Одна Всесвіт або безліч?

Як виглядає Всесвіт на дуже великих відстанях, в областях, недоступних спостереженню? І чи є межа того, як далеко ми можемо зазирнути? Наш космічний горизонт визначається відстанню до найдальших об'єктів, світло яких встиг прийти до нас за 14 мільярдів років з моменту Великого вибуху. Через прискореного розширення Всесвіту ці об'єкти зараз видалені вже на 40 мільярдів світлових років. Від більш далеких об'єктів світло до нас ще не дійшов. Так що ж знаходиться там, за горизонтом?

Так що ж знаходиться там, за горизонтом? До недавнього часу фізики давали дуже проста відповідь на це питання: там все те ж саме - такі ж галактики, такі ж зірки. Але сучасні досягнення в космології і фізики елементарних частинок дозволили переглянути ці уявлення. У новій картині світу віддалені області Всесвіту разюче відрізняються від того, що ми бачимо навколо себе, і можуть навіть підкорятися іншим законам фізики.

Нові уявлення засновані на теорії космічної інфляції. Спробуємо пояснити її суть. Почнемо з короткого огляду стандартної космології Великого вибуху, яка була домінуючою теорією до відкриття інфляції.

Відповідно до теорії Великого вибуху Всесвіт почався з колосальною катастрофи, яка вибухнула близько 14 мільярдів років тому. Великий вибух стався не в якомусь певному місці Всесвіту, а відразу всюди. У той час не було зірок, галактик і навіть атомів, і Всесвіт заповнював дуже гарячий щільний і швидко розширюється згусток матерії і випромінювання. Збільшуючись в розмірах, він остигав. Приблизно три хвилини після Великого вибуху температура знизилася досить для формування атомних ядер, а через півмільйона років електрони і ядра об'єдналися в електрично нейтральні атоми і Всесвіт стала прозора для світла. Це дозволяє нам сьогодні реєструвати світло, випущений вогненним згустком. Він приходить з усіх напрямків на небі і називається космічним фоновим випромінюванням.

Він приходить з усіх напрямків на небі і називається космічним фоновим випромінюванням

Спочатку вогненний згусток був майже ідеально однорідним. Але крихітні неоднорідності в ньому все-таки були: в деяких областях щільність була трохи вище, ніж в інших. Ці неоднорідності росли, стягуючи своєю гравітацією все більше речовини з навколишнього простору, і за мільярди років перетворилися в галактики. І лише зовсім недавно за космічними мірками на сцені з'явилися ми, люди.

На користь теорії Великого вибуху говорить безліч наглядових даних, що не залишають сумнівів в тому, що цей сценарій в основному коректний. Перш за все ми бачимо, як далекі галактики розбігаються від нас з дуже великими швидкостями, що вказує на розширення Всесвіту. Також теорія Великого вибуху пояснює поширеність у Всесвіті легких елементів, таких як гелій і літій. Але найголовнішою доказом, можна сказати, димлячим стволом Великого вибуху, служить космічне фонове випромінювання - післясвітіння первинного вогняного кулі, до сих пір дозволяє його спостерігати і досліджувати. За його вивчення присуджені вже дві Нобелівські премії.

Отже, ми, схоже, маємо досить успішною теорією. І все ж вона залишає без відповіді деякі інтригуючі питання, що стосуються початкового стану Всесвіту відразу після Великого вибуху. Чому Всесвіт була такою гарячою? Чому вона стала розширюватися? Чому вона була такою однорідною? І, нарешті, що було з нею до Великого вибуху?

На всі ці питання відповідає теорія інфляції, яку Алан Гут висунув 28 років тому.

Космічна інфляція

Центральну роль в цій теорії грає особлива форма матерії, яка називається хибним вакуумом. У повсякденному розумінні цього слова вакуум - просто абсолютно порожній простір. Але для фізиків, що займаються елементарними частинками, вакуум - далеко не повне ніщо, а фізичний об'єкт, що володіє енергією і тиском, який може знаходитися в різних енергетичних станах. Фізики називають ці стани різними вакуум, від їх характеристик залежать властивості елементарних частинок, які можуть в них існувати. Зв'язок між частинками і вакуумом подібна зв'язку звукових хвиль з речовиною, за яким вони поширюються: в різних матеріалах швидкість звуку неоднакова. Ми живемо в дуже низькоенергетичному вакуумі, і довгий час фізики вважали, що енергія нашого вакууму в точності дорівнює нулю. Однак недавно спостереження показали, що він має трохи відмінною від нуля енергією (вона отримала назву темної енергії).

