Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса

Автор глубоко признателен всем тем, кто высказал свои замечания и пожелания по поводу этой книги. Особенно стоит выделить Боба Занелли, Дона Макги и Брента Микера за многократную внимательную вычитку множество критических замечаний и рекомендации по изменению формулировок. Эти и другие участники дискуссионной группы Google Atvoid («Атомы и пустота») поддерживали меня и при написании предыдущих книг и многочисленных эссе. В эту группу входят также Грег Барт, Лоуренс Кроуэлл, Анна О'Рейли, Керр Регьер, Кристофер Сэведж, Брайан Стилсон, Пит Стюарт, Фил Трифт, Джим Уиман и Роан Винар. Я также благодарен писателю Киму Кларку, физику Танеру Эдису и математику Джеймсу Линдсею за их комментарии.

Кроме того, я хочу сказать спасибо некоторым профессиональным астрономам, физикам и космологам за их неоценимые комментарии. В особенности я благодарен астроному Джею Пасачоффу за скрупулезную вычитку текста и множество правок. Кроме того, по рекомендациям Шона Кэрролла, Алана Гута, Лоуренса Краусса, Андрея Линде, Роберта Немироффа, Брента Талли и Алекса Виленкина были внесены изменения в отдельные разделы книги, связанные с их областями компетенции.

И наконец, мне вновь очень помогли в работе над книгой Джонатан Куртц, Стивен Л. Митчелл и другие талантливые и преданные делу сотрудники издательства «Прометеус Букс».

В июле 2012 года, вскоре после того как я отправил издателю первый черновик книги под названием «Бог и атом: от Демокрита до бозона Хштса», в Женеве, в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН), прошла новостная конференция, вскоре попавшая на первые полосы газет по всему миру. На этой конференции было объявлено, что результаты двух независимых экспериментов, каждый из которых стоил порядка миллиарда долларов и объединял работу тысяч ученых из десятков стран, с высокой степенью эмпирической значимости подтвердили существование элементарной частицы под названием «бозон Хиггса».

Бозон Хиггса был теоретически предсказан 48 годами ранее как частица, благодаря которой другие элементарные частицы могут приобретать массу. Это открытие укрепило позиции стандартной модели элементарных частиц, разработанной в 70-х годах XX века. С тех пор стандартная модель успешно используется для описания базовых элементов субатомной материи и сил, благодаря которым эти элементы взаимодействуют, формируя материальный мир. До сих пор стандартную модель не удавалось экспериментально опровергнуть.

К счастью, мне удалось включить подробное описание открытия бозона Хиггса в свою книгу «Бог и атом», опубликованную в 2013 году.

А в марте 2014 года, когда я отправил издателю черновик книги «Бог и Мультивселенная», история повторилась. На этот раз внимание мировой общественности привлекла новостная конференция в Гарварде, также попавшая во все газетные заголовки. Международная группа исследователей, работающая на Южном полюсе, сообщила, что им с высокой степенью достоверности удалось обнаружить второй тип поляризации реликтового излучения, названный В-модой. В-мода была расценена как сигнал от гравитационных волн, порожденных квантовыми флуктуациями пространства-времени, возникшими при появлении Вселенной 13,8 млрд. лет назад.

В большинстве репортажей, опубликованных в СМИ, не упомянули о том, что это предварительные результаты, что другие версии происхождения излучения еще не были исключены и что все еще ожидается независимое подтверждение этих результатов. Однако, если подтверждение будет получено, последствия окажутся колоссальными.

Существование В-моды поляризации на ранней стадии становления Вселенной впервые было предсказано в 1980 году в так называемой инфляционной модели Вселенной. Согласно этой модели практически сразу после появления Вселенная экспоненциально расширилась на много порядков. Модель помогла разрешить ряд важных проблем космологии и выдержала несколько серьезных проверок, которые вполне могли бы ее опровергнуть.

Если инфляционная модель верна, из нее строго следует, что наша Вселенная не одинока, а существует множество других вселенных, составляющих так называемую Мультивселенную, не имеющую границ ни во времени, ни в пространстве. У нее не было начала, не было момента сотворения. Она существовала и будет существовать всегда.

В этот раз мне опять-таки удалось включить это открытие в свою книгу, реликтовое излучение (РИ) будет рассмотрено в ней детально. Мы увидим, как точные измерения характеристик РИ из космоса и с поверхности Земли, выполненные при помощи сверхсовременной техники, помогли нам глубоко проникнуть в историю развития нашей Вселенной от самого ее рождения до наших дней.

