Такой привычный Большой взрыв. Часть первая

Сейчас даже школьники знают, что всё началось с Большого взрыва. Никто, впрочем, не знает, что было до него, и что именно такое взорвалось, равно как неясна сама механика этого процесса.

Сейчас даже школьники знают, что всё началось с Большого взрыва. Никто, впрочем, не знает, что было до него, и что именно такое взорвалось, равно как неясна механика этого процесса.

Зато уже вполне подробно расписано, что было дальше: когда сформировались плазма и газы, зажегшиеся первые звёзды, взрываясь, рассеивали оставшийся водород и образовавшийся в результате термоядерных реакций гелий в окружающем пространстве, которые, в свою очередь, падали на поверхность соседних звёзд (а звёзды в юной вселенной находились друг от друга довольно близко), и снова вступали в реакцию термоядерного синтеза с образованием более тяжёлых элементов.

Так, собственно, всё вещество во Вселенной и возникло (вплоть до самых тяжёлых соединений) и продолжает возникать, даже несмотря на постоянный разлёт галактик.

Разлёт, происходящий под воздействием некоей "тёмной энергии". Астрономам понятно, что она есть, но непонятно, что она такое. Поскольку ничего, кроме оказываемого ею гравитационного воздействия, обнаружить не удалось. Пока её условно именуют "таинственной силой" - Force (надо ли говорить, что разом вспоминаются пояснения Оби Вана в "Эпизоде IV" насчёт Силы, пронизывающей всю Вселенную?).

Но вернёмся пока к Большому взрыву.

Буквально неделю назад двое астрофизиков - Шон Кэрролл и Дженнифер Чэнь - опубликовали 36-страничный доклад, в котором освещался вопрос неизменности временного вектора (осторожно, PDF).

"Мы полагаем, что спонтанная вечная инфляция Вселенной несёт в себе естественное объяснение феномена термодинамического временного вектора и обсуждаем лежащие в основе этого представления посылки и его последствия.

В отсутствие инфляции, как нам представляется, системы, связанные с гравитацией, обычно развиваются асимптотически относительно вакуума [т.е. бесконечно к нему приближаясь - прим. ред.], который является единственным естественным состоянием в термодинамическом смысле. При наличии небольшого количества позитивной энергии в вакууме и благоприятного поля инфляции, вакуум де Ситтера оказывается нестабильным по отношению к спонтанному началу инфляции на более высоком энергетическом уровне. Начиная с состояния вакуума де Ситтера, инфляция может приводить к безграничному росту тотальной энтропии Вселенной, в процессе которой могут образовываться вселенные, подобные нашей. Важным следствием этой картины является то обстоятельство, что инфляция происходит асимптотически в обоих направлениях по времени, что означает, что в сверхбольших масштабах вселенная (статистически) является симметричной относительно времени", - говорится в предуведомлении к докладу Кэрролла-Чень.

Что простому смертному может быть понятно из таких сугубо научных мыслей? Например, то, что наша Вселенная в том виде, в котором она существует, в общем, не является чем-то уникальным. Точнее сказать, вселенных было, есть и будет ещё великое множество.

Бесконечное множество, если быть точным. Потому что абсолютного вакуума нет: любая система, обладающая гравитацией, может бесконечно к нему приближаться, но абсолютного значения не достигать.

И в этой "почти полной пустоте" остаётся некоторое количество энергии с флюктуациями на субатомном уровне. Ранее физики Хауме Гаррига из барселонского Universitat Autonoma и Александр Виленкин из Университета Тафтс, выдвинули идею, что эти флюктуации, собственно, могут вызывать, так скажем, "свои собственные" Большие взрывы, отстоящие друг от друга на огромные периоды и расстояния.

Иными словами, отдельно взятая вселенная расширяется во всех направлениях до тех пор, пока не остаётся, условно говоря, пустота. Но в этой пустоте, однако, остаётся некоторое количество энергии. Случайная флюктуация и… А не хотите ли послушать, как это звучало? (подробнее о грохоте Большого взрыва можно прочитать тут).

Буддисты, похоже, не просто так называют Пустоту творческим началом.

Чэнь и Кэрролл развивают эту идею, утверждая, что инфляция Вселенной в далёком её прошлом может происходить "в обратном направлении", так что для возможных наблюдателей в далёком прошлом время может потечь вспять (относительно нынешнего его движения).

Однако, вне зависимости от их направления, новые вселенные, возникшие в результате таких вот Больших взрывов, всё равно соответствуют курсу бесконечно возрастающей энтропии (меры хаоса).

В этой связи на ум приходят несколько вроде бы не связанных с идеями Кэрролла и Чэнь историй.

Во-первых, соотношение возраста Вселенной (нашей Вселенной) и мощности космического телескопа Hubble, с помощью которого удаётся разглядеть галактики возрастом около 13 млрд. лет. Возраст вселенной составляет примерно 13,7 млрд. лет. Означает ли это, что с помощью Hubble удалось увидеть нечто, находящееся почти на краю Вселенной? А когда на орбиту Земли выведут новые, куда более мощные телескопы, что удастся увидеть с их помощью? Фантазировать на эту тему можно долго, однако стоит, пожалуй, вспомнить концепцию Метагалактики - галактики галактик, вмещающей столько же отдельных галактик, сколько каждая из них - звёзд.

Во-вторых, вспоминается заявление сотрудников Кэмбриджского университета о том, что Вселенная наша конечна и имеет вполне определённую геометрическую форму - форму додекаэдра (для платных подписчиков Nature посвящённая этому статья доступна здесь). Такие выводы были сделаны на основе анализа данных, полученных с зонда WMAP, изучавшего реликтовый микроволновой фон - то, что осталось от свечения, возникшего при Большом взрыве (нашем Большом взрыве).

Идея о конечности нашей Вселенной, собственно, доказывалась от противного: будь Вселенная безграничной, в микроволновом фоне наблюдались бы волны любых размеров. На самом же деле такого нет. Никаких действительно крупных волн WMAP так и не сумел обнаружить. Зато, анализируя собранные им данные, удалось установить, что структура волн выглядит так же, как если бы эти волны находились в замкнутом додекаэдре.

Подобные выкладки не коррелируются с выводами Кэрролла и Чэнь. Подольём ещё масла в огонь: идеи о конечности и "фигурности" нашей Вселенной возникли на основании вполне конкретных показателей вполне конкретных научных приборов (на борту WMAP), в то время как аргументация Чэнь и Кэрролла - сплошь теоретическая.

На этой провокации пока закончим. Но продолжение следует.