Распределение скоростей межзвёздного газа в скоплении галактик, выполненное при помощи компьютерного симулятора IllustrisTNG. Чёрные области, спокойные галактические нити, имеют малую скорость, белые — сверхмассивные чёрные дыры — имеют скорость более 1000 км/с. Эти чёрные дыры сдувают газ, не давая формироваться звёздам.
Сегодня — уникальное время как для астрофизиков и космологов, так и для философов. В ближайшие годы будут введены в строй новые поколения наземных и космических телескопов. Их передовые технологии вкупе с машинным обучением позволят нам прозондировать самые отдалённые участки космоса. И если нам хоть немного повезёт, мы сможем разрешить наиболее упрямые вопросы о происхождении как жизни, так и всей Вселенной.
К сожалению, один такой вопрос в принципе может вообще остаться без ответа: если Вселенная появилась в результате Большого взрыва, что было до него? Профессор Авраам Леб считает, что ответ на него может быть экзотичнее даже самых странных теорий. По его мнению, нашу Вселенную могла создать в своей лаборатории технологически продвинутая цивилизация.
Авраам Леб хорошо знаком с разными экзотическими теориями, связанными как с передовым разумом, так и происхождением Вселенной. Десять лет он был главой астрономического департамента в Гарвардском университете. Также он директор-основатель гарвардского центра изучения чёрных дыр BHI, директор Института теорий и вычислений ITC и один из главных исследователей в проекте Галилео.
Также он председатель комиссии по физике и астрономии в Национальных лабораториях США, консультативной комиссии проекта Breakthrough Starshot и член президентского совета по науке и технологии. А ещё он написал бестселлер «Внеземное: первые признаки разумной жизни за пределами Земли», касающийся возможности того, что первый обнаруженный межзвёздный объект, пролетающий Солнечную систему, 1I/Оумуамуа, является искусственным зондом.
На этот раз Леба заинтересовали основы самой Вселенной (и возможное участие в этом инопланетян). На сегодня существует множество теорий того, что было до Большого взрыва. Наиболее известные из них — возникновение Вселенной в результате флуктуаций вакуума, или что Вселенная переживает циклический процесс расширения и сжатия – Большой Взрыв, потом Большое Сжатие, и так до бесконечности.
Есть даже идея, согласно которой Вселенная родилась из-за коллапса материи, оказавшейся в чёрной дыре, существующей в другой Вселенной. Эта материя затем вернулась в нормальное состояние на другом конце моста Эйнштейна-Розена (кротовой норы), образовав нашу Вселенную. Есть похожая теория, по которой Большой взрыв мог явиться следствием возникновения сверхмассивной белой дыры, связанной с появлением сверхмассивной чёрной дыры в родительской вселенной.
Есть ещё предположение, что наша Вселенная — результат интерпретации мультивселенной согласно теории струн, по которой сосуществуют бесконечное количество Вселенных, и каждый из возможных исходов любого события разыгрывается бесконечное количество раз. Леб считает, что эту теорию можно развить до варианта, в котором нашу Вселенную создала в своей лаборатории продвинутая цивилизация. Он аргументирует это тем, что наша Вселенная геометрически плоская, суммарная её энергия равна нулю, и поэтому её можно было бы создать из ничего при помощи квантового туннелирования.
В квантовой физике туннельный эффект относится к явлению, при котором волновая функция способна преодолеть потенциальный барьер. Этот эффект играет ключевую роль в различных феноменах и технологиях от ядерного синтеза и туннельных электронных микроскопов до квантовых вычислений. К сожалению, Стандартная Модель физики частиц, хоть и многократно подтверждена экспериментально, не может объяснить, как связаны между собой квантовые эффекты и гравитация (а ещё игнорирует тёмную материю и тёмную энергию). Нам всё ещё не хватает «Теории Всего».
Однако достаточно развитым цивилизациям могло оказаться по плечу создание «Теории Всего» и технологий по созданию новых вселенных. Подобная теория должна быть способной объяснить как религиозную историю творения, так и светские вещи вроде квантовой гравитации. Из неё может следовать, что наша Вселенная, внутри которой находится, по крайней мере, одна цивилизация, похожа на биологическую систему, воспроизводящую себя из поколения в поколение. А «Большой взрыв» — это вселенные-детки, рождающиеся одна внутри другой, как матрёшки, или как цыплята, вылупляющиеся из яйца, а потом вырастающие и откладывающие свои яйца. Если что-то и существовало до этого, то это должно быть что-то принципиально другое – как и в случае с вопросом, «что было раньше, курица или яйцо».