Розпад помилкового вакууму Комп'ютерна модель вічної інфляції
Розпад помилкового вакууму Комп'ютерна модель вічної інфляції. Помилковий вакуум (жовтий) розширюється вдвічі кожні $ 10 ^ {- 33} $ секунд. В областях, де він розпався (сині), утворилися всесвіти, подібні до нашої. На кордонах відбувається «великий вибух».

Сучасні теорії елементарних частинок пророкують, що крім нашого вакууму існує ряд інших, високоенергетичних вакуумів, званих помилковими. Поряд з дуже високою енергією помилковий вакуум характеризується великим негативним тиском, яке називають натягом. Це те ж саме, що розтягнути шматок гуми: з'являється натяг - сила, спрямована всередину, яка змушує гуму стискатися.

Але найдивніше властивість помилкового вакууму - це його відразлива гравітація. Відповідно до загальної теорії відносності Ейнштейна гравітаційні сили викликаються не тільки масою (тобто енергією), але також і тиском. Позитивний тиск викликає гравітаційне тяжіння, а негативне веде до відштовхування. У разі вакууму відразливе дію тиску перевершує притягає силу, пов'язану з його енергією, і в сумі виходить відштовхування. І чим вище енергія вакууму, тим воно сильніше.

А ще помилковий вакуум нестабільний і зазвичай дуже швидко розпадається, перетворюючись на низькоенергетичний вакуум. Надлишок енергії йде на породження вогняного згустку елементарних частинок. Тут важливо підкреслити, що Алан Гут не винайшов помилковий вакуум з настільки дивними властивостями спеціально для своєї теорії. Його існування випливає з фізики елементарних частинок.

З появою теорії інфляції Великий вибух перестав бути єдиним унікальною подією
З появою теорії інфляції Великий вибух перестав бути єдиним унікальною подією. Відповідно до неї всесвіти виникають і розширюються, як бульбашки в келиху шампанського. І таких «келихів» може бути безліч.

Гут просто припустив, що на самому початку історії Всесвіту простір перебувало в стані помилкового вакууму. Чому так сталося? Хороше запитання, і тут є що сказати, але ми повернемося до цього питання в кінці статті. А поки припустимо слідом за Гутом, що молодий Всесвіт була заповнена хибним вакуумом. В такому випадку викликається ним відразлива гравітація привела б до дуже швидкого прискореному розширенню Всесвіту. При такому типі розширення, який Гут назвав інфляцією, існує характерний час подвоєння, за яке розмір Всесвіту збільшується в два рази. Це схоже на інфляцію в економіці: якщо її темпи постійні, то ціни подвоюються, скажімо, за 10 років. Космологічна інфляція йде набагато швидше, з такою швидкістю, що за малу частку секунди крихітна область поперечником менше атома роздувається до розмірів, що перевищують спостережувану сьогодні частина Всесвіту.

Скалярний поле $ \ phi $ в стані помилкового вакууму
Скалярний поле $ \ phi $ в стані помилкового вакууму. Енергія $ E $ вище, ніж в стані істинного вакууму (основний стан), але потенційний бар'єр перешкоджає переходу поля. Таким чином, перехід можливий лише при високій енергії поля або шляхом квантовомеханічного тунелювання
Помилковий вакуум стан в квантової теорії поля, яке не є станом з глобально мінімальної енергією, а відповідає її локального мінімуму. Такий стан стабільно протягом певного часу (метастабільних), але може «туннелировать» в стан істинного вакууму. - Den

Оскільки помилковий вакуум нестабільний, він в результаті розпадеться, породжуючи вогненний згусток, і на цьому інфляція закінчується. Розпад помилкового вакууму грає в цій теорії роль Великого вибуху. З цього моменту Всесвіт розвивається відповідно до уявлень стандартної космології Великого вибуху.

