Лоуренс Краусс - Вселенная из ничего: почему не нужен Бог, чтобы из пустоты создать Вселенную
Наука хорошо зарекомендовала себя в расширении нашего понимания природы, поскольку дух научного исследования основан на трех основных принципах: (1) следуй за данными, куда бы они ни вели, (2) если у кого-то есть теория, надо, чтобы он был готов попытаться опровергнуть ее с тем же старанием, с каким пытается доказать, что она верна, и (3) мерило истины – это эксперимент, а не утешение, которое черпаешь в своих предрассудках, и не красота, которую видишь в своих теоретических моделях.
Результаты экспериментов, о которых я напишу, не просто своевременны, но еще и неожиданны. Узорчатый покров, который соткала наука при описании эволюции нашей Вселенной, куда роскошнее и интереснее, чем любые воображаемые откровения или сюжеты, созданные людьми. Природа таит сюрпризы, далеко превосходящие способности человеческой фантазии. За последние два десятка лет интереснейшие достижения космологии, теории элементарных частиц и теории гравитации полностью перевернули наши представления о Вселенной – и из этих достижений следуют ошеломляющие выводы, меняющие не только нашу картину происхождения Вселенной, но и картину ее будущего. Так что нет ничего увлекательнее – простите мне невольный каламбур.
Однако на создание этой книги меня вдохновило не столько желание развенчать мифы и разоблачить предрассудки, сколько стремление восславить знание, а вместе с ним и то, какая, оказывается, у нас восхитительная Вселенная, а мы и не догадывались.
Наши исследования уведут нас в головокружительное путешествие по самым дальним уголкам расширяющейся Вселенной – с первых мгновений Большого взрыва и до далекого будущего, по самым неожиданным открытиям физики за последние сто лет.
На самом деле непосредственным стимулом написать эту книгу стало то поразительное открытие в области физики Вселенной, которое вдохновляло мои исследования в течение последних тридцати лет и натолкнуло ученых на потрясающий вывод – что большая часть энергии во Вселенной пребывает в загадочной и не объяснимой на сегодняшней день форме, пронизывающей все пустое пространство. Не будет преувеличением сказать, что это открытие изменило правила игры в современной космологии.
Во-первых, это открытие обеспечило новые замечательные доводы в пользу идеи о том, что наша Вселенная возникла в точности из ничего. Кроме того, оно заставляет нас пересмотреть огромное количество предположений о процессах, которые, возможно, движут эволюцией Вселенной, а в конечном итоге – и вопрос о том, фундаментальны ли сами законы природы. А все это, в свою очередь, лишает вопрос о том, почему на свете есть что-то, а не ничего, флера загадочности – более того, как я рассчитываю показать, делает его очень простым.
Что касается истории создания этой книги, то все началось в октябре 2009 года, когда я читал в Лос-Анджелесе лекцию под таким же названием. Я никак не ожидал, что видеозапись этой лекции на YouTube, ставшая доступной благодаря Фонду Ричарда Докинза, стала чуть ли не сенсацией: сейчас, когда я пишу эти строки, она набрала почти миллион просмотров, а всевозможные фрагменты из нее применяют в своих дебатах оба лагеря – и теисты, и атеисты.
Поскольку эта тема, очевидно, вызывает интерес, а кроме того, в Сети и в других средствах массовой информации появились комментарии к моей лекции, которые показывали, что к ней отнеслись неоднозначно, я решил, что стоит, возможно, более подробно разъяснить изложенные в этой лекции идеи и сделать из нее книгу. Здесь у меня появилась возможность дополнить новыми доводами тогдашнюю аргументацию, которая практически полностью строилась на недавнем перевороте в космологии, изменившем нашу картину Вселенной, – речь идет об открытиях, связанных с энергией и геометрией пространства. Этому я посвящу первые две трети книги.
За прошедшее с 2009 года время я успел гораздо лучше обдумать многие идеи и предпосылки, составляющие основу моей аргументации, обсудил их с разными людьми, которые восприняли мысль о написании книги, можно сказать, с энтузиазмом, причем заразительным. Я глубже изучил влияние, которое эти открытия оказали на развитие физики элементарных частиц, в особенности на вопрос о происхождении и природе нашей Вселенной. А затем я представил некоторые свои доводы самым яростным противникам – и благодаря этому у меня возникли некоторые существенные соображения, которые помогли отточить аргументацию.
