32. Рисунок в пещере

(Вблизи монастыря Ганден, Тибет, 1613 год)

То, что ты видишь, не заслуживает называться мастерской или тем более студией. Это просто пещера, а у тебя уже выработался вполне понятный страх перед любыми пещерами. Но Трипа Драгпа непреклонен: ты должен взглянуть на этого, как он считает, большого художника за работой.

Ты вынужден признать, что, хотя картины и демонстрируют невероятное мастерство и долготерпение своего создателя, их сюжет немало озадачивает. Неистовые демоны, мириады Будд, терзаемые души, вращающиеся колеса – слишком уж всего много!

«Такое множество миров! – слышишь ты мягкий, но пугающий голос. – И каждый из них без края, без центра… везде окраина. То, что мы считали неизменным и постоянным, сказочным образом меняется при переходе от одного к другому. Какие-то миры можно назвать божественными, а какие-то дьявольскими. Одни настолько темны, что свет в них не существует вовсе. А в некоторых света так много, что, кроме него, там ничего нет. Некоторые миры населены разумными существами; все миры созданы разумными существами. Но дхарма одна на всех. А между мирами – безбрежное вечное море бурлящей энергии. Это – ничто, но это и – всё. Отсюда произрастает все множество миров. Оно не имеет начала и конца. Это – беспрерывное создание времени и пространства».

Мультивселенная – гипотетическое множество потенциально разнообразных наблюдаемых вселенных, каждая из которых включает в себя все, что экспериментально доступно связанной с ней группе наблюдателей. Доступный нашим телескопам размер наблюдаемой, известной вселенной – порядка 90 миллиардов световых лет. Однако эта вселенная составляет только малое или даже бесконечно малое подмножество мультивселенной.

Искренне ваша, «Британника»

Как и рисунок в пещере, идея вечной инфляции предполагает, что относительно как пространства, так и времени Вселенная как целое должна быть больше, гораздо, гораздо, ошеломляюще больше и сложнее, чем и так уже гигантская вселенная, доступная для нашего наблюдения. Причем речь должна вестись не только о ее размере, но и, возможно, о разнообразии ее свойств. Хотя в нашей наблюдаемой вселенной происходит много событий, она доступна для нашего понимания в частности потому, что целый ряд ее атрибутов, таких как основополагающие законы физики, фундаментальные постоянные и так далее, во всей вселенной одинаковы. Однако если посмотреть шире (гораздо шире), то становится ясно, что гипотеза о вечной инфляции вовсе не предполагает, что они одинаковы везде. Картина художника кажется поэтической метафорой, но на самом деле это во многом беспристрастное и точное в главном отображение той «мультивселенной», которая может получиться при вечной инфляции, если включить возможность изменения даже таких основополагающих свойств. Попробуем это осмыслить.

«Так много миров! Каждый из этих миров без края, без центра, и везде окраина».

Эти миры – области, в которых инфляция передала свою энергию каким-то иным полям, – возможно, как в нашей наблюдаемой вселенной, фотонам и другим частицам. Поскольку появлению каждого из миров предшествовала инфляция, эти миры, как и шары Али, сглажены и однородны. Это означает, что и для них справедлив космологический принцип, лежащий в основе модели большого взрыва. Если цитировать художника и его современника Джордано Бруно, «их окраина везде, а центры нигде». Каждый из миров настолько велик, что вмещает всю нашу наблюдаемую вселенную. (Насколько велик? Вскоре мы обсудим этот вопрос с Галилеем.)

«То, что мы считали неизменным и постоянным, сказочным образом меняется при переходе от одного к другому».

Считается, что постоянная тонкой структуры а, ответственная за силу электромагнитного взаимодействия, неизменна и одинакова во всей вселенной. Исследования облаков межзвездного газа, образовавшихся миллиарды лет назад и очень далеких от нас, показывают, что и там ее значения неотличимы от тех, которые мы измеряем здесь и сейчас. В ЗАЗЕРКАЛЬЕ мы умозрительно рассуждали о том, что было бы, если бы такие константы как а были другими. Но что бы означало реальное изменение такого рода постоянных от места к месту или их разные значения в разные моменты времени?

Есть достаточно простой подход, позволяющий в этом разобраться. Спустя десять лет после того, как Эйнштейн сформулировал общую теорию относительности, Теодор Калуца, а затем и Оскар Клейн предложили красивую идею, которая, казалось, должна была объединить гравитацию Эйнштейна и электромагнетизм Максвелла. Калуца и Клейн предположили, что на самом деле число измерений в нашем мире равно четырем: к трем пространственным измерениям надо добавить время. Введенное четвертое измерение «свернуто» в крошечное кольцо, так что в каждой точке нашего трехмерного пространства на самом деле есть еще одно скрытое направление, куда, будь вы совсем крошечным, можно было бы направиться. Однако двигаясь в этом направлении, вы скоро оказались бы в исходной точке.

Идея странная, но она приводит к удивительному результату. Калуца и Клейн показали, что (если обойти молчанием микромасштаб свернутого измерения) применение уравнений Эйнштейна в таком четырехмерном мире эквивалентно уравнениям Эйнштейна и уравнениям Максвелла, действующим в трех других измерениях. Интересно, что при этом значение постоянной тонкой структуры а в уравнениях Максвелла прямо связано с радиусом крошечного колечка. Более того, ничто не запрещает этому радиусу меняться от точки к точке.

В этой теории а перестает быть константой природы, а является полем, которое может не только меняться, но даже – как электромагнитное поле или поле инфлатона – обладать динамическими свойствами. Это показывает, что в принципе даже «фундаментальные» постоянные могут меняться в пространстве-времени.

