Тунгусское явление. Тунгусский метеорит – феномен, который остается загадкой для современной науки

Мультивселенная – научная концепция предполагающая наличие множества параллельных вселенных. Существует ряд гипотез, описывающих многообразие этих миров, их свойства и взаимодействия.

Успех квантовой теории неоспорим. Ведь она вместе с представляет все фундаментальные законы физики, известные современному миру. Несмотря на это квантовая теория все же ставит ряд вопросов, на которые до сих пор нет определенных ответов. Одним из них является известная «проблема кота Шредингера», которая наглядно демонстрирует зыбкий фундамент квантовой теории, что формируется на предсказаниях и вероятности того или иного события. Речь идет о том, что особенностью частицы, согласно квантовой теории, является существование ее в состоянии равном сумме всех ее возможных состояний. В таком случае если применить данный закон к квантовому миру, то окажется что кот – это сумма состояния живого и мертвого кота!

И хотя законы квантовой теории успешно используются при применении таких технологий как радары, радио, мобильные телефоны и интернет, приходится мириться с указанным выше парадоксом.

В попытке разрешить квантовую проблему была сформирована так называемая «копенгагенская теория», согласно которой состояние кота становится определенным, когда мы открываем коробку и наблюдаем его состояние, а до того оно неопределенное. Однако, применение копенгагенской теории, допустим, к , означает, что Плутон существует лишь с того момента как его открыл американский астроном Клайд Томбо 18 февраля 1930-го года. Только в этот день зафиксировалась волновая функция (состояние) Плутона, а остальные все схлопнулись. Но известно, что возраст Плутона значительно превышает отметку в 3,5 млрд лет, что указывает на проблемы копенгагенской интерпретации.

Множественность миров

Другой вариант решения квантовой проблемы предложил американский физик Хью Эверетт в 1957-м году. Он сформулировал так называемую «многомировую интерпретацию квантовых миров». Согласно ей каждый раз, когда объект переходит из неопределенного состояния в определенное – происходит расщепление этого объекта на количество вероятных состояний. Приводя в пример кота Шредингера, когда мы открываем коробку, появляется вселенная со сценарием, где кот мертв и появляется вселенная, где он остается жив. Таким образом, он находится в двух состояниях, но уже в параллельных мирах, то есть все волновые функции кота остаются действительными и никакая из них не схлопывается.

Именно эту гипотезу множество писателей фантастов использовали в своих научно-фантастических произведениях. Множественность параллельных миров предполагает наличие ряда альтернативных событий, из-за которых история приняла иной ход. К примеру, в каком-то мире непобедимая испанская армада не была разгромлена или Третий рейх победил во Второй мировой войне.

Более современная интерпретация этой модели объясняет невозможность взаимодействия с другими мирами отсутствием когерентности волновых функций. Грубо говоря, в какой-то момент волновая функция нашей перестала колебаться в такт с функциями параллельных миров. Тогда вполне возможно, что мы можем сосуществовать в квартире с «сожителями» из иных вселенных, не взаимодействуя с ними никоим образом, и, равно как и они, быть убежденными в том, что именно наша Вселенная настоящая.

На самом деле термин «многомировая» — не совсем подходящей для данной теории, так как она предполагает один мир с множеством вариантов событий, происходящих одновременно.

Большинство физиков-теоретиков согласны с тем, что данная гипотеза невероятно фантастическая, однако она объясняет проблемы квантовой теории. Впрочем, ряд ученых не считают многомировую интерпретацию научной, так как она не может быть подтверждена или опровержима при помощи научного метода.

В квантовой космологии

Сегодня гипотеза о множественности миров вновь возвращается на научную сцену, так как ученые намерены использовать квантовую теорию не для каких-либо объектов, а применить по отношению ко всей Вселенной. Речь идет о так называемой «квантовой космологии», которая, как может показаться с первого взгляда, несет абсурд даже в своей формулировке. Вопросы данной научной области связаны с Вселенной. Мизерные же размеры Вселенной на первых этапах ее формирования вполне согласуются с масштабами квантовой теории.

В таком случае, если размеры Вселенной были порядка , то применив к ней квантовую теорию, мы также можем получить неопределенное состояние Вселенной. Последнее подразумевает наличие других вселенных, находящихся в различных состояниях с разной вероятностью. Тогда состояния всех параллельных миров в сумме дают одну единственную «волновую функцию Вселенной». В отличие от многомировой интерпретации квантовые вселенные существуют раздельно.

