Книга: Гонка за Нобелем. История о космологии, амбициях и высшей научной награде
Назад: Глава 12. Инфляция и ее неприятие
Дальше: Подарок для Коперника
Назад: Глава 12. Инфляция и ее неприятие
Дальше: Подарок для Коперника
Крошечные пузырьки в Мультивселенной
Инфляция решала многие фундаментальные проблемы модели Большого взрыва. В частности, она позволяла ответить на два ключевых вопроса: почему Вселенная такая плоская и почему она такая однородная? Но у инфляционной модели имелся серьезный недостаток: у квантового поля, которое вызывало магическое расширение, — поля инфлатона — не было встроенного выключателя. Оно продолжало раздуваться, и ничто не могло затормозить этот процесс, чтобы Вселенная могла изящно перейти к той гораздо более медленной скорости расширения, которую мы наблюдаем сегодня. В оригинальной модели Алана Гута Вселенная должна была остаться очень скучным местом: бесконечно огромной, вечно расширяющейся, лишенной всякой материи, бесплодной, безликой и унылой. И даже нас там бы не было, чтобы пожаловаться на скуку.
Вскоре после столь «удивительного прозрения» Гута Пол Стейнхардт и его аспирант Андреас Альбрехт исправили этот недостаток, найдя способ замедлить раздувание поля инфлатона и стабилизировать его, по крайней мере при определенных особых условиях. Множество отдельных областей устойчивости, образующих своего рода бесконечное космическое лоскутное одеяло, способно расширяться достаточно для того, чтобы объяснить проблемы плоскостности и однородности.
К такой же модели независимо от них пришел Андрей Линде. К началу 1980-х годов Стейнхардт, Линде и еще один российский космолог, Александр Виленкин, также пришли к выводу, что эта новая инфляционная модель должна была создать Вселенную, которая вечно «воспроизводит сама себя», порождая крошечные пузырьки-вселенные, отделенные друг от друга огромными расстояниями. Это множество вселенных называют Мультивселенной.
Хотя я уже сетовал на дилемму астронома — мы не можем ставить эксперименты над звездами, — у нас есть несколько обходных путей, по крайней мере прием аналогии. Одну аналогию можно позаимствовать у экспериментальных биологов. Если в чашку Петри, наполненную агаровым гелем (это деликатес для бактерий), поместить несколько отдельных бактерий и позволить им размножаться, вы получите своего рода микрокосмическую Мультивселенную. Чашка с агаровым гелем, подобно инфлатонному полю, обеспечивает топливо для расширения бактериальных островков-вселенных. Каждая колония бактерий растет изолированно, увеличиваясь в размерах в соответствии со своим уникальным масштабом времени. В конце концов они заполняют все пустое пространство фантастическими фрактальными структурами, как показано на рис. 52.

Хотя у бактерий нет математических знаний для изучения собственных характеристик, их колонии демонстрируют поразительную корреляцию поведения на больших расстояниях, которую биофизики описывают с помощью математики фазовых переходов — той же математики, что стоит за космологической инфляцией. «Каждая колония представляет собой суперорганизм, многоклеточный организм со своей идентичностью», — писал ныне покойный Эшель Бен-Иаков, профессор физики в Университете Тель-Авива. Каждая культура ведет себя так, будто она единственная в чашке Петри, по крайней мере какое-то время. Если бы микробы были способны говорить, то заявили бы: «Мы в чашке Петри — центр мироздания».
Эти культуры развиваются изолированно, в блаженном неведении относительно своей заурядности. Так происходит поколение за поколением, пока в какой-то момент они не сталкиваются с соседней колонией в чашке Петри. В этот момент бактерии осознают, что они не единственные и не уникальные и ни в коей мере не находятся в центре пространства, уходящего за горизонт. Это принцип Коперника в микромасштабе.
Космос Линде содержал настолько изолированные друг от друга регионы, что каждая карманная вселенная могла иметь свои уникальные физические свойства, таксономию частиц и даже свои физические законы, полностью отличающиеся и не связанные со свойствами других пузырьков. Многоликая Вселенная Линде представляла собой бурлящее варево из крошечных пузырьков-вселенных. Все они подчинялись фрактальному узору — самовоспроизводящемуся, вечному и бесконечно сложному. Одни космологи сочли Мультивселенную опьяняюще красивой; другие — угрожающей.
Мультивселенная и инфляция быстро стали синонимами. По словам Алана Гута, «трудно построить инфляционную модель, которая не вела бы к модели Мультивселенной… и свидетельства в пользу инфляции требуют отнестись к [идее] Мультивселенной серьезно». Инфляция позволяла новым вселенным возникать с такой легкостью из ничего, что Гут сравнил ее с «бесплатным обедом». Линде согласился, добавив: «В большинстве моделей, где есть инфляция, есть и Мультивселенная. Конечно, можно придумать модели инфляции, не допускающие появления Мультивселенной, но это сложно. Каждый эксперимент, который повышает доверие к инфляционной теории, все больше приближает нас к мысли, что Мультивселенная реальна».
Еще до BICEP2 многие космологи пытались найти наблюдаемые признаки Мультивселенной. Но ничто из них не было так убедительно, как обнаруженные В-моды поляризации. Доказательство инфляции — а именно это и сделал эксперимент BICEP2 — фактически было равносильно доказательству Мультивселенной. И как раз это беспокоило некоторых скептиков, таких как Роджер Пенроуз и даже Пол Стейнхардт. Не все были готовы поднять бокал с шампанским за триумф инфляции.
