В теорию мультиверса можно только верить

Джеймс Клерк Максвелл, кавендишский профессор, 1871–1979.

Иные константы

После того как это было убедительно показано компьютерным моделированием, возник естественный вопрос: почему же мировые константы такие, какими они являются, а не другие? Ответ, данный физиками и философами, логичен и остроумен. «Мы живем в мире с такими и не иными мировыми константами, потому что мы существуем», «Существует превеликое множество вселенных с самыми разными значениями мировых констант (гравитационная постоянная, постоянная Планка, скорость света в вакууме, элементарный заряд, постоянная Больцмана...). Однако мы существуем в этой Вселенной, а не в какой-то другой не потому, что вселенных с другими мировыми константами не существует, а потому, что в других вселенных homo sapiens не мог бы существовать»… Афоризм Декарта «Я мыслю, следовательно, существую» применительно к проблеме мировых констант может быть переформулирован так: «Я существую потому, что живу во Вселенной с этим набором мировых констант и ни с какими другими!»

Для объяснения того, что во Вселенной такой и только такой набор мировых констант, есть два объяснения. Первое: вселенных превеликое множество. Но мы живем в этой Вселенной потому, что в других мы попросту не могли бы возникнуть! Второе: Вселенная создана в результате Божественного Творения, с этими законами природы и с этими мировыми константами. Во втором случае предположения о множественных вселенных (multiverse theory) не требуется. Однако одновременно с этим отказом от multiverse theory и материалистическому представлению о возникновении мира приходит конец!

Теория множественных вселенных не имеет никаких экспериментальных доказательств своей верности. Единственным – но убедительным – доказательством является то, что никакого иного материалистического обоснования возникновения мира, после того как показано, что с иными мировыми константами Вселенная не могла бы существовать, не существует.

Осознав сказанное, обратимся к теории множественных вселенных, включая в рассмотрение не только набор мировых констант, но также и уравнения, описывающие фундаментальные физические поля. В частности, уравнения электромагнитного поля, которые написал Максвелл.

Подход Максвелла

Создатель статистической физики Людвиг Больцман, увидев уравнения Джеймса Клерка Максвелла, будучи глубоко потрясенным, изрек: «Не Бог ли, кто эти уравнения начертал?» Больцман лишь немного перефразировал Гете – «War es ein Gott, der diese Zeichen schrieb?» – заменив в бессмертном ключевом для Фауста изречении знаки на уравнения. И только!

Вопрос, поставленный величайшим немецким поэтом-мыслителем, похож на утверждение, остающееся и по сей день без ответа. А сам Максвелл, умирая, еле слышно для окружающих проговорил: «Уравнения, носящие мое имя, созданы Кем-то, Кто намного мудрее меня».

Как видим, вопрос о том, почему уравнения распространения света такие, а не иные, возник сразу после их написания. Однако во времена Максвелла и Больцмана, и даже Эйнштейна и Бора 100 лет спустя теории множественных вселенных не существовало. Поэтому включение в рассмотрение уравнений Максвелла для объяснения – или, наоборот, отрицания – необходимости предположения о существовании множественных вселенных выходит на первый план.

Такой вариант не рассматривался сторонниками multiverse theory, убежденными, что рассмотрения совокупности мировых констант для доказательства иного материалистического объяснения существования мира и человека достаточно. Хотя в действительности это не так. Ведь если помимо вариаций мировых констант рассматривать также вариации уравнений физических полей, то окажется, что, если бы при тех же мировых константах уравнения электромагнитного поля были бы не только такими, какими являются, Вселенная все равно бы существовала. А это существенно влияет на выводы о возникновении и существовании Вселенной. Или вселенных.

Отметим несколько свойств уравнений электромагнитного поля из превеликого множества изученных в настоящее время.

Электромагнитные волны распространяются таким образом, что электрическое поле порождает магнитное, а магнитное поле порождает электрическое. Между магнитным и электрическим полем имеется дуализм, отдаленно напоминающий квантово-механический дуализм волна-частица.

