистой математики. В действительности, за разработку теории Уиттен получил медаль Филдса, присуждаемую за достижения в математике.
По мнению специалистов по математической физике теория струн обладает изяществом, которое привлекло к ней многих ученых. Правда, эта теория дала мало результатов, подтвержденных экспериментально. Другие теоретические подходы не приводят к таким же выводам. «Единственный реальный успех теории струн – это определение энтропии черных дыр», – сказал мне Роджер Пенроуз, когда я брал у него интервью. Он имел в виду, что теория струн дала возможность воспроизвести результат теоретического определения физических характеристик черных дыр, выполненного другими методами. Пока еще не разработаны эксперименты, которые могли бы подтвердить предсказания математически строгой, но слишком отвлеченной теории струн.
По этой теории, Вселенная находится в пространстве-времени, имеющем больше 4-х привычных для нас измерений, так как уравнения, управляющие поведением струн, имеют смысл только в пространствах, обладающих 10-ю или 11-ю измерениями. Некоторые ученые приняли эти теоретические требования теории струн и считают, что реальная физическая Вселенная, в которой мы живем, должна дополнительно иметь от 6-ти до 7-ми скрытых измерений. Такие специалисты теории струн, как Грин, называют их «свернутыми измерениями», считая, что они скрыты в трех пространственных измерениях и одном временном измерении, о которых мы знаем доподлинно.
Но действительно ли тот факт, что в некоторых уравнениях используется больше 4-х измерений, означает, что реальная Вселенная, описанная этими уравнениями, на самом деле имеет дополнительные измерения? Перефразируя физика-теоретика Джона Белла, можно спросить: являются ли эти дополнительные измерения «бытийными», реальны ли они или их вводят только для удобства математических вычислений?
Потому как теория струн пока не представила сколько-нибудь достоверных предсказаний и едва ли представит их в ближайшем будущем, действительное, а не математическое существование дополнительных измерений остается под большим вопросом. Являются ли эти измерения только лишь математической причудой, математическим требованием теории, или они и в действительности что-то говорят нам о Вселенной?
Грин и его коллеги используют дополнительные измерения теории струн для того, чтобы утверждать, будто другие вселенные могут «прятаться» где-то внутри этих измерений. Хочу еще раз подчеркнуть, что, потому как ни одно из предсказаний теории струн пока не удалось подтвердить экспериментально, представляются весьма сомнительными гипотезы относительно «скрытых» вселенных, прячущихся в свернутых закулисных измерениях.

Другие миры

Четвертая линия рассуждений относительно существования других вселенных, которую рассматривает Грин, опирается на антропный принцип. Этот принцип, привел некоторых физиков к предположению о том, что, потому как возникновение нашей Вселенной было событием однократным, постольку существуют и другие вселенные, недоступные нашему наблюдению. Мы исследуем только те места в космосе, которые пригодны для нашего обитания, и не можем наблюдать вселенные, где условия несовместимы с жизнью.
Идея заключается в том, что в нашей Вселенной есть множество вещей, недоступных сегодняшнему пониманию: параметры и свойства ее слишком хорошо настроены под жизнь для того, чтобы возникнуть случайно, и все значения этих параметров идеально подходят для нашего существования. Потому «должны» существовать и иные места (другие вселенные), где параметры являются другими, не подходящими для жизни.
Для того чтобы избежать необходимости признания факта «творения», которое само напрашивается как объяснение возникновения Вселенной, настолько совершенной, что в ней смогла возникнуть жизнь, эти физики придерживаются следующего взгляда на Вселенную. Если мы здесь и параметры Вселенной идеально подходят для нашего существования, то должны существовать бесчисленные иные миры и вселенные, чьи параметры не могут быть пригодными для поддержания жизни. Мы живем в нашей Вселенной, потому что только ее параметры подходят для жизни.
Проблема этого объяснения существования мультивселенной заключается в том, что оно не упоминает о механизме создания других невидимых вселенных. При всех недостатках хаотическая теория инфляции, теория струн и теория множества миров все же предлагают свои механизмы такого создания. Антропная теория является самой слабой из всех теорий множественности вселенных.
Тот факт, что абстрактные уравнения могут требовать больше измерений, чем мы наблюдаем, не означает, что эти измерения реальны. То, что мы не знаем, как «остановить» инфляцию, не означает, что именно она создает другие вселенные, так же как и то, что мы так мало понимаем смысл волновой функции квантовой механики, не означает, что волна может существовать в других мирах.
Новые атеисты ухватились за идею мультивселенной, несмотря на всю ее спекулятивность, просто потому, что она, по видимости, позволяет избавиться от фигуры творца. По мнению новых атеистов, законы физики и математики ведут к возникновению Вселенной из ничего; а потому как это могло произойти один раз, постольку это может происходить снова и снова, откуда появляется возможность существования бесчисленного множества вселенных.
Если же бесконечное множество вселенных и в действительности существует, то наша является бесконечно малой частью мироздания и, может быть, не требует для своего управления божественной силы. С другой стороны, исходя из того же аргумента, возможно утверждать, что сила, создавшая бесконечное множество вселенных, должна быть неизмеримо больше, чем сила любого творца, о котором до сих пор шла речь во всех религиях. В любом случае, мы можем наблюдать лишь одну Вселенную.
Наихудшая черта теории мультивселенной – отсутствие экономности. Это модель, которая, подобно древней теории Птолемея о Солнечной системе с ее циклами и эпициклами, решительно сметенной Коперником, имеет очень много свободных параметров. В действительности, бесконечная мультивселенная имеет бесконечно много параметров. Должны существовать параметры, описывающие каждую из многих других вселенных, которые, как полагают отдельные специалисты, каким-то образом где-то существуют. Бесконечная мультивселенная не выдерживает критерия Эйнштейна на изящество и простоту, а природе наилучшим образом соответствуют простые и изящные модели.
Но даже Докинз, не являющийся математиком, увлекся идеей мультивселенной, потому как она дает возможность избежать признания существования Бога. Вот что он сам написал на этот счет:
Очень соблазнительно думать (и многие поддались этому искушению), что постулирование существования изобилия вселенных является расточительной и абсолютно непозволительной роскошью. Если мы позволим себе экстравагантность множества вселенных (утверждают эти люди), то семь бед, один ответ – мы можем признать и существование Бога. Разве обе эти гипотезы ad hoc не являются одинаково расточительными и равно неудовлетворительными? Сознание людей, которые так думают, явно не было воспитано естественным отбором.
Докинз сильно недооценивает истинную «расточительность» идеи об «изобилии вселенных». Почему он думает, что физическая Вселенная имеет какое-то отношение к биологическому «естественному отбору» и как можно «воспитать сознание» путем естественного отбора для того, чтобы понять бесконечность числа вселенных? Обо всем этом можно лишь гадать.
Главной проблемой в идее мультивселенной является полная невозможность подтвердить ее теории экспериментально или при помощи любых данных, полученных из наблюдений над реальным миром. Идея о мультивселенной требует привлечения математического аппарата, который нельзя приложить к реальным физическим явлениям. Любая гипотеза – Бог существует, или Бог не существует – остается недоказанной в случае, если мы примем гипотезу множества вселенных. Мультивселенная лишь делает гипотетического творца еще более всемогущим. Мультивселенная и бесконечность приводят нас в царство математики и ее отношений с физикой и космологией.

---

Ацель Амир Д.
ред. shtorm777.ru