Как известно, существует проблема тонкой настройки Вселенной, которая обращает внимание на то, что физические фундаментальные константы, задающие основные законы природы в мире, подобраны идеально для существования жизни. Будь масса протона немного меньше, формирование элементов тяжелее водорода было бы невозможным. Это проблема может быть решена при помощи модели мультивселенной, в которой реализуется множество параллельных вселенных с различными фундаментальными . Тогда вероятность существования некоторых из этих миров мала и они «умирают» вскоре после зарождения, например, сжимаются или разлетаются. Другие же, константы которых формируют не противоречивые законы физики, с большой вероятностью остаются стабильными. Согласно этой гипотезе, мультивселенная включает большое количество параллельных миров, большинство из которых являются «мертвыми», и лишь небольшое число параллельных вселенных позволяет им существовать длительное время, и даже дает право на наличие разумной жизни.

В теории струн

Одной из наиболее перспективных областей теоретической физики является . Она занимается описанием квантовых струн – протяженных одномерных объектов, колебание которых представляется нам в виде частиц. Первоначальное призвание данной теории состоит в том, чтобы объединить две фундаментальные теории: общую теорию относительности и квантовую теорию. Как оказалось позже, сделать это можно несколькими способами, в результате чего образовалось несколько теорий струн. В середине 1990-х годов ряд физиков-теоретиков обнаружили, что эти теории являются различными случаями одной конструкции, позже названой как «М-теория».

Ее особенность заключается в существовании некой 11-мерной мембраны, струны которой пронизывают нашу Вселенную. Однако мы живем в мире с четырьмя измерениями (три координаты пространства и одна временная), куда же деваются другие измерения? Ученые предполагают, что они замыкаются сами на себе в самых маленьких масштабах, которые пока не удается пронаблюдать, в силу недостаточного развития технологий. Из этого утверждения вытекает иная сугубо математическая проблема – возникает большое число «ложных вакуумов».

Простейшее объяснение этой свертки ненаблюдаемых нами пространств, а также наличие ложных вакуумов – мультивселенная. Физики, занимающиеся теорий струн, опираются на утверждение о том, что существует огромное число других вселенных, в которых не только другие физические законы, но также и иное количество измерений. Таким образом, мембрану нашей Вселенной в упрощенном виде можно представить как сферу, пузырь, на поверхности которого обитаем мы, и 7 измерений которого находятся в «свернутом» состоянии. Тогда наш мир вместе с другими вселенными-мембранами – что-то вроде множества мыльных пузырей, что плавают в 11-мерном гиперпространстве. Мы же, существуя в 3-хмерном пространстве, и не можем выбраться за его пределы, а потому и не имеем возможности взаимодействовать с иными вселенными.

Как уже упоминалось ранее, большинство параллельных миров, вселенных – мертвы. То есть в силу нестабильных или непригодных для жизни физических законов их вещество может быть представлено, например, лишь в виде бесструктурного скопления электронов и . Причиной тому разнообразие возможных квантовых состояний частиц, иные значения фундаментальных констант и другое количество измерений. Примечательно, что такое предположение не противоречит принципу Коперника, утверждающего, что наш мир не уникален. Так как хоть и в малом количестве, но могут существовать миры, физические законы которых, несмотря на свое отличие от наших, все же допускают формирование сложных структур и зарождение разумной жизни.

Состоятельность теории

Хотя гипотеза о мультивселенной и выглядит как сценарий для научно-фантастической книги, она имеет лишь один недостаток – ученым не представляется возможным доказать или опровергнуть ее при помощи научного метода. Но за ней стоит сложная математика и на нее опирается ряд значимых и перспективных физических теорий. Аргументы в пользу мультивселенной представлены следующим списком:

• Является фундаментом для существования многомировой интерпретации квантовой механики. Одной из двух передовых теорий (наряду с копенгагенской интерпретацией), решающих проблему неопределенности в квантовой механике.
• Объясняет причины существования тонкой настройки Вселенной. В случае с мультивселенной, параметры нашего мира – лишь один из множества возможных вариантов.
• Является так называемым «ландшафтом теории струн», так как решает проблему ложных вакуумов и позволяет описать причину, по которой определенное количество измерений нашей Вселенной сворачиваются.

• Поддерживается , которая наилучшим образом объясняет ее расширение. На ранних этапах формирования Вселенной, вероятнее всего она могла быть разделена на две вселенные и более, каждая из которых эволюционировала независимо от другой. На теории инфляции строится современная стандартная космологическая модель Вселенной — Лямбда-CDM.

