Глава 10. Мультиверс

Есть у времени такие свойства, которые ставят в тупик и теорию относительности, и квантовую теорию. Эти теории многое сказали нам о времени, но они не способны ответить на первый и самый простой из всех вопросов: почему время идет?

А. Д. Чернин.

Физика времени

Создание машины времени, или по-научному Т-агрегата, конечно же, является одной из самых привлекательных задач науки будущего. Здесь можно отметить ряд интересных работ большого энтузиаста хронофизики – теоретика Давида Дойча. Он не только рассмотрел различные варианты путешествий во времени, но и предложил оригинальные решения для возникающих при этом парадоксов, известных еще со времен выхода романа Герберта Уэллса «Машина времени».

Теория относительности не отрицает возможность путешествия в будущее, для этого нужно всего лишь совершить космический полет с околосветовой скоростью. Тогда космонавты вернутся через много лет гораздо более молодыми, чем их земные сверстники, собственно говоря, на этом и основывается знаменитый «парадокс близнецов». Однако положения ТО не допускают путешествий в прошлое, ведь при этом могут нарушиться принципы причинности. В теории относительности эволюция любого объекта в пространстве-времени описывается мировой линией в четырехмерном пространственно-временном континууме. Исследуя ландшафт пространства-времени, можно представить настолько сильно искривленные мировые линии, что они фактически становятся замкнутыми.

Идею множественных миров развил знаменитый космолог Джон Уилер. Именно ему принадлежит известная железнодорожная аналогия, согласно которой существуют особые узлы реальности мультивселенной, в которых сходится множество железнодорожных путей, ведущих в копии вселенных. В зависимости от того, какое действие предпримет «стрелочник» узла реальности, поезд вселенной двинется по колее той или иной из этих копий. Естественно, прошлое, настоящее и будущее в каждой из этих копий различно и представляет собой вероятный сценарий истории конкретного мироздания.

Совершенно необычную попытку решения логического парадокса «петель времени» предпринял в середине прошлого века американский физик Хью Эверетт, создав теорию множественных вселенных. Согласно этой теории, существует множество вселенных, в точности подобных нашей, но с иными вариантами текущих событий. Теория Эверетта вызвала бурные дискуссии, создав образ мультивселенной, где независимо существуют самые разные варианты развития действительности.

Идеи Эверетта – Уилера возродили интерес и к многопараметрическим идеям времени со скрытыми дополнительными временными измерениями. Однозначно ответить на вопрос о дополнительных временных измерениях весьма затруднительно, еще академик А. Д. Сахаров отмечал, что многообразие природы в принципе позволяет существовать мирам и с несколькими временными переменными. При этом он делал наброски концепции для вселенных с бесконечным числом времен, различающихся только по их проявлениям в объективной реальности материального мира. Естественно, эти миры могут существенно различаться по своим качествам: в одних могут образовываться устойчивые атомы и сложные молекулы, обеспечивая возникновение жизни и разума, в других пепел Большого взрыва так и останется невообразимым хаосом из элементарных частиц и полей…

Другое очень интересное направление «темпоральных» исследований связано с анализом течения времени в первичной квантовой неоднородности новорожденной вселенной. Существуют теоретические концепции, в которых само время нашей вселенной сформировалось как процесс в самом начале начал, породив при этом объекты с отличными временными свойствами.

Сегодня считается установленным, что течение времени зависит от скорости перемещения тел, характера их движения и структуры окружающего пространства. На очереди построения реальных с точки зрения современной физики схем перемещения во времени. А можно ли представить себе облик многомерного мира с несколькими потоками времени?

Поразительно, но вначале мы вряд ли даже заметим кардинальные отличия от нашего четырехмерного континуума и, лишь внимательно приглядевшись, сможем зафиксировать ряд «физических чудес». Некоторые тела двигались бы слишком быстро, стремительно перемещаясь в пространстве, а иные возникали бы прямо из пространства и через некоторый период так же внезапно исчезали бы из него. Картина выглядит явно абсурдной, поскольку из-за множества временных параметров нарушены причинно-следственные связи, так что причина появления некоей мировой линии и следствие ее эволюции меняются местами.

Хотя мысль о высших пространственных измерениях пока еще выглядит неподтвержденной экспериментально умозрительной гипотезой, эта научная спекуляция находит положительный отклик в работах многих видных теоретиков. Это происходит несмотря на то, что сама физика во многом сложилась как экспериментальная наука, и лишь с начала прошлого века ее теоретическая часть получила мощный «квантово-релятивистский» импульс развития. Вполне естественно, что далеко не все «сумасшедшие» идеи теоретиков реализуются в природе, но и сам отрицательный результат приносит в данном случае пользу.

Таким же образом в нерешенные задачи современной теоретической науки входит исследование очень необычных представлений о многомерных мирах, все же чем-то напоминающих нашу четырехмерную Вселенную, только с большим числом измерений. Между тем глубины иных измерений должны скрывать удивительных существ, обладающих рядом принципиальных отличий, таких как тринокулярное зрение. Это следует из того, что в сильно искривленном пространстве живым существам пришлось бы воспринимать окружающий их мир тремя, а может быть и большим количеством, глазами.