- 1. Брайан Китинг Гонка за Нобелем. История о космологии, амбициях и высшей научной награде
- 2. Введение. Завещание Нобеля
- 3. Убийственный Нобель
- 4. Предложение, от которого я не смог отказаться
- 5. Глава 1. Космический пролог
- 6. Глава 2. Я теряю веру
- 7. Прошедшее несовершенное время
- 8. Веет ветер свободы
- 9. Глава 3. Краткая история машин времени
- 10. Ошибки, их было немного[11]
- 11. Великие дебаты
- 12. Между Луной и Ватиканом
- 13. Тешим наше космическое эго
- 14. Космическая линейка Генриетты Ливитт
- 15. Роковой телескоп
- 16. Звезда, которая потрясла космос
- 17. Глава 4. Большой взрыв — большие проблемы
- 18. К вопросу о спектре
- 19. Некоторые любят погорячее
- 20. Опровержение творения
- 21. Еще больше трещин в модели Большого взрыва
- 22. Коммуникационные сбои
- 23. В поисках ничто и не там, где надо
- 24. Свет, которого не видел Ом
- 25. Рассказ очевидца
- 26. Глава 5. Разбитая линза Нобелевской премии № 1: проблема признания заслуг
- 27. Признание с опозданием
- 28. Королева тьмы
- 29. Стокгольмские сезоны
- 30. Мертвых не награждать
- 31. Глава 6. Прах к праху
- 32. Большой взрыв или Большое сжатие?
- 33. Три степени разделения
- 34. И снова глотать пыль
- 35. В чем сущность пыли?
- 36. Через тернии в Стокгольм
- 37. На волосок от победы
- 38. Закат стационарности
- 39. Глава 7. Искра, воспламенившая Большой взрыв
- 40. Одержимость Гута
- 41. Поле чудес
- 42. Буря в цилиндре
- 43. Хлоп — и дело дошло до космоса
- 44. Гравитационные волны
- 45. Да здравствуют В-моды!
- 46. Глава 8. Мы строим машину времени
- 47. Присоединяйся и слушай![23]
- 48. BICEP: требуется сборка
- 49. Радарная любовь
- 50. Место, место и место
- 51. Глава 9. Герои льда и пламени
- 52. Гонка по нисходящей[27]
- 53. Тост на краю света
- 54. Человеку свойственно ошибаться… а не калибровать
- 55. Искусство космологии
- 56. O капитан! Мой капитан![28]
- 57. Глава 10. Разбитая линза Нобелевской премии № 2: проблема денег
- 58. Возвращение домой
- 59. Cui bono?[29]
- 60. Потускневшее золото
- 61. Штраф за новизну?
- 62. Современные Медичи
- 63. Тест на серендипность
- 64. Божественное провидение
- 65. Глава 11. Ликование!
- 66. Кто забыл снять крышку с объектива?
- 67. Что значит имя?
- 68. Дрожь перед сотворением
- 69. Микроволновый вестник
- 70. Глава 12. Инфляция и ее неприятие
- 71. Крошечные пузырьки в Мультивселенной
- 72. Подарок для Коперника
- 73. Отрицание отцовства
- 74. Поппер и лопнувшие пузыри[34]
- 75. Все вечное — новое снова: Евангелие от Пола
- 76. Шампанское на бесплатном обеде
- 77. Игра в монополию по-шведски
- 78. Глава 13. Разбитая линза Нобелевской премии № 3: проблема сотрудничества
- 79. ТРЕТИЙ ЛИШНИЙ
- 80. Голосуй досрочно, голосуй часто[37]
- 81. Да здравствует Стокгольм?
- 82. Глава 14. Дефляция
- 83. Внимание, внимание!
- 84. Последствия BICEP2
- 85. Глава 15. Лирика для физиков
- 86. Реки жизни
- 87. Наследники творения
- 88. Поэтическая справедливость
- 89. Глава 16. Возвращение к видению Альфреда
- 90. Женщины и Нобелевская премия по физике
- 91. Октябрьский сюрприз
- 92. Минимизация налогов на наследство
- 93. Нобелевская реформация
- 94. Где есть воля, там есть и путь
- 95. Эпилог. Духовное завещание
- 96. Чаевые от Альберта Эйнштейна
- 97. Скорбь, возмужание и меланхолия[44]
- 98. Благодарности
- 99. Примечания
- 100. Об авторе
- 101. Иллюстрации
- 102. ~
- 103. Над книгой работали
- 104. Примечания редакции
- 105. 1
- 106. 2
- 107. 3
- 108. 4
- 109. 5
- 110. 6
- 111. 7
- 112. 8
- 113. 9
- 114. 10
- 115. 11
- 116. 12
- 117. 13
- 118. 14
- 119. 15
- 120. 16
- 121. 17
- 122. 18
- 123. 19
- 124. 20
- 125. 21
- 126. 22
- 127. 23
- 128. 24
- 129. 25
- 130. 26
- 131. 27
- 132. 28
- 133. 29
- 134. 30
- 135. 31
- 136. 32
- 137. 33
- 138. 34
- 139. 35
- 140. 36
- 141. 37
- 142. 38
- 143. 39
- 144. 40
- 145. 41
- 146. 42
- 147. 43
- 148. 44
Комментариев: 0