Современная космология: философские горизонты

случае должна последовать вся дальнейшая идеология столкновения обычных объектов или микрообъектов: они либо должны развалиться на составляющие, либо должно будет произойти перемешивание разлетающихся осколков обеих вселенных и сформироваться смесь вселенных (термодинамически более предпочтительный вариант подобного рассмотрения должен вести к рассеиванию остатков сталкивающихся вселенных), либо должны родиться струи частиц-вселенных по аналогии с физикой высоких энергий, поскольку сталкивающиеся браны могут иметь планковский масштаб. Этот вариант предполагает также, что вселенные на бранах могут сталкиваться на любом этапе своей космологической эволюции: от квантового масштаба и даже планковского до мегаскопического.

Неясно, в каком смысле можно понимать предлагаемую трактовку столкновения бран как космологический Большой взрыв? И действительно, если сами браны остаются целостными и всего лишь деформируются (допускаем даже, что их целостность также может претерпеть небольшие изменения), то все, что внутри постоянно (по космологическим меркам), разрушается и вновь созидается. Но это только еще больше актуализирует проблему природы целостности браны-вселенной. С моей точки зрения, несомненно, что на уровне столкновения вселенных (если, конечно, же, он имеет место быть) необходимы принципиально новые космологические представления.

Возникает концептуальная дилемма: 1) распространить корпускулярные представления на всю наблюдаемую Вселенную и продолжать рассматривать ее в качестве, грубо говоря, бильярдного шара, который соударяется с другими шарами (хотя и с некоторыми частными различиями между шарами и вселенными); 2) искать принципиально новое понимание самой Вселенной¹. Если принять первую точку зрения, то соударение движущихся в пространстве 3-бран, фактически, продолжает механистическую парадигму. И действительно, здесь не предложено никакой концептуально новой формы движения — только перемещение в пространстве. Не предложено также никакой принципиально новой формы материи такого же уровня фундаментальной новизны, как электромагнитное поле в XIX веке или искривленное пространство-время в начале XX в. В принципе браны также можно рассматривать в качестве принципиально нового фундаментального физического объекта. Однако, согласно теории, с концептуальной точки зрения браны — это движущийся деформируемый р-мерный геометрический объект, и в этом вся новизна. И в принципиальном плане ситуацию не спасает то, что браны родились в муках в результате второй революции в теории струн. В этом плане для нахождения новой квантово-гравитационной онтологии можно привлечь мысль Б. Грина о необходимости поиска нового физического принципа, по мощности не уступающего принципу эквивалентности в ОТО[261].

В дополнение к этой принципиальной трудности можно добавить весьма специфическое требование параллельности бран при столкновении. Это необходимо для того, чтобы выдержать условие однородности Вселенной. Поскольку для произвольного движения двух бран вероятность их параллельности в момент соударения очень мала, то можно сделать вывод о том, что наша Вселенная в наблюдаемом виде — чрезвычайно случайное явление. Хотя, безусловно, можно придумать уточнение этой модели, скажем, допустив, что эти браны взаимодействуют друг с другом таким образом, чтобы при сближении все больше и больше параллелиться. А можно и другую версию. Это все допустимо и представляет собой производство моделей в теоретической физике, но здесь не хватает фундаментальности подхода. В настоящее время модельный подход в космологии является доминирующим теоретическим средством, и по-другому пока нельзя. Именно поэтому различные описания Вселенной и называют космологическими моделями. И именно поэтому пока не появилось фундаментальной теории Вселенной (хотя это словосочетание и режет слух).

Или еще проблема замкнутой целостности Вселенной. Что именно, какие силы, какие условия делают Вселенную целостным квазикорпускулярным объектом? Что делает ее целостной 3-браной? Что определят границу 3-браны как Вселенной? Наконец, не ясно, в каком смысле можно понимать предлагаемую трактовку столкновения бран как космологический Большой взрыв?