Від умогляду до теорії

Теорія інфляції природним чином пояснює особливості початкового стану, які раніше здавалися такими загадковими. Висока температура виникає через високу енергії помилкового вакууму. Розширення пов'язано з відразливою гравітацією, яка змушує помилковий вакуум розширюватися, а вогненний згусток продовжує розширюватися за інерцією. Всесвіт однорідний тому, що помилковий вакуум всюди має строго однакову щільність енергії (за винятком малих неоднорідностей, які пов'язані з квантовими флуктуаціями в хибному вакуумі).

Коли теорія інфляції вперше була оприлюднена, її сприйняли лише як умоглядну гіпотезу. Але тепер, через 28 років, вона отримала вражаючі наглядові підтвердження, більшість з яких пов'язана з космічним фоновим випромінюванням. Супутник WMAP побудував карту інтенсивності випромінювання для всього неба і виявив, що видимий на ній плямистий візерунок знаходиться в бездоганному згоді з теорією.

Є і ще одне пророкування інфляції, що складається в тому, що Всесвіт повинен бути майже плоскою. Відповідно до загальної теорії відносності Ейнштейна простір може бути викривлений, проте теорія інфляції пророкує, що ми спостерігаємо область Всесвіту має з високою точністю описуватися плоскою, евклідової, геометрією. Уявіть викривлену поверхню сфери.

Тепер подумки збільште цю поверхню в величезне число раз. Це якраз те, що трапилося із Всесвітом під час інфляції. Нам видно лише крихітна частина цієї величезної сфери. І вона здається плоскою точно так же, як Земля, коли ми розглядаємо невеликий її ділянка. Те, що геометрія Всесвіту плоска, було перевірено шляхом вимірювання кутів гігантського трикутника розміром майже до космічного горизонту. Їх сума склала 180 градусів, як і повинно бути при плоскій, евклідової, геометрії.

Тепер, коли дані, отримані в спостережуваної нами області Всесвіту, підтвердили теорію інфляції, можна в якійсь мірі довіряти тому, що вона говорить нам про регіонах, недоступних для спостереження. Це повертає нас до питання, з якого ми почали: що лежить за нашим космічним горизонтом?

Це повертає нас до питання, з якого ми почали: що лежить за нашим космічним горизонтом

вічна інфляція

Інфляція схожа на розмноження бактерій. Є два конкуруючі процеси: розмноження поділом і випадкове знищення антитілами. Кінцевий результат залежить від того, який процес більш ефективний.

У разі інфляції конкуруючими процесами є розпад фальшивого вакууму і його «відтворення», завдяки швидкому розширенню областей, схильних до інфляції.

Ефективність розпаду характеризується періодом напіврозпаду, тобто часом, за яке половина наявних фальшивих вакуумів розпадеться, якщо не буде розширюватися. В рамках нашої аналогії цей час, за яке число гуляк зменшиться вдвічі. З іншого боку, ефективність відтворення характеризується часом подвоєння, тобто часом, за яке обсяг інфляцірующего вакууму (Всесвіту) подвоїться. Фальшивий вакуум буде скорочуватися, якщо період напіврозпаду буде менше часу подвоєння, і буде рости в протилежному випадку.

Але як випливає з нашого обговорення, період напіврозпаду великий у порівнянні з часом подвоєння. У нашій моделі (аналогії): вершина гори плоска, і треба зробити багато кроків, щоб перетнути її. Кожен крок гуляки відповідає часу подвоєння. Отже, області фальшивого вакууму будуть відтворюватися швидше, ніж вони будуть розпадатися. Це означає, що в цілому у Всесвіті інфляція ніколи не закінчиться, і обсяг інфляцірующіх областей буде рости без обмежень.