На этом фоне вспоминается шкала Кардашёва, делящая цивилизации на три типа по количеству доступной им энергии. Если тип I способен пользоваться всей энергией своей планеты, а тип II – всей энергией звезды, то тип III может использовать уже всю галактику. Леб же рассматривает цивилизацию, способную воспроизвести астрофизические условия, приведшие к её возникновению.
Развитие Вселенной от сингулярности через расширение до текущего состояния
Кому-то может показаться, что теория вселенной-детки похожа на «гипотезу зоопарка» — одно из предлагаемых решений парадокса Ферми (а строго говоря, один из ответов на вопрос Ферми «а где все?»). Однако Леб поясняет, в чём состоит их фундаментальное различие:
Зоопарк – это место для наблюдения за животными, но за вселенной-деткой нельзя наблюдать снаружи, что следует из общей теории относительности Эйнштейна. Внутренность такой вселенной исчезает из поля зрения её создателя, а также из его пространства-времени. Ситуация аналогична формированию чёрной дыры, поскольку после того, как материя упала внутрь её горизонта событий, наблюдать за ней становится уже невозможно.
В результате создатель вселенной-детки никогда не узнает, какого рода цивилизация в ней сформировалась, и не сможет вмешаться в процесс. Создание такой вселенной может не требовать затрат энергии, поскольку отрицательная энергия гравитации взаимно уничтожается с положительной энергией материи и излучения, что соответствует плоской геометрии вселенной.
Судьба нашей Вселенной совершенно не зависит от вселенной-детки, так же как история человека, провалившегося внутрь горизонта событий чёрной дыры, не влияет на нас. Судя по тому, что нам известно, наша собственная Вселенная будет расширяться вечно.
Ещё одна привлекательная черта его теории – она свободна от антропного принципа, по крайней мере, от сильной его формулировки, по которой жизнь во вселенной обязана зародиться. Существует противостоящий ему принцип Коперника, согласно которому мы не занимаем какого-то особого положения во Вселенной. И всё же нам, видимо, повезло, учитывая тот факт, что любое незначительное изменение законов физики устранило бы возможность возникновения известной нам жизни.
В последние годы возникло мнение, что одним из вариантов объяснения антропного принципа может быть мультивселенная. С этой идеей перекликается теория вселенных-деток, поскольку она допускает появление продвинутых цивилизаций, участвующих в дарвиновском естественном отборе космических масштабов. На данном этапе человеческая цивилизация ещё недостаточно развита для того, чтобы воссоздать космические условия, приведшие к нашему появлению.
Если цивилизация, способная на такой шаг — создание вселенной-детки в лаборатории — попадает в категорию A, то цивилизация категории B смогла бы изменить свою окружающую среду так, чтобы не зависеть от своей родной звезды. Человечество пока что находится где-нибудь между классами C и D, поскольку мы не можем воссоздать пригодных для жизни условий в других местах, и при этом беспечно уничтожаем нашу собственную планету.
Возможно, люди когда-нибудь станут цивилизацией класса А, и примут участие в космическом воспроизводстве. Может, мы даже сможем создать дочернюю вселенную, которая будет лучше нашей. Леб признаёт, что подобные мечты могут звучать несколько оптимистично, однако перспективы такого космического размножения сулят вдохновляющие возможности.
Мы приближаемся к созданию искусственной жизни в наших лабораториях. Как только мы сможем объединить квантовую механику и гравитацию, у нас может появиться представление о том, как создать дочернюю вселенную в лаборатории. Этическая сторона создания другой вселенной будет схожей с этической стороной создания человека.
Однако нашему виду польстит, если возможности, приписываемые предыдущими поколениями богам — а именно, создание цивилизации и жизни в ней — окажутся в нашем распоряжении, когда мы достигнем уровня продвинутой цивилизации. Если другая цивилизация, появившаяся за миллиард лет до нас, уже достигла такой цели, и мы с ней когда-нибудь встретимся, то её возможности станут хорошим приближением к тому, что наши религии приписывают богам.
Автор: Вячеслав Голованов
