Космический ландшафт - Леонард Сасскинд

Моё мнение вам, должно быть, уже очевидно. Последовательное представление – когда вы постоянно остаётесь в пределах горизонта вашей карманной вселенной, наблюдая события и избавляясь от ненужного багажа, – это боровская интерпретации квантовой механики. Параллельное представление Мегаверсума, наполненного множеством невзаимодействующих карманных вселенных, соответствует интерпретации Эверетта. Я нахожу в этом соответствии приятную логичность. Возможно, в конце концов мы обнаружим, что квантовая механика имеет смысл только в контексте ветвящегося Мегаверсума и что Мегаверсум имеет смысл только как ветвящаяся реальность эвереттовской интерпретации.

Независимо от того, говорим мы на языке Мегаверсума или многомировой интерпретации, параллельное представление совместно с гигантским ландшафтом теории струн даёт нам два элемента, которые способны превратить антропный принцип из глупой тавтологии в мощный инструмент познания. Но параллельное представление основывается на предположении о реальности существования областей пространства и времени, которые всегда находятся вне досягаемости для любых мыслимых способов наблюдений. У некоторых людей это вызывает чувство тревоги. Меня это тоже беспокоит. Если безбрежное море карманных вселенных действительно находится за недостижимыми горизонтами, то параллельное представление и вправду видится больше метафизикой, чем наукой. Следующая глава будет целиком посвящена горизонтам и вопросу, действительно ли они являются непреодолимыми барьерами.

Глава 12. Битва при чёрной дыре

В иные дни я успевала поверить в десяток невозможностей до завтрака!

Льюис Кэрролл (пер. Н. М. Демуровой)

«Вы можете только беспомощно смотреть, как тепло охватывает вас. Вскоре драгоценные жидкости вашего организма начнут кипеть, а затем испарятся. Станет настолько горячо, что атомы вашего тела начнут отрываться друг от друга. Но, как предсказано, в конечном итоге вы вернётесь к нам в виде чистого света и сияния.

Но не бойтесь. Вы перейдёте на другую сторону без боли и страданий. В своём нынешнем облике вы будете потеряны для нас навсегда, мы больше никогда не сможем общаться с вами, по крайней мере до тех пор, пока наши пути вновь не пересекутся. Но, друг мой, из вашего нынешнего места обитания вы всегда будете видеть нас и знать, как мы живём без вас. Удачи».

История мученичества и воскресения? Человек в балахоне, утешающий мученика перед аутодафе? Пересечение грани, отделяющей жизнь от смерти? Ничего подобного. Это выдумка, но имеющая право на существование, о межзвёздном путешественнике, который решится нырнуть в чёрную дыру и скрыться от нас за её горизонтом. И действие происходит не в церковном приделе, а в звездолёте, несущем в своём чреве физика-теоретика.

Если привязываться к тематике этой конкретной книги, то речь может идти о пересечении космического горизонта вечно раздувающейся Вселенной. Но мы вернёмся к космическим горизонтам несколько позже.

Спиритуалисты считают, что общение с умершими возможно: всё, что для этого требуется, – это правильный медиум, адепт тёмных наук. Вы можете догадаться, что я думаю по этому поводу, но, по иронии судьбы, я был одним из главных воинов, защищавших в Битве при чёрной дыре тезис о возможности общения с нежитью, обитающей по ту сторону горизонта событий. Война длилась четверть века, но теперь все кончено.

Протагонистами этой драмы выступали Стивен Хокинг со своим главным штабом из генерал-релятивистов,[97] с одной стороны, и мы с Герардом ‘т Хоофтом – с другой. Так продолжалось первые пятнадцать лет. Позже к нам подошло подкрепление в составе группы струнных теоретиков.

Герард ‘т Хоофт – голландец. Если считать по общему вкладу в науку, то голландцы, безусловно, являются величайшими физиками в мире. Христиан Гюйгенс, Хендрик Антон Лоренц, Виллем де Ситтер, Хейке Камерлинг-Оннес, Джордж Уленбек, Ян Дидерик Ван-дер-Ваальс, Герхард Казимир Хендрик, Мартинус Велтман, Герард ‘т Хоофт – вот лишь несколько величайших имён. Лоренц и ‘т Хоофт, возможно, величайшие физики в истории. Герард ‘т Хоофт больше, чем кто-либо другой, олицетворяет дух физики Лоренца, Эйнштейна и Бора.

Несмотря на то что ‘т Хоофт младше меня на шесть лет, я всегда испытывал перед ним благоговейный трепет.

Герард – не только герой нашей войны, но и мой большой друг. Хотя он и является гораздо более сильным физиком, чем я, наши точки зрения на науку вообще и физику в частности были всегда очень близки. На протяжении многих лет мы часто обнаруживали, что решаем одни и те же головоломки, беспокоимся об одних и тех же парадоксах, и даже наши догадки о способе решения той или иной проблемы совпадали. Мне кажется, что и я, и Герард – весьма консервативные физики, которые согласятся на радикальное решение, только если все прочие пути окажутся тупиковыми. Ну и наконец, он бесстрашен!