Шведский космолог Макс Тегмарк предложил классификацию различных альтернативных миров:

1. Вселенные, находящиеся за пределами нашей видимой Вселенной.
2. Вселенные с иными фундаментальными константами и числами измерений, которые, к примеру, могут располагаться на других мембранах, согласно М-теории.
3. Параллельные вселенные, возникающие согласно многомировой интерпретации квантовой механики.
4. Конечный ансамбль – все возможные вселенные.

О дальнейшей судьбе теории о мультивселенной пока нечего сказать, но на сегодня она занимает почетное место в космологии и теоретической физике, и поддерживается рядом выдающихся физиков современности: Стивен Хокинг, Брайан Грин, Макс Тегмарк, Митио Каку, Алан Гут, Нил Тайсон и другие.

В наше время исследователи считают, что жизнь обязана существовать во всей необъятной Вселенной. После обнаружения в космосе значительных скоплений формальдегида Дэвид Бахлер из радиоастрономической обсерватории Грин-Бэнка, штат Виргиния, предположил, что метан, водяные пары и аммиак могли синтезироваться в сложные молекулы, способные образовать живые клетки и в газовых облаках осесть на Землю.

Такие же облака могли занести жизнь и на все прочие планеты, на Млечный Путь и в другие галактики. При анализе химического состава метеоритов с целью обнаружения содержания в них органических соединений были найдены углеводороды - вещества, относящиеся к жирному ряду, атомы углерода в молекулах которых образуют разветвленные цепи. Они оказались аналогичными, но не идентичными продуктам земного метаболизма, а это указывает на то, что, впрочем формы жизни, очевидно, существуют и в прочих мирах, они могут все же как-то отличаться от жизни на Земле. В декабре 1970 года НАСА объявило, что человек первый раз располагает неопровержимым доказательством внеземной жизни. Команда ученых под руководством доктора Сирила Поннамперума произвела анализ вещества, из которого состоял метеорит, упавший 28 сентября 1969 года в реку Мерчисон в Австралии, и нашла в нем аминокислоты и углеводороды, из которых в совокупности и состоят органические клетки. Данный метеорит мог являться осколком находившейся между Марсом и Юпитером планеты Малдек, некогда превратившейся в конечном итоге взрыва в астероиды. Некоторые биологи верят в панспермию - распространение семян жизни по всей Вселенной солнечным ветром, многие прочие настаивают на том, что предназначением Космического Человека было заселение всего Мироздания.

Доктор Зденек Копал утверждает, что на многих планетах жизнь располагается на больше продвинутых стадиях развития, чем наша, и предупреждает об опасностях столкновения с инопланетянами больше высокой культуры: "Мы можем очутиться в их пробирках либо прочих хитроумных приспособлениях, предназначенных для того, чтобы исследовать нас определенно ещё, как мы сами это делаем с насекомыми и морскими свинками. Разве не ясно, что космический телефон, по которому мы вовсю названиваем, слава Богу, не отвечает. Нас делают как можно больше незаметными, чтобы мы не привлекли чьего-то внимания".

Могли ли инопланетяне со звезд высаживаться на Землю в прошлых столетиях? В прошлом, языческий философ, ставший первым архиепископом Кентерберийским, св. Августин) еще шестнадцать веков назад знал, что вера обязана подкрепляться убежденностью. Большая часть соглашается с тем, что раз есть жизнь на Земле, она может существовать и где-то так же. Но средний человек, зная о всех трудностях наших путешествий к Луне, естественно, сомневается, что даже космические супермены могут перемещаться с отдаленных планет на нашу Землю. Возможно, мы можем выдвинуть убедительный, если не решающий довод в поддержку утверждения св. Августина о том, что если поверье правдоподобно, то оно может быть истиной. Наши предки думали, что мир - плоский и что любой мореход, заплывший слишком далеко от берега, обязательно свалился бы с края в Адскую бездну. В наше время исследователи рассуждают о предельной скорости света, фантастических гравитациях, расширяющейся Вселенной, которые исключают возможность продолжительных космических странствий. Но летательные аппараты, ядерные бомбы, электричество и многие прочие атрибуты современной техники использовались тысячи лет назад, а после этого были внезапно позабыты после того, что создавшие их великие цивилизации прошлого были уничтожены. Люди с прочих планет, технический прогресс которых имеет историю в несколько тысяч, а может быть, и миллионов лет, способны достичь таких чудес, какие нам и не грезились.

