Александр Никонов - Апгрейд обезьяны. Большая история маленькой сингулярности
Времени нет. Есть движение материи в пространстве, которое воспринимается нами как время.
Я пытался объяснить это Валере. Но порой простые вещи воспринимаются людьми очень тяжело…
— Валера! Для того, чтобы попасть в прошлое, нужно «всего лишь», чтобы все атомы, все излучения, все элементарные частицы во Вселенной были расположены так, как они были расположены в тот момент времени, в который ты хочешь попасть — в тех же пространственных координатах и с теми же импульсами. Ну, кроме тех молекул и атомов, разумеется, которые составляют тебя, ведь ты же хочешь погулять по прошлому, а не превратиться в младенца или исчезнуть… Как ты понимаешь, Валера, это невозможно. По многим причинам. Нет такой энергии во Вселенной, чтобы переставить все ее частицы в нужное положение и запустить. Нет такого механизма, чтобы заставить их это сделать. Нет полной информации, где и как располагались все частицы Вселенной, допустим, 25 октября 1917 года. (А уж если учесть принцип Гейзенберга, который иначе называют принципом неопределенности, задача представляется совсем туманной… Принцип Гейзенберга гласит, что мы принципиально никогда не можем знать одновременно и импульс (скорость) и координату частицы. Но о Гейзенберге ниже.)
Время — такая же искусственная придумка физиков, как энергия. Ведь энергии тоже не существует! Энергии не существует «в чистом виде». Есть движение, воспринимаемое как мера кинетической энергии. Есть высота подъема тела, воспринимаемая как потенциальная энергия. Есть электромагнитное излучение, которое физики иногда действительно обзывают энергией. Но это лишь фигура речи. Такая же как «чайник закипел». Чайник ведь не кипит, кипит вода в чайнике. Просто после того, как Эйнштейн написал свою великую формулу Е=mc2, стали говорить, будто наука установила связь между энергией и массой. На самом деле с помощью эйнштейновской формулы стало возможно выразить любую энергию в единицах массы (килограммах), а любую массу в единицах энергии (джоулях). Не более. А в физическом смысле формула установила связь между веществом и излучением. Излучение — это не энергия. Излучение — это материя. Материя имеет три ипостаси — вещество, поле, вакуум. А фикцию энергии физики придумали для обсчета процессов. И так к ней привыкли, что стали уже воспринимать как нечто самостоятельно существующее.
Вот и время есть лишь некая придуманная величина, удобная для расчетов. В мире нет энергии. В мире нет времени, есть только движущаяся материя. Собственно, время всегда и измеряется по равномерному движению — ходом стрелки в часах, пересыпанием песка в стеклянной колбе, оборотами Земли вокруг Солнца.
А вот почему время направленно? Действительно, в пространстве можно двигаться как направо, так и налево, как вперед, так и назад, а во времени — только вперед. Почему существует стрела времени? По той же самой причине: времени нет. Время проявляется через законы движения материи. А они таковы, что некоторые процессы идут направленно. Это, собственно, и воспринимается нами, как стрела времени.
Например, тепло от горячего тела передается менее нагретому. Почему? А чисто статистически. Ведь тепло — мера скорости частичек тела. Горячие, то есть быстрые частицы, стукаясь с холодными, передают им часть своего импульса, скорости уравниваются. Конечно, теоретически возможен вариант, когда медленная частичка так удачно стукнет быструю, что скорость быстрой еще больше увеличится, а медленная совсем остановится. Но это крайне маловероятное пространственное сочетание скоростей и направлений движения (медленный атом «догнал» сзади быстрый и подтолкнул под определенным углом). Чаще всего происходят обычные хаотичные соударения, выравнивающие скорости. Так что знаменитое Второе начало термодинамики, запрещающее передачу тепла от холодных тел горячим, носит чисто статистический характер. И тепловая смерть Вселенной, предсказанная Клаузиусом — дитя статистической физики… Это — термодинамическая составляющая стрелы времени. Есть и иные составляющие.