У кожен даний момент деякі віддалені частини Всесвіту заповнені фальшивим вакуумом і піддаються інфляційного розширення. Райони, подібні до нашого, в яких інфляція закінчилася, будуть також відтворюватися. Вони будуть утворювати "island universes" в море інфляції. Завдяки інфляції, відстань між островами буде швидко збільшуватися, звільняючи місце для утворення нових островів. Тому інфляція являє нестримний процес, який закінчився в нашій околиці, але триває в інших частинах Всесвіту, викликаючи їх розширення з шаленою швидкістю і постійно породжуючи нові острови, подібні до нашої спостережуваному Всесвіті.

Енергія розпадається фальшивого вакууму підпалює гарячий fireball елементарних частинок і ініціює утворення гелію і всіх наступних подій космології Великого вибуху. Кінець інфляції грає роль Великого вибуху в цьому сценарії. При такому підході ми не повинні думати про Великий вибух, як про одномоментне подію в нашому минулому. Множинні вибухи гримлять в віддалених частинах Всесвіту і будуть відбуватися в майбутньому.

Світ нескінченних двійників

Відповідь, яку дає теорія, досить несподіваний: хоча в нашій частині космосу інфляція закінчилася, у Всесвіті в цілому вона триває. То там, то тут в її товщі трапляються «великі вибухи», в яких розпадається помилковий вакуум і виникає область космосу, подібна до нашої. Але інфляція ніколи не закінчиться повністю, у всьому Всесвіті. Справа в тому, що розпад вакууму - імовірнісний процес, і в різних областях він трапляється в різний час. Виходить, Великий вибух не був унікальною подією в нашому минулому. Безліч «вибухів» сталося колись і незліченну кількість ще станеться в майбутньому. Цей ніколи не кінчається процес називається вічної інфляцією.

Можна спробувати уявити, як би виглядала інфлірующая Всесвіт, якщо поглянути на неї з боку. Простір було б заповнено хибним вакуумом і дуже швидко розширювалося на всі боки. Розпад помилкового вакууму схожий на закипання води. То там, то тут спонтанно виникають бульбашки низькоенергетичного вакууму. Ледве зародившись, бульбашки починають розширюватися зі швидкістю світла. Але вони дуже рідко стикаються, оскільки простір між ними розширюється ще швидше, утворюючи місце для все нових і нових бульбашок. Ми живемо в одному з них і бачимо тільки малу його частину. На жаль, подорожі в інші бульбашки неможливі. Навіть забравшись в космічний корабель і рухаючись майже зі швидкістю світла, нам не наздогнати за розширюються межами нашого міхура. Так що ми є його бранцями. З практичної точки зору кожен міхур є самодостатньою окремої всесвіту, у якій немає зв'язку з іншими бульбашками. В ході вічної інфляції породжується нескінченне число таких бульбашок-всесвітів.

Але якщо не можна дістатися до інших бульбашок-всесвітів, як же переконатися, що вони дійсно існують? Одна з вражаючих можливостей - спостереження за зіткненням бульбашок. Якби інший міхур вдарився в наш, це зробило б помітний вплив на спостережуване космічне фонове випромінювання. Проблема, однак, у тому, що зіткнення бульбашок дуже рідкісні, і не факт, що така подія траплялося в межах нашого горизонту.

Дивовижний висновок випливає з цієї картини світу: оскільки число всесвітів-бульбашок нескінченно і кожна з них необмежено розширюється, в них буде міститися нескінченне число областей розміром з наш горизонт. У кожній такій області буде своя історія. Під «історією» мається на увазі все, що сталося, аж до найдрібніших подій, таких як зіткнення двох атомів. Ключовий момент полягає в тому, що число різних історій, які можуть мати місце, - звичайно. Як це можливо? Наприклад, я можу посунути свій стілець на один сантиметр, на півсантиметра, на чверть і так далі: здається, що вже тут таїться необмежену кількість історій, оскільки я можу зрушити стілець нескінченним числом різних способів на як завгодно малу відстань. Однак через квантової невизначеності занадто близькі один до одного історії принципово неможливо розрізнити. Таким чином, квантова механіка каже нам, що число різних історій звичайно. З моменту Великого вибуху для спостережуваної нами області воно складає приблизно $ 10 ^ {10150} $. Це неймовірно велике число, але важливо підкреслити, що він не нескінченний.