Обычному человеку, само собой разумеется, сложно разобраться в теории относительности Эйнштейна, к тому же, и у многих выдающихся исследователей возникают все большие сомнения на её счет. Так как возможность путешествия на большие расстояния является фундаментальным условием для появления на Земле любого пришельца из космоса, приведем несколько несложных примеров последних открытий, оспаривающих идеи Эйнштейна.

Теория относительности ограничивает скорость света 300 тысячами километров в секунду, после этого время останавливается, а масса становится бесконечно большой. Математики полагают, что космонавты, несущиеся со скоростью 290 тысяч километров в секунду, столкнулись бы с эйнштейновским парадоксом расширения времени. При громадных скоростях течение времени для путешественника замедляется. Пока бы его корабль пересекал огромный Млечный Путь, сам бы он постарел всего на 25 лет, а на Земле бы прошло 100 тысячелетий. Таким образом, путешествия через нашу галактику в теории возможны, впрочем практически сильно сомнительны. Предположим, что на следующей неделе из странствия в туманности Андромеды вернется космический корабль, запущенный в древней Атлантиде. Лишь для того, чтобы его экипаж обнаружил свою погибшую страну на дне моря? Носители сверхразума с далеких звезд могли взаправду воплотить в жизнь мечты наших писателей-фантастов и сокращать свой путь с помощью гиперпространства либо телепортироваться со скоростью мысли. В самом деле, существуют предположения, что некоторые гости Земли материализовались тут именно таким путем. К счастью для землян, мечтающих о звездных странствиях, согласно новым теориям, световой барьер скорости может быть взят, наверняка также как был преодолен звуковой барьер так же прошлым поколением.

Профессор физики Колумбийского университета Джеральд Фейнберг выдвигает теорию, что за световым барьером существует мир, состоящий из частиц, называемых "тахионы", способных двигаться быстрее света. При уменьшении их энергии их скорость возрастает до миллионов световых лет в секунду, пока, при бесконечно большой скорости, они совершенно не утрачивают массу и энергию. Космический корабль с тахионовым двигателем мог бы пройти наш Млечный Путь за одну минуту, за неделю достичь самой дальней галактики, а вскоре затем оказаться у пределов Вселенной. Подобные фантазии неподвластны нашему пониманию, но для инопланетянина, владеющего колоссальными научными знаниями, данная проблема могла бы явиться не больше сложной, чем для нас - высадка человека на Луне.

Основа современной физики, теория относительности Эйнштейна, все также совершенно не доказана, поскольку одни опыты подтверждают ее, а прочие нет. В апреле 1971 года Американской академией наук было объявлено, что две составляющих части звездного источника радиоизлучения, квазара ЗС-279, разлетаются со скоростью, в десять раз превышающей световую, что подтверждало тезис основателя космической биофизики профессора Марко Тодесчини из Бергамо, который блестяще логически опроверг основополагающие концепции Эйнштейна в отношении не только скорости света, но и тяготения. Джузеппе Дзунрри на основе углубленных исследований явно превзошел Эйнштейна и выдвинул поразительную теорию, объединяющую всю энергию во Вселенной в единое целое и объясняющую способ движения НЛО. В "Дэйли телеграф" была помещена увлекательная статья Адриана Берри о работе профессора физики Принстонского университета Джона А. Уилера, который предполагает, что при осуществлении межзвездных перелетов космический корабль мог проходить через сверхпространство, находящееся внутри искривленной Вселенной, в пустоте которого пространства и времени вообще не существует, достигая самых дальних звезд почти мгновенно. Эти научные теории выходят за рамки нашего понимания, но мы должны помнить, что столь привычные нам телевизоры, космические полеты и атомные бомбы показались бы нашим дедам плодами диких фантазий.