При столкновении двух протонов получается ядро «тяжелого водорода», позитрон и нейтрино:
Это одна из тех реакций, которые идут в недрах звезд небольшой массы. Теоретически все реакции в природе обратимы. Но! После столкновения нейтрино улетело прочь из звезды со скоростью света — и поминай, как звали. Теоретически можно представить себе встречу тяжелого водорода, позитрона и шального нейтрино. Однако вероятность этой встречи, во-первых, чрезвычайна мала. А во-вторых, нейтрино практически не взаимодействует с веществом. Эта шальная частичка может легко прошить свинцовую плиту толщиной от Земли до Солнца. Так что и по этой причине вероятность обратной реакции ничтожна. Потому звезды и светят, что идут в них направленные (необратимые) реакции.
Потому и существует то, что мы воспринимаем, как направление времени, как необратимость. Которая на самом деле — лишь направленные реакции.
Новорожденный мир
Итак, мы не можем сказать, что было «до» сингулярности. Зато мы можем сказать, что было после. И высказать, некоторые предположения о том, как она возникла.
Представим себе: время от Сотворения — ноль. Сингулярность — бесконечная плотность, бесконечная температура, бесконечно малый размер. Точка. Точка отсчета.
Начали! Когда с момента начала мира прошло 10-35 секунды, Великое Взаимодействие перестало существовать… Так… Кажется, я изрядно влип. Теперь мне придется объяснять, что такое Великое Взаимодействие. Материальчик еще на пару-тройку популярных книжек…
Признаться, я испытываю некоторые затруднения, раздумывая над этой частью книги. Мне совершенно не ясно, что и в какой мере требует пояснения. Нужно ли мне излагать школьный курс, или читатель не дурак и примерно представляет, как устроено вещество и чем отличается нейтрон от протона. Во всяком случае я очень хочу на это надеяться, чтобы иметь возможность не пересказывать то, что и так должен знать любой культурный человек. Мне не хочется верить, что среди моих читателей есть люди, которые не понимают принципов организации таблицы Менделеева и не в курсе физического смысла номера химического элемента. А если подобные люди еще существуют, им нужно прекратить чтение данной книги, пойти и немедленно повеситься. Так выйдет гораздо гуманнее для всего цивилизованного человечества. Не тяните, умоляю вас…
Вы еще здесь?.. Ладно, читайте дальше, дядя шутит…
И все-таки в дебри физики мы с вами углубляться не будем. Скажу вкратце, для справки, что любые события, происходящие в нашем мире, объясняются только четырьмя главными физическими взаимодействиями — гравитационным, сильным, слабым, электромагнитным.
Гравитационное взаимодействие отвечает за всемирное тяготение. За вращение Земли вокруг Солнца, за то, что мы ходим по нашей планете, а не улетаем с нее к чертовой матери. Любой предмет, имеющий массу, притягивается к любому другому массивному предмету. Таково проявление одного из свойств вещества — массы.
Другое свойство вещества — электрический заряд. Если «гравитационный заряд» имеет как бы один знак (все тела массивны, а все массы притягиваются), то электрических зарядов два — положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются, все хорошо… Это называется электромагнитным взаимодействием. Электромагнитное взаимодействие отвечает почти за все, что мы наблюдаем вокруг себя, за всю химию, биологию, упругость, силы трения… Химические, биологические, механические реакции — это все разные проявления электромагнитного взаимодействия.
Сильное взаимодействие — это внутриядерные силы, они отвечают за связь протонов и нейтронов в ядре атома. Если бы не эти чудесные силы, атомные ядра вмиг разлетелись бы под действием сил электростатического отталкивания, ведь они сложены из одноименно заряженных частиц — протонов!
Наконец, слабое взаимодействие. Его еще называют распадным. Оно отвечает за превращения элементарных частиц в микромире. При слабом взаимодействии, как правило, выделяется нейтрино. Если бы не нейтринные реакции, не светило бы нам солнышко!
Считается, что в первое мгновение существования мира, когда размер Вселенной составлял несколько микрон, четыре мировых взаимодействия были неотличимы друг от друга и представляли собой одно Великое Взаимодействие. Все усилия физиков сейчас направлены на разработку теории, которая объединила бы четыре взаимодействия в одно, суперсимметричное взаимодействие. Это было бы здорово и многое объяснило бы в мире, но пока что удалось разработать только модель электрослабого взаимодействия, объединив в одно электромагнитное и слабое…
Но вернемся к нашему миру, которому 10-35 секунды от роду. Температура мира в этот момент составляла 1014 ГэВ, а плотность его была 1080 г/см3. Чтобы вы имели представление о том, что такое 1014 ГэВ, я скажу, что это 1027 градусов Кельвина.