В современной космологии все яснее намечается методологический сдвиг в отношении понимания квантованно-сти. Квантовая механика как лабораторная наука, в которой, скажем, появление корпускулярных и волновых свойств, а соответственно, и корпускулярно-волнового дуализма определялось наличием макроскопических приборов определенного типа, выходит, так сказать, на арену своего чистого космологического существования. Чистого — в смысле нелабораторного, бесприборного. Каковы свойства квантовых объектов и процессов в этом случае? Современная физика экстраполирует лабораторную квантовую механику на уровень квантовой Вселенной, однако, на этом уровне необходима новая (в том числе квантовая) онтология. Да и будет ли сохранена квантовость в прежнем понимании на этом уровне — тоже большой вопрос.

Космологические модели с отскоком. В этих моделях Вселенная при сжатии не достигает сингулярности, а на уровне планковского масштаба испытывает своего рода большой отскок (Big Bounce) и вновь начинает расширяться. Вот как представляет себе процесс космологического отскока JI. Смолин. Исходным являются сильно изменяющиеся во времени геометрии внутри черных дыр, эволюцию которых позволяет описывать петлевая квантовая гравитация. Согласно расчетам, «время может продолжаться и за пределами точки, в которой классическая ОТО предсказывает, что оно должно закончиться»[262]. Где это происходит? По-видимому, внутри «вновь созданных областей пространства-времени», в которых сингулярность заменяется так называемым «пространственно-временным отскоком». «Прямо перед отскоком материя внутри черной дыры сжимается. Сразу после отскока она расширяется, но внутрь нового региона, который не существовал ранее»[263].

В отношении такой картины возникает множество вопросов. Не ясны слова о том, что «перед отскоком материя внутри черной дыры сжимается». Это довольно странно для черной дыры, в которой материя коллапсирует если уж не в сингулярность, то в планковское состояние. Если имеется в виду некоторая еще несколлапсированная «до планка» материя, то вряд ли этот процесс является определяющим. Если имеется в виду постоянно падающая на черную дыру материя, то в этом случае следует говорить о перманентном квантовом отскоке, что также вызывает сомнения.

Существует еще один перевод этого космологического процесса: космология Большого хлопка (Big Bounce). На мой взгляд, этот вариант не менее нагляден, если под руками, осуществляющими хлопок, понимать сначала кол-лапсирующую и затем расширяющуюся Вселенную. Поскольку схлопывается и расширяется одна и та же Вселенная, то вселенский хлопок можно ассоциировать с известным дзенским коаном, согласно которому нужно попытаться представить хлопок одной ладонью. Этот образ более адекватен этой космологической модели и даже более эзотеричен. К сожалению, поскольку дзенские коаны, по-видимому, невозможно постигнуть рационально, то дальнейшее осознание этого варианта может быть связано только с богатой интуицией теоретиков.

Отскок как повторяющееся событие маловероятен. Звезды и галактики не восстанавливаются. Можно предложить другую гипотезу. Коллапсируя, Вселенная сжимается до планковского масштаба, поэтому все размерности в этот момент одинаковы. Можно предположить, что все состояния Вселенной при этом равновероятны. Это можно рассматривать в качестве некоторого принципа квантовой космологии — принципа равновероятности состояний в планковском режиме. После Большого взрыва или отскока при расширении струны не обязательно должны будут намотаться на те же самые измерения. Поскольку все состояния равновероятны, то они могут намотаться на другие свернутые измерения, которые начнут распрямляться (расширяться). Вопрос состоит в следующем: если они намотаются на другие измерения, будет ли это та же самая, предыдущая Вселенная?

В модели космологического отскока М. Боджовальда присутствуют два «свободных» параметра, один из которых относится к предыдущей Вселенной, а другой — к нынешней. Однако у этих параметров есть интересная особенность — каждый из них не влияет на решения, относящиеся к другому периоду. Эти параметры являются комплементарными, отражающими квантовую неопределенность в объеме Вселенной до и после Большого хлопка. В рамках ПТКГ М. Боджовальд получил и другой важный вывод — по крайней мере один из параметров, описывающих Вселенную, не сохраняется при Большом хлопке, а это значит, что нам никогда не удастся получить точное описание предыдущей Вселенной, как и нельзя в точности ее воспроизвести в следующей «реинкарнации». Это свойство Вселенной М. Боджовальд назвал «космической забывчивостью».