В астрономическом понятии обитаемые миры могут находиться и не так далеко. На четырнадцати небесных светилах, расположенных на расстоянии 22 световых лет от Земли, вероятно, имеются формы жизни, подобные нашей, но, возможно, находящиеся на куда больше высоких ступенях развития. Доктор Френк Дрейк из "Проекта Озма" в 1960 году в течение трех месяцев в Грин-Бэнке, штат Виргиния, направлял антенны радиотелескопа на эпсилон Эридана и тау Кита, удаленных лишь на одиннадцать световых лет, впрочем результаты оказались разочаровывающими. Российский астрофизик Иосиф Шкловский сказал на данный счет, что этот эксперимент лучше бы было сфокусировать на десятках тысяч звезд, находящихся от нас на расстоянии приблизительно ста световых лет, где с большей долей уверенности можно предполагать наличие внеземных цивилизаций. Николай Кардашев из обсерватории им. Штернберга (Москва) 13 апреля 1965 года поразил мир своим заявлением об открытии двух космических радиоисточников, СТА-21 и СТА-102, регулярные электромагнитные излучения с которых явно указывали на присутствие разумных существ, владеющих высокоразвитой технологией. С того времени астрономы узнали о них более и теперь рассматривают эти небесные тела как квазары, находящиеся на удалении в миллиарды световых лет. Впрочем они могли и ошибиться. В 1967 году кембриджские радиоастрономы нашли пульсары, источники регулярных импульсов радиоизлучения, и заговорили об "МЗЧ", "Маленьких зеленых человечках". Теперь исследователи считают их предельно малыми нейтронными звездами, впрочем они весьма могут быть небесными радиомаяками для ориентирования космических кораблей, совершающих межзвездные полеты, что является не столь уж фантастической гипотезой с учетом предполагаемого потенциала возможной галактической цивилизации!

Планеты, звезды, галактики - человек давно вглядывается в ночное небо в поисках других миров, но теперь ставки повысились. Ученым стало тесно в родной реальности, и они ищут признаки других вселенных в реликтовом излучении - самом древнем сигнале, испущенном тысячелетия спустя Большого взрыва. Зачем это нужно и что уже получилось - в материале «Чердака».

Созвездие Большой Медведицы - семь ярких звезд, рисующих гигантский ковш, и десятки тусклых бусин, разбросанных между ними. На этом лоскуте небесной ткани в 2016 году космический телескоп «Хаббл» разглядел крошечное красноватое пятно неправильной формы - галактику GN-z11.

Эта галактика - самый удаленный от Земли астрономический объект, который фиксировали люди. Свет, пойманный «Хабблом», GN-z11 испустила 13,4 млрд лет назад, задолго до появления Солнечной системы - на заре формирования Вселенной. Так давно, что за время космического путешествия этого сигнала сама галактика из-за расширения Вселенной убежала от нас на расстояние более 30 млрд световых лет.

GN-z11 - наш форпост на границе с космической неизвестностью. Вселенная существует около 13,8 млрд лет, а свет GN-z11 родился спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва. Если перевести всю историю Вселенной на 24 часа земных суток - это где-то в половине первого ночи. Поэтому увидеть объекты, удаленные от Земли намного дальше GN-z11, нереально - свет даже самых первых секунд их существования до нас не дошел.

Что находится за этой завесой времени, можно только гадать. Скорей всего, там тоже есть свои галактики, луны и атомы, разделенные бесконечными пустотами и закрученные теми же (или немного другими) законами физики.

Казалось бы, какой простор для фантазии. Забраться на удаленный мыс на краю света и под шум прибоя представлять себе другую Землю, населенную людьми. Они в триллионах световых лет от нас, там, посреди иного молчания Вселенной, тоже думают, что одиноки в этом мире, и еще не знают, что однажды наши одиночества встретятся. Но ученым мало таких фантазий - вместо вестей с других космических континентов нашего мира они ищут на ночном небе нечто другое. Признаки других вселенных и других миров.

Небесная гармония

Иоганн Кеплер, немецкий астроном, живший на рубеже XVI и XVII веков, был помешан на одной странной идее: он считал, что в шести планетах Солнечной системы, известных в его время, идеально воплощается гармония божественного замысла. Он обрабатывал данные наблюдений другого астронома, Тихо Браге, и старался свести траектории планет к пяти «платоновым телам» - правильным многогранникам, описанным еще древними греками.

К концу XVI века небесная головоломка сложилась. Кеплер опубликовал книгу Mysterium Cosmographicum («Тайна мироздания »), в которой орбиты шести известных тогда планет складывались в стройную геометрическую систему, напоминающую матрешку. Орбита Сатурна (самой дальней на то время планеты) была окружностью на поверхности шара, описанного вокруг куба, внутри этого куба был другой шар с орбитой Юпитера, а внутрь уже юпитерианского шара был вписан тетраэдр - и так далее с идеальным чередованием шаров, вложенных в пять разных многогранников. Полная гармония тел земных и тел небесных.

