Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную - [59]

«Рецепт» любой «интересной» вселенной должен включать по крайней мере одно очень большое число: понятно, что не так уж много событий может случиться во вселенной, которая так ограниченна, что вмещает всего несколько частиц. Каждый сложный объект должен состоять из большого количества атомов. Чтобы развиваться по пути усложнения, требуется много времени – во много, много раз больше, чем нужно для одного атомного события.

Но изобилия частиц и длинного промежутка времени еще не достаточно. Даже если вселенная так же огромна, стабильна и имеет долгий срок жизни, как наша, она все равно может состоять только из инертных частиц темной материи. Это могло произойти как из-за того, что физические условия не позволили существовать обычным атомам, так и потому, что все они аннигилировали с равным количеством антиатомов.

ЗАГАДКА ЧИСЛА λ

Все эти умозрительные идеи дают новую точку зрения на число λ – ключевое число, которое определяет, сколько энергии содержится в пустом пространстве. Считается, что эта энергия, управляющая инфляцией, в латентном состоянии существует в вакууме. Это означает, что λ в отдаленном прошлом была больше на 120 порядков по сравнению со значением, которое оно может иметь сейчас. С такой точки зрения кажется удивительным, что число λ должно было ослабеть до такой степени, чтобы его значение приближалось к нулю. Есть три разных решения этой загадки.

Одно из них состоит в том, что микроструктура пространства (возможно, структурированные подобно пене объединения крошечных взаимосвязанных черных дыр) как-то направляет это число в нужном направлении. Вторая идея заключается в том, что спад происходит постепенно и каким-то образом связан с плотностью обычного вещества. Раз так, то, возможно, не случайно вакуум сейчас вносит в это число практически такой же вклад, как и обычное вещество, поэтому значение Ω составляет примерно 0,3, но в вакууме все еще хранятся запасы энергии, достаточные для того, чтобы обеспечить недостающие 0,7, которые нужны, чтобы довести общую плотность до критического значения для плоской вселенной.

Третья возможность состоит в том, что не существует никакого фундаментального объяснения малости числа λ в нашей Вселенной, но его «настройка» (как и «настройка» всех остальных наших чисел) – это необходимое условие нашего существования. Мы можем считать λ силой, нейтрализующей тяготение при определенной плотности. Именно это должно было происходить в статичной вселенной, которую имел в виду Эйнштейн, когда придумал это число. Поэтому, когда вселенная расширяется и обычное вещество становится более рассеянным, плотность на определенном этапе падает ниже критического уровня и отталкивание начинает «побеждать» тяготение. Возможно, наша собственная Вселенная уже прошла этот критический уровень, поэтому галактики ускоряются в своем движении от нас. Но представьте себе вселенную, которая была бы «установлена» точно так же, как наша, за исключением одного факта – число λ было бы намного больше. Тогда отталкивание взяло бы верх намного раньше. Если бы этот переход произошел до того, как сформировались галактики, они бы так и не возникли – такая вселенная была бы стерильной.

В мультивселенной число λ может принимать множество различных значений: оно может быть представлено как рядом дискретных чисел (определяемых тем, как свернулись дополнительные измерения), так и бесконечным множеством возможностей. В большинстве вселенных λ будет намного выше, чем в нашей. Но наша Вселенная может быть типичной в ряду тех, где галактики могут сформироваться.

АРГУМЕНТ КЕПЛЕРА

Проблема мультивселенной может выглядеть сложной даже по космологическим стандартам, но она влияет на то, как мы оцениваем полученные из наблюдений доказательства в сегодняшних спорах о числах Ω и λ. Некоторые теоретики отдают предпочтение самой простой вселенной с достаточным количеством межгалактической темной материи (что противоречит лучшим сегодняшним доказательствам), чтобы число Ω стало точно равным единице. Это подразумевает некоторую «настройку» ранней Вселенной, довольно значительную и абсолютно идеальную. Эти ученые чувствуют себя неуютно с числом Ω, равным, скажем, 0,3, а еще хуже им делается от дополнительных усложнений, таких как число λ, не равное нулю. Как мы увидели, сейчас ситуация выглядит так, что, несмотря на их страстное желание такого упрощения, они будут разочарованы.

Возможно, здесь мы можем провести параллель со спорами, которые происходили 400 лет назад. Кеплер открыл, что планеты движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам. Галилей был этим огорчен. Он писал: «Для поддержания наилучшего расположения и совершенного порядка частей вселенной… нет ничего другого, кроме кругового движения»[45].

Галилею окружности казались более красивыми, и они были проще – они определяются всего одним числом, радиусом, тогда как для эллипса понадобится дополнительное число, чтобы обозначить его форму (эксцентриситет). Ньютон позже доказал тем не менее, что все эллиптические орбиты можно понять с помощью одной объединенной теории тяготения. Если бы Галилей был еще жив, когда были опубликованы «Математические начала», открытие Ньютона, разумеется, заставило бы его обрадоваться и изменить свое мнение по поводу эллипсов.