Если Герард – консерватор, то Стивен Хокинг сущий Ивел Книвел[98] от физики. Храбрый до безрассудства, Стивен представлял немалую угрозу для обитателей Кембриджа, рассекая на своей инвалидной коляске по университетским дорожкам со скоростью гоночного болида. И его стиль в физике во многих отношениях похож на его манеру вождения инвалидной коляски – отчаянные, леденящие дух авантюры. Но, как и Ивел Книвел, Стивен порой попадал в катастрофы.

Недавно Стивену исполнилось шестьдесят. Празднование его дня рождения меньше всего было похоже на день рождения 60-летнего физика. Семинары и лекции по физике – понятно: куда же без них? Но прибавьте к этому музыку, танцы, знаменитую рок-звезду из U2, двойника Мэрилин Монро и хор физиков. Это было колоссальное событие для СМИ.

Чтобы дать вам представление об отношениях, которые много лет связывали меня с ним, я процитирую кусочек из поздравительной лекции, которую прочёл на этом празднике:

«Стивен, как все мы знаем, – самый упрямый и тем доводящий до бешенства человек во Вселенной. Мои с ним научные отношения, я полагаю, можно назвать противоборством. Мы глубоко расходимся по вопросам, касающимся чёрных дыр, информации и тому подобных вещей. Временами он заставлял меня рвать волосы от досады, – и вы теперь ясно видите результат. Уверяю вас – когда мы начали спорить более двух десятилетий назад, вся моя голова была покрыта волосами».

В этот момент я увидел в дальней части зала Стивена с его озорной улыбкой и продолжил:

«Могу также сказать, что из всех физиков, которых я знаю, он оказал самое большое влияние на меня и мой образ мышления. Почти все, о чём я думал начиная с 1983 года, в том или ином смысле отвечало на его глубочайший вопрос о судьбе информации, падающей в чёрную дыру. Хотя я твёрдо убеждён, что его ответ был ошибочным, сам вопрос Стивена вкупе с требованием убедительного ответа вынудил нас переосмыслить основания физики. Результатом стала совершенно новая парадигма, которая сегодня обретает форму. Я глубоко польщён возможностью отметить здесь монументальный вклад Стивена и особенно его блистательное упрямство».

Это было три года назад, но Стивен Хокинг до сих пор уверен, что он был прав, а мы с ‘т Хоофтом ошибались.

В первые дни войны было множество перебежчиков, пытавшихся оказаться на стороне победителя, какой бы ни была его позиция. Но Стивен, что делает ему честь, не складывал своё оружие до тех пор, пока дальнейшее сопротивление было уже не просто бесполезно, а невозможно. После чего он изящно и безоговорочно капитулировал. И справедливости ради надо заметить, что если был Хокинг воевал с меньшим фанатизмом, мы, наверное, знали бы о чёрных дырах гораздо меньше, чем знаем сегодня.

Точка зрения Хокинга была простой и прямолинейной: горизонт чёрной дыры – это «точка невозврата». Всё, что пересекает горизонт, оказывается в ловушке. Для того чтобы вернуться из-под горизонта, необходимо превысить скорость света, а это, согласно Эйнштейну, совершенно невозможно. Люди, атомы, фотоны, любые формы сигналов, способных нести сообщения, не способны преодолеть скорость света. Ни один объект или сигнал не способен выбраться из-под горизонта во внешний мир. Горизонт чёрной дыры – это идеальная тюремная стена. Наблюдатель, ожидающий весточки из этой тюрьмы, может прождать вечность, но не дождётся ни единого бита информации. По крайней мере, так считал Хокинг.

Чтобы получить представление о физике чёрной дыры, не вдаваясь в сложные математические подробности общей теории относительности, нам нужна удачная аналогия. К счастью, она у нас есть. Я не помню, кто впервые её использовал, но я узнал о ней от канадского физика Билла Унру. Вернёмся к бесконечному мелкому озеру, которое мы уже использовали в предыдущей главе для иллюстрации раздувания Вселенной. Но сейчас нам не нужны трубы для подачи воды, расположенные под всем дном. Вместо этого мы соорудим сток в центре. Отверстие в дне озера будет позволять воде вытекать, возможно, падая с большой высоты на острые смертельные скалы под сливом. Добавим также несколько лодок с наблюдателями. Наблюдатели должны соблюдать два правила. Во-первых, они могут общаться только с помощью поверхностных волн, то есть ряби на поверхности озера. Например, они могут шевелить пальцами в воде, чтобы производить волны. Второе правило – это ограничение скорости передвижения относительно воды. Лодке ни при каких обстоятельствах не разрешается двигаться быстрее, чем поверхностные волны.