Прошло несколько лет, и космическая красота Кеплера несколько поблекла. Сначала критики подметили, что небесные сферы и многогранники вписываются друг в друга неаккуратно, а потом сам Кеплер показал, что орбиты планет представляют собой не окружности, а эллипсы, и, разочарованный своими прошлыми идеями, переключился на другую задачу: теперь он искал зашифрованную небесную гармонию в величинах этих эллипсов.

Но время расставило все по местам: ни в формах орбит, ни в их размерах не нашлось никаких зашифрованных закономерностей, скрывающих истинную природу вещей. Только хаос космической пыли, собравшейся в случайные сгустки материи. Импровизация природы с единственным правилом - не забывать про всемирное тяготение и несколько других законов, описывающих мир.

В физических уравнениях встречаются разные константы, значения которых нельзя вывести из других законов, а можно только запомнить. Скорость света, постоянная Планка, элементарный заряд - странные угловатые числа, будто свалившиеся на нас из ниоткуда. Настоящий фатум.

Многим людям это не по душе, и они пытаются найти константам объяснение. Кто-то за недостатком математического образования ищет тайные шифры природы, другие - пишут сложные уравнения теории струн и квантовой гравитации, чтобы получить значения постоянных из других законов, а третьи просто вытесняют этот вопрос куда-нибудь подальше из своего сознания, чтобы не повторить ошибку Кеплера, всю жизнь искавшего разумное объяснение случайности.

Но ничем хорошим эти стратегии пока не оборачиваются. Вывести константы ни у кого пока не получается, а молчаливо считать их значения простой случайностью несколько странно: они слишком хорошо подобраны друг под друга. Взять ту же темную энергию: будь ее чуть меньше, ничто бы не помешало гравитации схлопнуть всю материю в одну бесконечно плотную сингулярность , а чуть больше - и под воздействием темной энергии расширялись бы не только свободные от материи, пустые участки Вселенной, но и все небесные тела, атомы которых постепенно растеклись бы по всему миру.

Такая тонкая настройка фундаментальных констант ставит перед необычным выбором: наш мир и его законы становятся в первом приближении либо невероятной случайностью, либо следствием разумного замысла. Одним из способов обойти эту дилемму может быть гипотеза Мультивселенной, по которой в реальном мире существует гораздо больше, быть может даже бесконечное число разных вселенных, и в каждой из них действуют свои законы физики со своими наборами констант: где-то они совершенно не подходят для зарождения разумной жизни, а где-то как будто специально подогнаны под то, чтобы миллионы атомов материи однажды собрались в странноватый, как будто разумный агломерат и задались вопросом: «Где же тогда искать эти другие вселенные, если они так нам нужны?»

Пена вселенных

Как водится, разные ученые под словом «Мультивселенная» понимают совершенно разные вещи. Одни ищут другие вселенные на бранах - многомерных объектах из теории струн, другие верят во вселенные, рожденные с обратной стороны черных дыр. А третьи предлагают присмотреться к рождению нашей собственной Вселенной, и пока их подход гораздо продуктивнее остальных.

О рождении нашего мира пока известно мало. Где, как, кто родители - никаких документов или свидетелей, способных рассказать о том, почему появилась наша Вселенная и было ли что-нибудь до нее, у нас нет. Но зато по некоторым особенностям взрослой Вселенной ученые могут предположить, что происходило буквально в первые моменты ее жизни, восстановить первый космический вдох мира.

Это называется теорией инфляции. В 80-е года прошлого века физики построили модель, по которой уже через 10 -42 секунды после начала времени наша Вселенная начала расширяться так быстро, что за какие-то исчезающие доли секунды кусочек пространства размером с маленький, обласканный прибоем камушек растянулся до огромного видимого нам пузыря диаметром в миллиарды световых лет.

Тогда это пространство было наполнено только чистой энергией, которая непрерывно накачивалась откуда-то из неизвестного источника (ее тоже называют темной энергией, но, по-видимому, она несколько другой природы, чем современная темная), а потом энергия внезапно распалась и превратилась в кварки, фотоны, электроны и другие привычные нам частицы - это случилось через 10 -36 секунды после рождения Вселенной, а сам Большой взрыв сейчас часто называют последствием инфляции.

Странно, но эта фантастическая теория неплохо описывает некоторые особенности нашей современной Вселенной, с которыми не могли справиться предыдущие модели:

- Почему видимая нам Вселенная плоская?

Расширение шло так быстро, что радиус кривизны мира увеличился почти до бесконечности.

- Почему она однородна на больших космических масштабах?

Вселенная родилась из маленького кусочка пространства, который за мимолетное время расширения просто никак не мог потерять однородность.

