Читать «Знание-сила, 1997 № 07 (841)» онлайн - страница 56

Многие люди считают, что их обманывают и запутывают подобными логическими парадоксами. По их мнению, физики не могут объяснить рождение Вселенной и только поэтому создают такие построения. Это можно понять, поскольку все наше логическое мышление построено на причинно-следственной связи, а она существует только во времени. Совершенно естественно тянуть цепь причин-следствий в прошлое, но сложно принять то, что у рождения Вселенной не было причины, поскольку не было эпохи ДО этого рождения, где эта причина могла бы возникнуть.

Но физики не отказываются искать причины рождения космоса на этом основании. Последние теоретические идеи основаны на том, что это рождение — естественное следствие квантовой механики. Эта наука о поведении элементарных частиц и атомов включает в себя в качестве основополагающего принципа соотношение неопределенностей Гейзенберга. В соответствии с ним возможны кратковременные флуктуации многих физических величин, в частности энергии. У квантовых флуктуаций нет никаких причин, они спонтанны и Присущи нашему пространству — времени на самом глубоком его уровне.

Возьмем, к примеру, некоторое количество урана. Ядра его атомов, как известно, подвержены радиоактивному распаду, и через некоторое время половина ядер распадется. Это время различно для каждого радиоактивного элемента и называется периодом полураспада. Но невозможно указать точный момент распада для каждого отдельно взятого ядра. Невозможно определить и причину каждого конкретного распада, он происходит, когда происходит, и все тут.

Ключевым моментом для космологической теории Большого взрыва служит эта же самая идея «беспричинного» рождения материи, пространства и времени. Пространство и время — неотъемлемые аспекты гравитационного поля, а любое поле теоретики умеют квантовать, то есть применять к нему принципы квантовой механики. И хотя в случае гравитационного поля есть свои специфические проблемы с квантованием, но это скорее технические, чем принципиальные проблемы.

Поэтому раз к гравитационному полю применимы квантовые принципы, то вполне можно сказать, что пространство и время родились или «были включены» безо всякой причины, а в результате лишь квантовой флуктуации.

Детали этого процесса остаются совершенно туманными, поскольку зависят от взаимосвязей пространства и времени. Эйнштейн показал, что пространство и время тесно взаимосвязаны и представляют собой координаты пространственно- временного континуума, но в теории относительности они все же существенно различаются. Квантовая физика вводит новые особенности в эту картину: пространство и время могут взаимопревращаться, «размазываться» на микроскопическом уровне. В теории, предложенной в 1982 году Стивеном Хоукингом и американским физиком Джимом Хартлом, это «размазывание» происходит при приближении к моменту Большого взрыва: чем ближе мы подходим к самому началу, тем больше время проявляет пространственные свойства и теряет свои собственные.