Отже, обмежена кількість історій розгортається в нескінченному числі областей. Неминучий висновок, що кожна історія повторюється нескінченне число разів. Зокрема, існує нескінченне число земель з такими ж історіями, як у нашій. Це означає, що десятки ваших дублів зараз читають цю фразу. Повинні існувати також області, історії яких в чомусь відрізняються, реалізуючи всі можливі варіації. Наприклад, є області, в яких змінена лише кличка вашої собаки, а є інші, де по Землі до сих пір ходять динозаври. Хоча, звичайно, в більшості областей немає нічого схожого на нашу Землю: адже куди більше способів відрізнятися від нашого космосу, ніж бути на нього схожим. Ця картина може здатися дещо гнітючої, але її дуже важко уникнути, якщо визнається теорія інфляції.

бульбашки мультіверса

До цього часу ми припускали, що інші всесвіти-бульбашки схожі між собою за своїми фізичними властивостями. Але це не обов'язково має бути так. Властивості нашого світу визначаються набором чисел, які називаються фундаментальними постійними. Серед них Ньютонова гравітаційна стала, маси елементарних частинок, їх електричні заряди тощо. Всього існує близько 30 таких констант, і виникає цілком природне запитання: чому у них саме такі значення, які є? Довгий час фізики мріяли, що одного разу зможуть вивести значення констант з якоїсь фундаментальної теорії. Але суттєвого прогресу на цьому шляху досягнуто не було.

Якщо виписати на листок паперу значення відомих фундаментальних постійних, вони здадуться абсолютно випадковими. Деякі з них дуже малі, інші великі, і за цим набором чисел не проглядається жодного порядку. Однак в них все ж була помічена система, хоча і дещо іншого роду, ніж сподівалися виявити фізики. Значення констант, схоже, ретельно «підібрані» для забезпечення нашого існування. Це спостереження отримало назву антропного принципу. Константи ніби спеціально тонко налаштовані Творцем, щоб створити відповідну для життя Всесвіт - це якраз те, про що говорять нам прихильники вчення про розумний задум.

Але існує інша можливість, яка малює зовсім інший образ Творця: він довільним чином породжує безліч всесвітів, і чисто випадково деякі з них виявляються придатними для життя. З'явилися в таких рідкісних всесвітів розумні спостерігачі виявляють чудову тонке налаштування констант. У цій картині світу, яку називають Мультіверсом, більшість бульбашок безплідно, але в них немає нікого, хто міг би на це поскаржитися.

Але як перевірити концепцію Мультіверса? Прямі спостереження нічого не дадуть, оскільки ми не можемо подорожувати в інші бульбашки. Можна, однак, як в кримінальному розслідуванні, знайти непрямі докази. Якщо константи змінюються від однієї всесвіту до іншого, їх значення у нас не можна точно передбачити, але можна зробити імовірнісні передбачення. Можна запитати: які значення виявить середньостатистичний спостерігач? Це аналогічно спробі передбачити зростання першого зустрічного людини на вулиці. Навряд чи він виявиться гігантом або карликом, тому якщо дати прогноз, що його зростання буде десь близько середнього, ми, як правило, не помилимося. Аналогічно і з фундаментальними постійними: немає підстав думати, що їх значення в нашій області космосу дуже великі або малі, іншими словами, вони істотно відрізняються від тих, що виміряє більшість спостерігачів у Всесвіті. Припущення про нашу Невиключне - це важлива ідея; я назвав її принципом пересічності.

Цей підхід був застосований до так званої космологічної сталої, яка характеризує щільність енергії нашого вакууму. Значення цієї постійної, отримане з астрономічних спостережень, добре узгоджується з передбаченнями, заснованими на концепції Мультіверса. Це стало першим свідченням існування там, за горизонтом, воістину колосальної вічно інфлірующей Всесвіту. Це свідчення, звичайно, непряме, яким тільки й могло бути. Але якщо нам пощастить зробити ще кілька вдалих прогнозів, то нову картину світу можна буде визнати доведеною за межами розумних сумнівів.