- Почему во Вселенной есть только небольшие локальные флуктуации плотности?

Вселенная была настолько мала, что имела полное право называться квантовым объектом, а значит, в ней были квантовые флуктуации вакуума, подхваченные потом инфляцией и раздутые до первичных флуктуаций плотности материи, из которых за миллиарды лет последующей эволюции уже сформировались все крупные структуры.

В этой истории рождения Вселенной как всегда много фундаментальных вопросов: из-за чего началась инфляция, что ее подпитывало, почему она закончилась. Ученые ищут на них ответы, но часто вместо этого получают совершенно неожиданные результаты. Так, один из главных авторов теории инфляции советский физик Андрей Линде (сейчас он уже давно живет и работает в США) в 1983 году сформулировал теорию хаотической инфляции, в которой показал, что невероятное расширение пространства совсем не обязано заканчиваться в других частях нашего мира и уж точно вряд ли происходило только один-единственный раз.

По Линде весь мир - это Мультивселенная, огромное, безграничное пространство, заполненное загадочной энергией, которая в любой случайный момент времени может сгуститься в крошечной точке, чтобы инфляцией раздуть ее до гигантского пузыря Вселенной с начинкой из разнообразной эволюционирующей материи. Так могла родиться наша Вселенная, а параллельно где-нибудь неподалеку от нее - всего в нескольких триллионах световых лет - мог сгуститься один, второй, третий пузырь иных вселенных.

В теории инфляции гипотеза Мультивселенной выглядит уже не уловкой, единственным удобным выходом из дилеммы фатальной случайности и замысла, а получается логическим математическим путем: если человек принимает теорию инфляции, то он должен принять и другие вселенные. Не всем это нравится. Например, американский космолог Пол Стейнхардт, который участвовал в проработке некоторых деталей теории инфляции, после выхода на сцену других вселенных разочаровался в своих взглядах и теперь говорит, что Мультивселенная просто похоронила его любимую теорию.

Многие его коллеги более романтичны и для всей этой истории придумали даже красивую метафору «пены вселенных»: морской берег и волны в безвестной дали, шум прибоя, треск цикад - мы живем в маленьком пузырьке посреди огромной Мультивселенной.

Смутные воспоминания

Увидеть, услышать, почувствовать иные вселенные непросто. Другие законы физики, другие константы - быть может, даже не подозревающие об электромагнитных волнах, на которых построено наше зрение, - наконец, огромные расстояния между разными пузырями вселенных. Получить сигнал о том, что прямо сейчас происходит в параллельном мире, кажется просто нереальным, но можно поступить по-другому - заглянуть в прошлое. Как континенты, разделенные океанами, хранят следы общего прошлого в узорах береговых линий, так и данные о прошлом нашей Вселенной могут скрывать другие миры. Поэтому в поисках других вселенных ученые пристально смотрят на реликтовое излучение - первое воспоминание нашей собственной Вселенной.

Сразу после окончания инфляции Вселенная была заполнена настолько горячим и плотным веществом, что фотоны не могли пройти через него далеко и постоянно рассеивались и переизлучались. Будь в том мире разумный наблюдатель (способный жить при невероятно высоких температурах и с целым букетом других космических ограничений), он бы видел только то, что происходит в непосредственной близости от него. Но Вселенная постепенно расширялась и остывала, и спустя 300 тысяч лет после Большого взрыва Вселенная внезапно стала прозрачна для света на больших расстояниях.

Реликтовое излучение - это первые фотоны, излученные тогда в самых далеких уголках Вселенной и спустя миллиарды лет наконец дошедшие до Земли. Мы не знаем, как и где родилась наша Вселенная, но зато можем разглядывать это первое воспоминание, выходящее из-под завесы младенческого беспамятства, чтобы в нем отыскать смутные отзвуки пропавших братьев и сестер нашего мира.

Реликтовое излучение почти полностью однородно: из каждой точки удаленной Вселенной к нам приходит равномерный тепловой шум, как от тела с температурой 2,7 К. Однако в этом сигнале все-таки есть крошечные флуктуации - небольшие перепады температуры, которые считают своеобразным отпечатком самых первых квантовых флуктуаций плотности вещества, посеянных во время инфляции. В этих неоднородностях и пытаются найти свидетельства Мультивселенной.

