Многоликая Вселенная
«С точки зрения инфляционной космологии следует признать, что Вселенная досталась нам задаром»
Был ли началом времени Большой Взрыв? Что было в самые первые мгновения? Как начиналась Вселенная, и что заставило ее расширяться? Возможно, мы живем в остатках огромного взрыва, положившего начало нашей Вселенной. Однако, что предшествовало этому грандиозному событию? И какова вероятность того, что помимо нашего мира где-то существуют другие? Возможно, за границами нашего мира раскинулось множество других миров, похожих на наш или принципиально иных. Может быть, любая возможная цепочка событий уже случилась где-то во Вселенной — и не однажды, а бесконечное число раз.
Александр Виленкин утверждает, что большинство мест во Вселенной совершенно не похожи на нашу Землю и даже подчиняются другим законам физики. Каждый из нас имеет бесконечное число идентичных клонов, живущих на бесчисленных землях, разбросанных по Вселенной. И хотя мы можем проследить историю космоса до моментов, менее чем на секунду отстоящих от Большого взрыва, сам он остается окруженным тайной. Чем вызвано это загадочное событие? Был ли Большой взрыв истинным началом Вселенной? Если нет, то что тогда было раньше?
С помощью WMAP ученым удалось снять на пленку в мельчайших деталях колоссальную энергию, которая вырвалась из первоначального огненного облака, давшего начало звездам и галактикам, и продолжает циркулировать в нашей Вселенной уже миллиарды лет. Эта съемка принесла поразительно четкую фотографию неба, на которой учёные увидели микроволновое излучение — результат Большого Взрыва. WMAP измерил эхо Большого Взрыва, представив наиболее точные данные о возрасте Вселенной. Данные показали, что Вселенная возникла в результате взрыва, который произошел 13,7 млрд. лет назад. Однако, ответить на вопросы: почему произошел Большой взрыв, что его вызвало и что именно взорвалось, не может пока никто.
Горизонт нашей Вселенной определяется максимальным расстоянием, которое мог пройти свет после Большого взрыва. Источники, находящиеся дальше горизонта, не могут наблюдаться потому, что их свет еще не успел достичь Земли. Нам остается лишь гадать, на что похожа остальная часть Вселенной. Одинакова ли она повсюду, или ее отдаленные области могут радикально отличаться от нашего космического окружения? Простирается ли Вселенная до бесконечности или замкнута на себя, подобно поверхности Земли? Можем ли мы хотя бы надеяться, что когда-нибудь получим ответы на все эти вопросы?
8 мая этого года в журнале Nature была опубликована статья о создании международной группой ученых-астрофизиков подробной математической модели Вселенной. Впервые ученым удалось с помощью компьютерного моделирования максимально реалистично воссоздать эволюцию Вселенной. Этот способ, получивший название «Illustris», позволяет смоделировать 13 млрд. лет космической эволюции в кубе со сторонами в 350 млн. световых лет с невероятно высоким разрешением. До сих пор ни один способ не давал возможности воссоздавать Вселенную одновременно в больших и малых масштабах.
На разработку программы «Illustris» ученым потребовалось пять лет. Фактические расчеты заняли 3 месяца, было задействовано 8000 процессов, использовано 12 млрд. 3D пикселей. Если бы для работы использовался обычный персональный компьютер, то на все расчёты потребовалось бы около 2 тыс. лет. Компьютерное моделирование воссоздало эволюцию Вселенной примерно по истечению 12 млн. лет после Большого взрыва. К достижению нынешнего этапа эволюции в «кубе» было смоделировано более 41 тысячи галактик.
Мы знаем, что наши свойства определяются генетическим кодом — кодом, который нам достался в наследство от наших родителей. А может ли существовать один единый закон физики, как один генетический код для всей Вселенной, и где он записан? Вселенная может быть бесконечно старая. То, что мы называем возрастом Вселенной, это 13,7 млрд. лет. Если же исходить из теории инфляционной (раздувающейся) Вселенной, то те объекты, которые послали к нам свет 13,7 млрд. лет назад, сейчас находятся от нас дальше. В действительности мы видим больше, чем скорость света умножить на время существования Вселенной.
Согласно теории Большого взрыва, вся материя вокруг нас появилась из раскаленного космического огненного шара 13,7 млрд. лет назад. Но откуда появился огненный шар? Теория инфляции показала, что расширяющийся огненный шар может возникнуть из крошечного зародыша ложного вакуума. Но все равно остается вопрос: откуда взялся этот первоначальный зародыш? Что происходило до инфляции?
В большинстве своем космологи не спешат браться за эту тему, поскольку здесь не может быть удовлетворительного ответа. Каков бы ни был ответ, всегда можно спросить: «А что было перед этим?» Это как «бесконечная регрессия». Ответ ученые начали искать с появлением инфляционной теории Вселенной. Суть теории в том, что Вселенная вечной инфляции состоит из расширяющегося «моря» ложного вакуума, в котором постоянно зарождаются «островные вселенные», подобные нашей. Таким образом, инфляция — это никогда не прекращающийся процесс, он закончиться в нашей вселенной, но будет неограниченно продолжаться в других отдаленных областях. Однако если инфляция бесконечна в будущем, то, вероятно, ей не нужно и начало в прошлом. Получается вселенная без начала и конца. Теория инфляции говорит нам, что Вселенная как целое будет существовать вечно, но наша наблюдаемая Вселенная — вполне может иметь конец.
Картина мира, порожденная новыми достижениями ученых, не может не вызывать удивления, она может даже оказаться безумной, соединяя некоторые, казалось бы, взаимоисключающие свойства: Вселенная одновременно бесконечна и конечна, развивается и неизменна, вечна и имеет начало. Инфляционная теория также предсказывает, что в некоторых отдаленных областях есть планеты в точности такие же, как наша Земля, с такими же очертаниями континентов, на которых живут точно такие же существа — наши клоны!?
Как пишет Александр Виленкин в книге «Мир многих миров»: «Во Вселенной в целом инфляция никогда не заканчивается. В этот самый момент какие-то отдаленные части Вселенной заполнены ложным вакуумом и испытывают экспоненциальное инфляционное расширение. Но вместе с тем, постоянно возникают области, подобные нашей, где инфляция закончилась. Они образуют «островные вселенные» в море инфляции. Из-за инфляции пространство между этими островами быстро расширяется, создавая место для рождения все новых островных вселенных. Таким образом, инфляция — это процесс, идущий вразнос, который остановился в наших окрестностях, но продолжается в других частях Вселенной, заставляя ее расширяться в бешеном темпе, постоянно выметывая новые островные вселенные, подобные нашей».
Не надо считать Большой взрыв одномоментным событием в нашем прошлом. Множество таких взрывов отгремело до него в отдаленных частях Вселенной, и бессчетное число других еще произойдет повсюду в будущем. Конец Вселенной в целом никогда не наступит. Инфляция вечна. В других частях пространства-времени будут формироваться бесчисленные области, похожие на нашу, а их обитатели будут пытаться понять, как все это началось и чем закончится. Благодаря тому, что Вселенная является самовосстанавливающейся, благодаря тому, что она производит всё новые и новые части Вселенной во всех ее возможных комбинациях, Вселенная в целом и жизнь в целом никогда не исчезнет.