Электромагнитная волна – это двойная спираль электрического и магнитного полей. Отличающаяся от двойной спирали ДНК тем, что спираль эта находится не в трехмерном пространстве, а в точках луча, по которому распространяется световой луч.

Электромагнитные волны пронизывают пространство, проникая одни сквозь другие, в вакууме не интерферируя и не рассеиваясь друг на друге.

В прозрачной среде (такой как воздух) электромагнитные волны также проникают сквозь остальные, рассеиваясь и интерферируя незначительно. Благодаря этому свойству электромагнитных волн человек и другие животные, обладающие глазами, могут видеть друг друга. А также, например, сидя за круглым столом, видеть всех участников форума, несмотря на то что электромагнитные волны одновременно проходят через одни и те же точки пространства так, как если бы других электромагнитных волн не было.

Электромагнитные волны сохраняют свои основные свойства, не интерферируя, проходя друг сквозь друга в громадном диапазоне частот. Если бы этого не было, пользование интернетом и роутером для высокоскоростного беспроводного использования нескольких компьютеров было бы невозможным.

Зададимся вопросом, аналогичным возникшему при моделировании Вселенной с различными значениями мировых констант. Но только на уровне уравнений. Могла бы Вселенная существовать, если бы уравнения электромагнитного поля были «немного» – или же абсолютно – иными?

После Большого взрыва

Вопрос не праздный, а для представления о существовании множественных – или единственной – вселенных фундаментальный. Если бы уравнения электромагнитного поля были иными, а) могла бы возникнуть Вселенная в ее нынешнем виде, и б) мог ли возникнуть человек и разум?

Насколько такая и именно такая форма уравнений электродинамики, какая существует в реальности, является необходимой и достаточной для появления Вселенной и человека – или же только достаточной, но не необходимой?

Сегодня существование Большого взрыва при возникновении Вселенной (или одной из вселенных – нашей) не ставится под сомнение.

Между 10−32 и 10−12 с после Большого взрыва электромагнитные взаимодействия и слабые взаимодействия составляли единое электрослабое взаимодействие. Оно и порождает бозон Хиггса, W-бозон и Z-бозон. Какова была роль электромагнитного поля в эти моменты? Которые в масштабах времени, в которые происходили, были протяженнее времени, в которых начались, в 1020 раз – число секунд за 100 млн лет! Таким образом, вопреки наглядному представлению в восприятии человека, время электрослабого взаимодействия являлось космической эрой!

Листок из записной книжки Максвелла с расчетами мешалки Джоуля, хранящейся в библиотеке Кембриджского университета, Англия. Источник: The Physics of Empire. Public Lectures. – Ed. by Richard Staley. Whipple Museum of the History of Science, Cambridge, 1994

Между 10−12 и 10−6 с после Большого взрыва электромагнитное, гравитационное и слабое взаимодействия разделились в самостоятельные поля. После чего до конца первой секунды кварки (возникшие во время первичного расширения (инфляции), завершившегося в первые 1/1036 с) и глюоны начали объединяться в протоны, нейтроны и другие адроны.

Энергетически роль электромагнитного поля (сравнительно с сильным и слабым взаимодействиями) при этом также мала, однако его функциональная роль, равно как и возможность возникновения адронов в том случае, если б уравнения электромагнитного поля были иными, требует изучения.

В интервале между 10 секундами и 20 минутами после Большого взрыва в результате охлаждения материи произошло образование первичного звездного вещества. Оно состояло на 25% из гелия, на 1% из дейтерия (тяжелый изотоп водорода) и на три четверти собственно из водорода. Играло ли в этом процессе электромагнитное поле второстепенную роль и могли ли возникнуть атомные ядра, если бы уравнения Максвелла были иными? Ответ на этот вопрос для оправдания или, наоборот, отрицания теории множественных вселенных необходим.