Що було до великого вибуху? ( Детальніше )

А чи було у Всесвіту початок? Ми описали безмежно розширюється космос, який породжує все нові «великі вибухи», але хотілося б знати, чи завжди Всесвіт була такою? Багато хто знаходить таку можливість вельми привабливою, оскільки вона позбавляє від деяких важких питань, пов'язаних з початком Всесвіту. Коли Всесвіт вже існує, її еволюція описується законами фізики. Але як описувати її початок? Що змусило Всесвіт з'явитися? І хто задав їй початкові умови? Було б дуже зручно сказати, що Всесвіт завжди перебуває в стані вічного інфляції без кінця і без початку.

Ця ідея, проте, стикається з несподіваною перешкодою. Арвінд Борд і Алан Гут довели теорему, яка стверджує, що хоча інфляція вічна в майбутньому, вона не може бути вічною в минулому, а це значить, що у неї повинно бути якесь початок. І яким би воно не було, ми можемо продовжувати запитувати: а що було до того? Виходить, що один з основних питань космології - з чого почалася Всесвіт? - так і не отримав задовільної відповіді.

Єдиний запропонований до сих пір спосіб обійти цю проблему нескінченної регресії полягає в тому, що Всесвіт міг бути спонтанно створена з нічого. Часто кажуть: ніщо не може з'явитися з нічого. Дійсно, матерія має позитивну енергію, і закон її збереження вимагає, щоб в будь-якому початковому стані енергія була такою ж. Однак математичний факт полягає в тому, що замкнута всесвіт володіє нульовою енергією. У загальній теорії відносності Ейнштейна простір може бути викривленим і замикатися на себе подібно поверхні сфери. Якщо в такий замкнутої всесвіту рухатися весь час в одну сторону, то в кінці кінців повернешся туди, звідки стартував, - точно так само, як повертаєшся в вихідну точку, обійшовши навколо Землі. Енергія матерії позитивна, але енергія гравітації - негативна, і можна строго довести, що в замкнутій всесвіту їх вклади в точності компенсують один одного, так що повна енергія замкнутої всесвіту дорівнює нулю. Інша зберігається величина - електричний заряд. І тут теж виявляється, що повний заряд замкнутої всесвіту повинен бути нульовим.

Якщо все зберігаються величини в замкнутій всесвіту дорівнюють нулю, то ніщо не перешкоджає її спонтанного появи з нічого. У квантовій механіці будь-який процес, який не заборонений строгими законами збереження, з певною ймовірністю буде відбуватися. А значить, замкнуті всесвіти повинні з'являтися з нічого подібно до бульбашок в бокалі шампанського. Ці новонароджені всесвіти можуть бути різного розміру і заповнені різними типами вакууму. Аналіз показує, що найбільш ймовірні всесвіти мають мінімальні початкові розміри і найвищу енергію вакууму. Варто з'явитися такий всесвіту, як негайно під впливом високої енергії вакууму вона починає розширюватися. Саме так і починається історія вічної інфляції.

нескінченні острова

Питання про довгострокові перспективи будь-якої цивілізації все ще залишається відкритим. Навіть, якщо їй вдасться уникнути природної катастрофи або самознищення, вона, врешті-решт, позбудеться енергії. Зірки помруть, вичерпаються і інші джерела енергії. Але несподівано виявляється, що вічна інфляція обіцяє деяку надію.

Зірки будуть вмирати в нашій околиці, але нескінченне число нових зірок буде утворюватися в майбутніх Великих вибухів вічної інфляції. Наша видимий Всесвіт - тільки мала частина одного острова, загубленого в інфляційному море фальшивого вакууму. Нові острова постійно виникають в цьому морі, приносячи міріади нових зірок. Дійсно, утворення зірок безперервно триває навіть всередині нашого власного острова.

Межі островів постійно просуваються в інфляційний море. Це невпинне просування викликано розпадом фальшивого вакууму в сусідні інфляцірующіе області. Ці кордони, отже, є областями, де в даний час відбувається Великий вибух. Нагадаємо, що ми ототожнюємо Великий вибух з кінцем інфляції. Новоутворені острови Всесвіту мікроскопічно малі, але вони безперервно ростуть, у міру того як стають старше. Центральна частина великого острова Всесвіту темна і безлюдна: всі зірки згасли і життя стала неможливою. Але області на периферії островів утворилися недавно і рясніють світяться зірками.