Хотя теория Калуцы-Клейна имеет существенные пробелы, в 1980-е – 90-ые годы о ней вспомнили в связи с теорией струн. В теории струн тоже предполагается, что есть три больших пространственных измерения, но с необходимостью требуются еще шесть или семь компактных, мелкомасштабных измерений, свернутых наподобие колец Калуцы и Клейна. Однако это, скорее, не простые кольца: дополнительное пространство может иметь невероятно сложную геометрическую структуру. И, чтобы описать структуру скрытого пространства, находящегося в каждой точке нашего трехмерного мира, требуется не только один радиус, а, возможно, сотни параметров. Они представляют собой сотни полей, то есть чисел, которые могут плавно меняться от точки к точке. Эти поля определяют не только а, но и большое число других постоянных в стандартной модели физики элементарных частиц.

Если эта картина правильна, значит, есть механизм, благодаря которому основополагающие свойства нашей вселенной (строчная буква «в») могут быть совсем другими в других областях Вселенной (заглавная буква «В»!), или, как ее часто называют, мультивселенной. Далее, инфляция, если она происходит, может затрагивать и крошечную область, где как-то располагаются дополнительные размерности. Она может «раздуть» эту область настолько, что ее размеры существенно превысят те, которые доступны для наших наблюдений, так что фундаментальные свойства вселенной только кажутся нам везде одинаковыми. Хотя где-то там, за пределами наших наблюдений, могут быть другие, столь же большие вселенные, у которых свойства, управляющие их макроскопическим миром, совершенно другие.

«Какие-то миры можно назвать божественными, а какие-то дьявольскими. Одни настолько темны, что свет в них не существует вовсе. А в некоторых света так много, что, кроме него, там ничего нет».

Какого типа свойства могут различаться в разных вселенных? Даже если теория струн полностью ошибочна, такие космологические свойства, как количество темной материи, плотность вселенной при данной температуре, амплитуда неоднородности и так далее, в принципе могут меняться, поскольку все они могут иметь свойства, за которые ответственны поля, различные в разных вселенных. Легко представить себе вселенную, состоящую главным образом из излучения (иначе говоря, света), где никогда ничего, подобного материи, не образуется в заметном количестве или, образовавшись, никак себя не проявляет.

Если действительно справедливо нечто, подобное теории струн, то так называемые фундаментальные постоянные, такие как а, могут изменяться. Более того, может оказаться, что это не константы. Например, электромагнитное взаимодействие является частью стандартной модели физики элементарных частиц. При достаточно низких энергиях оно отличается от других взаимодействий (слабого и сильного). Как и фундаментальные постоянные, свойства и даже само существование различных частиц в теории струн определяются компактными размерностями. Тогда можно представить себе другую геометрию этих компактных крошечных размерностей, соответствующую другим законам физики элементарных частиц, где отсутствует электромагнитное взаимодействие. Как слепой от рождения человек «не видит черного» (правда, скорее, он вообще не знает, что такое «видеть»), так и вселенная не просто темная: в ней вообще нет света.

«Некоторые миры населены разумными существами; все миры созданы разумными существами».

Жизнь, подобная нашей, то есть основанная на химических процессах между молекулами, которые удерживают вместе электромагнитные силы, очевидно, не могла бы существовать в отсутствие электромагнитного взаимодействия. Нас бы такая вселенная разочаровала. Кроме того, как мы видели, даже если наш мир не является «лучшим из миров», он вполне пристоен: если считать, что основные физические законы меняются при переходе от одной вселенной к другой, то наша обладает многими необходимыми для жизни человека свойствами. Поэтому разумным кажется предположение (будем считать его одним из решений проблемы теодицеи), что из всех вселенных, созданных вечной инфляцией, только некоторые – а их, вероятно, очень, очень мало – населены разумными существами. В остальных, похоже, нет никого, кто задался бы вопросом: «К чему все это?» Или вообще интересовался чем бы то ни было, ощущал, думал, наблюдал, хоть на что-то воздействовал. Возникает вопрос: разумно ли говорить, что такая вселенная вообще существует?

«Но дхарма одна на всех».

В картине мира, какой ее рисует теория струн с ее меняющимися постоянными и законами физики, крайне важно то, что меняется не все. Скорее эта теория постулирует, что основные законы квантовой механики, общей теории относительности и их применимость к струнам и сходным объектам истинно универсальны. Они фактически одинаково функционируют во всем пространстве и времени. Меняется «наполнение» пространства-времени частицами и полями, включая и те поля, которые определяют такие фундаментальные постоянные, как а. Другие «законы физики» действуют на больших участках, где энергия снизилась настолько, что поля в основном находятся в состоянии покоя или в вакуумном состоянии. Однако между участками, где вакуумные состояния различны, поля должны пройти через области высокой энергии, где эти поля не находятся ни в одном из вакуумных состояний.

В такой модели один всеобъемлющий набор физических законов (одна на всех дхарма) выполняется при очень высоких значениях энергии и сосуществует с невероятно большим числом «вариантов» более детальных законов физики и постоянных, характерных для более низких энергий.

«Это – ничто, но это и – всё. Отсюда произрастает все множество миров. Оно не имеет начала И КОНЦА. Это – БЕСПРЕРЫВНОЕ СОЗДАНИЕ ВРЕМЕНИ И ПРОСТРАНСТВА».

Так один набор физических принципов – квантовая механика, общая теория относительности и инфляция – может обусловить существование мультивселенной, простирающейся бесконечно вперед (а, возможно, и назад) во времени, не ограниченной в пространстве и, возможно (если нечто наподобие теории струн правильно), включающей в себя невообразимое разнообразие свойств. Если так, то слова:

«Не вселенная. Узко мыслишь!»

говорят сами за себя.