Теоретически миры-частицы могут проявлять себя как квантовые микроколлапсары в определенном классе вселенных многомерного пространства-времени. Структура подобных миров-частиц может быть и вполне устойчивой, тем более что друг от друга вселенные многомерного пространства-времени могут быть отделены областью виртуальной геометрии. Все эти рассуждения и теоретические построения так или иначе сводятся все к тому же неприятному выводу: в области виртуальной геометрии многомерного пространственно-временного континуума наш «внутренний» мир абсолютно ничем не неотличим от определенного сорта «внешних» элементарных частиц. И не потому, что в подобном «перевернутом» многомирье все пространственные и временные размеры относительны. Главное, что тут относительны сами свойства вселенных и микрочастиц.

Еще один путь к высшим размерностям многомирья лежит уже через рассмотренную задачу создания Теории Всего. В этом случае для объединения всех известных сил в природе потребуется не менее шести новых измерений. С другой стороны, исследования, основанные на теории симметрий, показывают, что имеются всего два варианта десяти- и одиннадцатимерного пространственно-временного континуума, более-менее вписывающегося в реальность нашего мира. Понятно, что еще далеко до однозначности, но поиск продолжается, и структура многомерных пространств непрерывно усложняется и в то же время рационализируется методами компактификации «свертывающей» дополнительные степени свободы до сверхмикроскопических размеров, никак не обнаруживающих себя в нашей реальности.

Дополнительные измерения могут как бы «окольцовывать» наш мир, так что он никак не будет проявлять себя во «внешнем» пространстве или, наоборот, проявится весьма необычным образом – как элементарная частица. Тут возможно много вариантов, и среди них один далеко не самый фантастичный, когда наша вселенная со всем своим содержимым летит в чьем-то коллайдере, чтобы через мгновение встретиться с потоком таких же частиц-миров…

Гипотеза многомерных миров-частиц даже допускает опытную проверку. Чтобы наша вселенная выглядела частицей с микроскопическими размерами и массой, необходимо, чтобы она имела определенную плотность материи, где-то в пределах 10–29 граммов в кубичес ком сантиметре. Пока данные о регистрируемой средней плотности несколько ниже: примерно 10–30 граммов в кубическом сантиметре, но понятно, что эта цифра вполне лежит в пределах допустимой погрешности.

Что же такое в этом случае волновая функция Вселенной? Возможно, когда-нибудь теоретики научатся оперировать соответствующим математическим образом, описывая вектор состояния для Вселенной в целом. Нет ничего более макроскопичного, чем сама Вселенная, и в этом случае граница классичности исчезает полностью. Однако некоторые теоретики считают, что многомировая интерпретация в своем исходном варианте реально не упраздняет границу микромакромира, а смещает ее в направлении между физической вселенной и сознанием наблюдателя.

Вообще говоря, высшие размерности могут быть «впаяны» в метрику пространства-времени совсем иным образом, чем в нашем мироздании. Например, и вовсе не метрические параметры, входящие в геометрию многомерных пространств, а некие дробные размерности, даже динамического характера, периодически изменяющиеся в зависимости от неизвестных факторов. Ясно, что в подобном многомерном многомирье скорее всего сверхсложные геометрии пространства приведут к совершенно иной физике.

По современным теоретическим представлениям наш мир должен являть собой многомерную конструкцию. По космологическим сценариям теоретиков он по трем направлениям являет собой расширяющийся пространственно-временной континуум, а по четвертому – окружность невообразимо малого радиуса, выражаемого дробью с тридцатью тремя нулями.

Если исходить из подобных построений, получается, что почти любая элементарная частица в принципе может оказаться естественным порталом в иномирье других измерений. Проникнув через ее поверхность, мы можем очутиться во Вселенной с трудновообразимым содержимым, причудливыми галактиками, населенными странными цивилизациями. Из чужого многоразмерного континуума наша вселенная предстала бы сжавшейся до микроскопических размеров частицей. Так, путешествуя по мирам-частицам, мы могли бы встретить нечто совершенно невообразимое, когда размерности меняются своими местами, так что наше странствие по иномирью вполне могло бы продолжаться до бесконечности не только в пространстве, но и во времени.

Пытаясь найти облик современного мироздания и решить соответствующие задачи науки будущего, ученые могут прийти к тем же результатам, что и с помощью копенгагенской интерпретации квантовой механики. Причем пресловутый коллапс волновой функции становится полностью не нужен. Иными словами, любые возможные опыты, проведенные сторонниками Бора, совершенно ничем не будут отличаться от опытов почитателей Эверетта.

Так родилась просто потрясающая в своей парадоксальности концепция Квантового мультиверса, или Мультиуниверсума, предполагающая, что наша реальность непрерывно дробится на неисчислимое количество своих отображений.