Когда я пытался облечь в слова все то, что постараюсь здесь изложить, мне невероятно помогли беседы с некоторыми коллегами-физиками, наделенными талантом очень глубоко мыслить. Особенно я признателен Алану Гуту и Фрэнку Вильчеку, которые не пожалели времени на продолжительные дискуссии и переписку со мной, помогли разобраться с путаницей в моей собственной голове и в некоторых случаях отточили мои интерпретации.
Лесли Мередит и Доминик Анфузо из издательства «Simon & Schuster» проявили интерес к публикации книги, это придало мне храбрости, и я обратился к своему другу Кристоферу Хитченсу, который не только входит в число самых блестящих и образованных среди моих знакомых, но и пользуется некоторыми доводами из моей лекции в своем цикле интереснейших бесед о науке и религии. Несмотря на тяжелую болезнь, Кристофер согласился написать послесловие к моей книге – со свойственной ему добротой, щедростью и отвагой. Я вечно благодарен ему за этот поступок, свидетельствующий о теплых дружеских чувствах и доверии. К несчастью, в дальнейшем недуг одолел Кристофера настолько, что о написании послесловия уже не могло быть и речи, несмотря на все его старания. Однако на выручку мне пришел другой мой добрый друг – великий ученый и оратор Ричард Докинз: он когда-то согласился написать послесловие к какой-нибудь моей книге. Когда я показал ему черновик, он тут же составил текст поистине ошеломляющей красоты и ясности – и при этом удивительной скромности. Я просто потрясен. Я искренне благодарю Кристофера, а затем и Ричарда и всех вышеперечисленных за поддержку и вдохновение – и за то, что заставили меня снова сесть за компьютер и начать писать.
Глава 1. Сага о тайнах Вселенной. Начало
В любом путешествии всегда есть изначальная тайна: как путешественник очутился в пункте отправления?
Луиза Боган «Путешествие по моей комнате»Ненастной темной ночью в начале 1916 года Альберт Эйнштейн завершил величайший труд своей жизни, на создание которого у него ушло десять лет неустанной интеллектуальной работы, – новую теорию гравитации, которую он назвал «общая теория относительности». И это была не просто новая теория гравитации – это была еще и новая теория пространства и времени. Первая научная теория, которая могла объяснить не только движение тел во Вселенной, но и развитие самой Вселенной.
Была здесь, однако, одна тонкость. Когда Эйнштейн начал применять свою теорию к описанию Вселенной в целом, стало очевидно, что теория описывает не ту Вселенную, где мы, по всей видимости, обитаем.
Сейчас, по прошествии ста лет, трудно в полной мере оценить, насколько изменилось наше представление о Вселенной на протяжении одной человеческой жизни. С точки зрения научного сообщества 1917 года Вселенная была вечна и статична и состояла из одной галактики – нашего Млечного Пути, – окруженной бесконечным темным и пустым пространством. Примерно так все и видится, если взглянуть в ночное небо невооруженным взглядом или в небольшой телескоп, поэтому в те времена не было особых оснований думать иначе.
Согласно теории Эйнштейна, как и согласно теории всемирного тяготения Ньютона, гравитация – это сила притяжения (и только притяжения!) между двумя телами. Это значит, что несколько масс в пространстве не могут вечно находиться в состоянии покоя. Взаимное притяжение заставит их устремиться друг к другу и схлопнуться – а это явно противоречит очевидной статичности Вселенной.
То, что общая теория относительности Эйнштейна не соответствовала тогдашней картине Вселенной, было для ученого тяжким ударом – читатель едва ли представляет себе, насколько тяжким. Выяснив причины этого, я смог развенчать один миф об Эйнштейне и общей теории относительности, который всегда вызывал у меня сомнения. Принято считать, что Эйнштейн долгие годы работал в полном уединении, в закрытом кабинете, не пользуясь ничем, кроме собственных размышлений и рассуждений, и эта прекрасная теория получилась у него вне связи с реальностью (чем-то это напоминает нынешних ученых, работающих над теорией струн!). А на самом деле все было наоборот.
Эйнштейн всегда опирался на эксперименты и наблюдения. Многие эксперименты он и правда проделывал «мысленно» – и он и правда трудился больше десяти лет, – но при этом изучал новые математические методы и в процессе несколько раз заходил в теоретические тупики, и лишь после этого ему удалось создать теорию, отличавшуюся подлинной математической красотой. Однако главным условием для налаживания близких отношений с общей теорией относительности должны были стать наблюдения. За последние недели лихорадочной работы, когда Эйнштейн дорабатывал свою теорию, соперничая с немецким математиком Давидом Гильбертом, он на основании своих уравнений рассчитал прогноз для загадочного астрофизического явления – небольшой прецессии в перигелии (ближайшей к Солнцу точке) орбиты Меркурия.