Просунуті цивілізації можуть захотіти послати місію для колонізації новостворених зоряних систем поблизу кордонів цих островів. Вони можуть, по крайней мере, послати повідомлення новим цивілізаціям, які будуть розвиватися на кордоні або в інших островах. Ці цивілізації можуть, в свою чергу, послати повідомлення нащадкам і так далі. Якщо ми підемо цим шляхом, ми зможемо стати гілкою вічно зростаючого «дерева» цивілізацій, і наші знання не будуть втрачені.

Космологія Блаженного Августина

Слід зазначити, що аналогія між виникаючими з нічого вселеними і бульбашками шампанського не зовсім точна. Бульбашки народжуються в рідини, а у всесвіті немає ніякого навколишнього простору. Зародилася замкнута всесвіт - це і є все наявний простір. До її появи ніякого простору не існує, як не існує і часу. У загальній теорії відносності простір і час пов'язані в єдину сутність, звану «простором-часом», і час починає свій відлік лише після того, як з'являється Всесвіт.

Щось подібне багато століть назад було описано Августином Блаженним. Він намагався зрозуміти, що робив Бог до того, як створив небеса і землю. Свої роздуми над цією проблемою Августин виклав в чудовій книзі «Сповідь». Висновок, до якого він в результаті прийшов, полягає в тому, що Бог повинен був створити час разом із Всесвітом. До того не було часу, а значить, безглуздо питати, що було раніше. Це дуже схоже на відповідь, який дає сучасна космологія.

Ви можете запитати: що змусило Всесвіт з'явитися з нічого? Як це не дивно, ніякої причини не потрібно. Якщо взяти радіоактивний атом, він розпадеться, і квантова механіка передбачає ймовірність його розпаду за певний інтервал часу, скажімо, за хвилину. Але якщо запитати, чому атом розпався саме в даний конкретний момент, а не в інший, то відповідь буде полягати в тому, що не було ніякої причини: цей процес абсолютно випадковий. Аналогічно не потрібно причини і для квантового створення Всесвіту.

Закони фізики, які описують квантове народження Всесвіту, - ті ж самі, що описують її подальшу еволюцію. З цього, мабуть, слід, що закони існували в деякому сенсі перш, ніж виник Всесвіт. Іншими словами, закони, схоже, не є описом Всесвіту, а мають якесь платоновским існуванням, крім самого Всесвіту. Ми поки не знаємо, як це розуміти.

Про автораОлександр Виленкин

- директор Інституту космології в Університеті Тафтса (Бостон, штат Массачусетс). Він закінчив Харківський університет у 1971 році, в 1976-му емігрував з СРСР, в 1978-му став професором Університету Тафтса. Виленкин - один з провідних сучасних космологів, автор концепції вічної інфляції, що з'явилася як розвиток інфляційної космології Алана Гута, спільно з яким написав ряд наукових робіт. Відома полеміка між Олександром Віленкіним і Стівеном Хокінгом з питання про те, як саме сталося квантове народження Всесвіту. Виленкин є прихильником антропного принципу, згідно з яким існує безліч всесвітів і лише деякі з них придатні для життя розумних мешканців. Причому Виленкин вважає, що з антропного принципу можна отримати нетривіальні передбачення, що дозволяють підтвердити існування недоступних спостереженню всесвітів. Бурхливі дискусії викликала науково-популярна книга Олександра Виленкина «Мир безлічі світів: в пошуках інших всесвітів», опублікована англійською мовою. У цьому році вона виходить російською.

Як виглядає Всесвіт на дуже великих відстанях, в областях, недоступних спостереженню?
І чи є межа того, як далеко ми можемо зазирнути?
Так що ж знаходиться там, за горизонтом?
Так що ж знаходиться там, за горизонтом?
Чому Всесвіт була такою гарячою?
Чому вона стала розширюватися?
Чому вона була такою однорідною?
І, нарешті, що було з нею до Великого вибуху?
Чому так сталося?
Це повертає нас до питання, з якого ми почали: що лежить за нашим космічним горизонтом?