Цель, которую я преследую в этой книге, — показать, как на протяжении тысячелетий, с тех пор как люди впервые взглянули на небо и задались вопросом, что же там находится, формировались нынешние представления об окружающей нас огромной Вселенной и о реальной возможности существования множества вселенных. Мы рассмотрим, как у наших предков зародилась идея о божественном сотворении, призванная объяснить явления, причинами которых, как оказалось впоследствии, были сугубо естественные процессы.

Это длинная история, и читателю следует запастись терпением, чтобы последовательно, шаг за шагом проследить, как менялось человеческое представление о космосе: от плоской земной тверди, лежащей между водой и небесами, до сотен миллиардов галактик, каждая из которых состоит из сотен миллиардов звезд и бесчисленных планет, потенциально пригодных для жизни, а затем и до вечной безграничной Мультивселенной.

В своей книге «Бог и атом», вышедшей в 2013 году, я проследил историю развития возникшей в древности мысли о том, что в мире нет ничего, кроме атомов и пустоты, в нем нет места богам, духам и другим сверхъестественным существам. Эта история начинается 2,5 тыс. лет назад с идей греческих философов Левкиппа (V век до н.э.) и Демокрита (около 460–370 годов до н.э.) и заканчивается открытием бозона Хиггса в 2012 году, которое по счастливой случайности совпало с финальным этапом работы над книгой. Открытие бозона Хиггса окончательно подтвердило стандартную модель элементарных частиц, принятую в 70-х годах XX века и с тех пор ни разу не вступавшую в противоречие с какими-либо данными.

Но сказать, что в этой истории поставлена точка, нельзя. С двукратным увеличением мощности Большого адронного коллайдера мы можем ожидать перехода на следующий уровень познания сущности материи — того, что, возможно, стоит за стандартной моделью.

В этой книге я буду двигаться от частного к общему, исследуя, как сильно преобразились человеческие взгляды на мир за последние 10 000 лет — от примитивных представлений о плоской земле, лежащей между небесным царством и подземным миром, до теперешней величественной картины с сотнями миллиардов звезд и галактик в ночном небе Мы рассмотрим, как союз космологии и физики элементарных частиц породил представления о безграничной и вечной Мультивселенной, в которой наша Вселенная — лишь одна из бесчисленного множества других.

Разумеется, существование других Вселенных за пределами нашей не было подтверждено экспериментально — во всяком случае, пока. Вскоре мы увидим, что подтверждение гипотезы Мультивселенной не выходит за рамки потенциально возможного.

Учитывая то доверие, которым сегодня пользуется в научной среде гипотеза Мультивселенной, философы и теологи не могут просто отмахнуться от выводов, которые влечет за собой эта идея. Представители большинства религиозных течений столкнутся с серьезными трудностями, если попытаются примирить свою веру в Бога-творца с вечной, никем не созданной Мультивселенной.

Даже без учета гипотезы Мультивселенной в нашей родной видимой Вселенной существуют квадриллионы планет, потенциально пригодных для жизни. Как теистам удастся согласовать этот факт с верой в то, что люди — особое Божье творение?

Как станет ясно из первых глав этой книги, древнегреческие астрономы на основании наблюдений пришли к выводу (за одним или двумя исключениями), что Солнце, Луна, планеты и звезды вращаются вокруг сферической Земли. Во II веке н.э. александрийский астроном Клавдий Птолемей на основании выдающихся для своего времени математических расчетов разработал комплексную геоцентрическую модель Солнечной системы. Благодаря его модели стало возможно делать точные предсказания движения планет, орбиты которых, как люди заметили еще в древности, не являются идеальными кругами.

Эта модель просуществовала до XVI века, когда польский астроном и каноник Николай Коперник (1473–1543) предположил, что Земля — всего лишь одна из планет, вращающихся вокруг Солнца. Эта идея была впервые выдвинута Аристархом Самосским в III веке до н.э. (около 310–230 годов дон. э.) и нашла окончательное подтверждение в XVII веке благодаря флорентийскому физику Галилео Галилею (1564–1642) и изобретенному им телескопу. Мы подробно рассмотрим все эти события и увидим, что их истинное значение не совсем таково, как принято считать.