Согласно нарисованной им картине подавляющая часть физического пространства-времени находится в состоянии «квантовой пены» с плотностью, близкой к начальной огромной плотности. В возникающих из нее «пузырях» происходят квантовые флуктуации, и в то же время они раздуваются из-за гравитационного отталкивания вакуумноподобного состояния, которое там имеется. Большая часть объемов пузырей из-за флуктуаций тут же возвращается в состояние «пены». В малой же части объема продолжается раздувание, сопровождающееся квантовыми флуктуациями плотности вакуумноподобного состояния. Очень малая доля первоначального объема после длинной цепочки случайных флуктуаций может существенно уменьшить свою плотность. Теперь амплитуда квантовых флуктуаций не так велика, как раньше. Эти объемы продолжают систематически раздуваться, как было описано в начале данного раздела, превращаясь после распада вакуумноподобного состояния в горячие вселенные. Временные масштабы всех этих процессов, как помнит читатель, ничтожно малы.
В одной из таких вселенных мы и находимся.
Можно сказать, что происходит вечное рождение Вселенной из флуктуаций (или, если угодно, рождение многих вселенных), вечное воспроизводство Вселенной самой себя. У такого мира в целом нет начала и не будет конца. Он вечен и юн одновременно. Это — картина взрывающейся Вечности.
При рождении новых мини-вселенных из вакуумной пены происходят, вероятно, изменения или, как говорят, флуктуации всех физических параметров, включая изменение размерности пространства и времени и флуктуации самих физических законов.
Итак, возможно, природа «пыталась» несчетное число раз создавать вселенные с самыми разными свойствами. Мы живем в «наиболее удачном» (для нас) экземпляре этого вечного «творения». В нашей Вселенной физические условия оказались наиболее подходящими для возникновения жизни.
Как показывает анализ, возникновение сложных структур, а тем более жизни, во вселенных, где пространство имеет два или, допустим, четыре измерения, невозможно.
Рассмотрим этот важный вопрос подробнее. Почему у нашей Вселенной пространство имеет именно три измерения — длину, ширину и высоту, а не, скажем, два или пять измерений? То, что здесь кроется какая-то загадка, физики осознали достаточно давно. Еще известный австрийский физик Э. Мах прямо поставил вопрос: «Почему пространство трехмерно?» Серьезный анализ проблемы был начат физиком, уроженцем Вены П. Эренфестом.
Чтобы попытаться осознать суть этой проблемы, можно постараться представить, что было бы, если бы пространство имело число измерений, отличное от трех. Посмотрим, что при этом произойдет с простейшими взаимодействиями.
Одним из самых простых примеров физических взаимодействий является закон Кулона для покоящихся зарядов и закон Ньютона для тяготеющих масс. В обоих случаях сила взаимодействия ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния. Но еще немецкий философ И. Кант понял, что закон обратных квадратов есть следствие трехмерности нашего пространства. В самом деле, почему сила, например, электростатического взаимодействия ослабевает с расстоянием? Наиболее наглядный ответ заключается в том, что с ростом расстояния силовые линии поля распределяются на все большей поверхности сферы, охватывающей заряд и имеющей радиус, равный расстоянию, разделяющему заряд и пробную частицу. Площадь сферы растет как квадрат радиуса, значит, плотность силовых линий, пронизывающих эту сферу, уменьшается обратно пропорционально квадрату радиуса, что и определяет закон изменения силы.
Но сказанное справедливо только в трехмерном пространстве. Если пространство четырехмерно, то площадь трехмерной сферы (геометрического места точек, равноудаленных от центра в четырехмерном пространстве) пропорциональна уже кубу радиуса, для пространства пяти измерений эта площадь пропорциональна радиусу в четвертой степени, и так далее. Отсюда получается и закон изменения электростатической и гравитационной силы в многомерном пространстве. Почему так важно изменение закона падения силы в пространстве с разной размерностью?
Рассмотрим движение пробного заряда на круговой орбите вокруг центрального заряженного тела (с зарядом противоположного знака, чтобы было притяжение) в пространстве любого числа измерений. Пусть задан момент количества движения заряда (он не может меняться при движении, излучением волн мы пренебрегаем). Тогда центробежные силы всегда будут обратно пропорциональны кубу расстояния и не зависят от числа измерений пространства. Из механики известно, что для существования устойчивых круговых орбит необходимо, чтобы центробежные силы уменьшались с расстоянием быстрее, чем сила притяжения. Иначе движение по кругу будет неустойчивым и малейшее возмущение приведет либо к падению заряда к центру, либо к удалению его в бесконечность. А отсутствие устойчивых круговых орбит означает отсутствие вообще связанных состояний, когда заряд движется в ограниченной области пространства вокруг центрального тела. Из сказанного следует, что для существования связанных состояний необходимо, чтобы размерность пространства была не более трех. Такое заключение было получено впоследствии и в квантовой механике А. Гуревичем и В. Мостапаненко, а также Ф. Татерлини.