Здесь есть две основные стратегии. Одни ученые ищут следы физического столкновения двух пузырей вселенных. Другие прибегают к более сложным логическим конструкциям. Например, американский космолог Лаура Мерсини-Хоутон (Laura Mersini-Houghton) считает, что соседние вселенные в первые моменты своего существования не только подчинялись законам квантовой механики, но и были между собой, поскольку родились в общем пространстве Мультивселенной - их характеристики зависели друг от друга.

В 2008 году Мерсини-Хоутон вместе с коллегами даже сформулировала девять признаков такой созависимости, которые можно отыскать с помощью различных физических наблюдений. Восемь из них приходятся на реликтовое излучение (например, в нем должна быть асимметрия между южной и северной полусферами неба), а девятым свидетельством Мультивселенной должен был стать провал гипотезы суперсимметрии в экспериментах на Большом адронном коллайдере.

Дальше все развивалось несколько противоречиво. В одних работах можно найти экспериментальные подтверждения каждому из девяти признаков, а в других - их опровержения. Например, гипотеза Мультивселенной по выводам Мерсини-Хоутон автоматически означает наличие так называемого темного потока - согласованного движения большой группы галактик, а мнения разных экспериментальных групп по этому вопросу сильно отличаются: одни показывают, что данные реликтового фона темный поток подтверждают , а другие - наоборот, опровергают . Так что реликтовое воспоминание пока кажется все-таки слишком размытым, чтобы делать по нему достоверные выводы о родственниках нашего мира.

Мультивселенная пока остается только симпатичной гипотезой, помогающей разобраться с некоторыми противоречиями и одновременно насладиться волнующей перспективой. Там, где-то в ласковой пене Мультивселенной, существовал или прямо сейчас существует другой пузырь разреженной материи - со своей галактикой Млечный Путь, Солнечной системой и своим Иоганном Кеплером, мечтающим о небесной гармонии. Красиво, завораживающе и в высшей степени под вопросом - как легенды об Атлантиде и других затонувших материках.

Вне зоны доступа

Самая показательная история здесь - это случай с реликтовым холодным пятном, большой областью в созвездии Эридан, температура излучения которой на 70 микрокельвинов меньше средней температуры реликтового излучения. Это совсем немного для значения в 2,7 кельвина, но почти в четыре раза больше средних флуктуаций температуры по всему реликтовому излучению, которые составляют около 18 микрокельвинов.

Холодное пятно было в списке Мерсини-Хоутон, но позже другие ученые нашли ему интерпретацию попроще. Аномалия реликтового фона объяснялась гигантским супервойдом протяженностью в 1,8 миллиарда световых лет - областью, лишенной галактик или других крупных скоплений материи, расположенной на пути света, бегущего от холодного пятна к Земле.

Однако в этом году группа астрофизиков из Даремского университета заявила , что такое рациональное объяснение нереально. Ученые собрали данные о семи тысячах галактик в окрестностях холодного пятна и показали, что характер их движения полностью исключает возможность существования гигантского супервойда. Вместо этого данные указывают, что эта область заполнена маленькими войдами, разделенными галактиками и скоплениями галактик.

Однако эта структура, в отличие от отвергнутого супервойда, объясняет холодное пятно уже с большим трудом: по подсчетам исследователей, есть всего один шанс из пятидесяти, чтобы при такой расстановке масс в реликтовом излучении могла случайно получиться такая аномалия.

И тут показательна реакция авторов исследования на необъяснимое: «Самое впечатляющее следствие нашей работы в том, что холодное пятно, возможно, вызвано столкновением нашей Вселенной с пузырем другой вселенной. Если в дальнейшем анализ реликтового излучения это подтвердит, то холодное пятно может быть принято как первое свидетельство Мультивселенной». Моментальный, кажется, почти рефлекторный ход: не видишь способа объяснить данные законами этого мира - задействуй Мультивселенную. Магнетической силы притяжения идея, почти недоступная строгой проверке.

Впрочем, все ли, что существует в реальности, должно иметь надежное воплощение в цифрах и измерениях? Если миллиарды лет спустя в нашей Вселенной вдруг станет еще немного больше темной энергии, чем сейчас, то ускоренное расширение пространства начнет растаскивать даже гравитационно связанные между собой объекты - например, соседние галактики. И в один прекрасный день за горизонт небытия уйдет последняя звезда за пределами Млечного Пути. Свет других галактик больше никогда не заблестит на ночном небосклоне. Вряд ли тогда наши отдаленные потомки поверят, что в мире существуют Большие и Малые Магеллановы облака, галактика Андромеды и тем более GN-z11 - красноватая точка на самой границе видимого сегодня мира.

Михаил Петров