Через 379 000 лет после Большого взрыва вещество, охладившись до 3000 градусов по Кельвину, начинает доминировать над излучением. В результате во Вселенной, прозрачной для фотонов, свет начинает свободно распространяться.

Между 380 000 лет и 550 млн лет после Большого взрыва расширяющаяся и остывающая Вселенная наполнилась водородом, гелием и реликтовым излучением атомарного водорода. Затем, под влиянием в первую очередь гравитации, возникают звезды первого поколения и галактики (скопления звезд).

После выгорания вещества, порождавшего термоядерные реакции, звезды, имеющие массу более чем восемь солнечных, сжимаются, превращаясь в черные дыры или взрываясь сверхновыми, увеличивая яркость в миллионы раз. При этом в ядрах сверхновых происходит взрывной нуклеосинтез, при котором образуются химические элементы.

Через несколько миллиардов лет после Большого взрыва и «смерти» звезд первого поколения под влиянием тяготения межзвездное вещество, состоящее из атомов элементов, родившихся при взрывах сверхновых, образует звезды второго поколения. Вокруг некоторых из них могут образоваться планеты. На некоторых из планет может возникнуть жизнь (как на Земле).

В какой степени указанные процессы, вместе и каждый в отдельности, зависят от того, что распространение света описывается именно уравнениями Максвелла, при которых электромагнитные волны в вакууме проходят друг сквозь друга, практически не взаимодействуя? Ответ на этот вопрос неочевиден и требует тщательного исследования и моделирования.

Логическая вилка

Гравитация, слабые и сильные взаимодействия распространяются по абсолютно иным законам, не похожим на максвелловские. То же относится к движению элементарных частиц. Представляется весьма возможным, что для существования Вселенной в ее нынешнем виде уравнения электромагнитного поля могли бы быть и иными. То же касается возникновения жизни и человека.

В этом случае умозрительный довод о существовании множественных вселенных (по причине того, что Вселенная может существовать только при уникальной комбинации мировых констант) становится несостоятельным. Если это так, утверждению о создании Вселенной, возникшей не самой по себе (о котором говорил Больцман и на которое перед смертью намекал Максвелл), нет никакой научной альтернативы.

Допустим – пока математически бездоказательно, но интуитивно возможно, – что Вселенная и человек могли бы возникнуть, если бы уравнения электромагнитного поля были иными. Однако это абсолютно не предполагает того, что во всех диапазонах частот электромагнитные волны при всех уравнениях электромагнитного поля, при которых Вселенная может существовать, проходят друг сквозь друга на всех частотах. И это делает возможной работу радио, телевидения и роутеров, управляющих компьютерами без проводов. В этом случае утверждение, что Вселенная создана не только для возникновения человека, но также и для того, чтобы человек мог смотреть телевидение, пользоваться мобильными телефонами и интернетом, при всей кажущейся абсурдности становится неизбежным.

Сказанное выше – гипотетическое построение, предполагающее последующее аналитическое и компьютерное моделирование. Однако оно не менее, а более последовательно и логично, чем предположение о множественных вселенных, основанное только на том, что при других значениях мировых констант вселенная не могла бы возникнуть. Если принимать во внимание не только лишь мировые константы, но и фундаментальные уравнения, результат теоретического анализа может привести к одному из двух и только двух выводов.

Первый: Вселенная и человек могут существовать только при существующей комбинации мировых констант и уравнений Максвелла. А следовательно, материалистическому объяснению существования Вселенной, какова она есть, кроме предположения о существовании мультиверса, не видно альтернативы.

Второй: Вселенная, какова она есть, создана для того, чтобы человек мог не только возникнуть, но и видеть, и пользоваться радио-телевидением, а также интернетом. Другими словами, у Вселенной при ее возникновении была антропоцентричная цель. Результат, эквивалентный доказательству творения, над которым тщетно бились и бьются философы и теологи.

Какая из двух возможностей окажется верной? Не берусь предсказать ответ. Однако вероятность получения математического доказательства сотворения мира представляется интригующей.

Нью-Йорк.