Другой аргумент основывается на уже упомянутой Friedmann-Lemaitre (FL) модели, подтвержденной наблюдениями. Но так или иначе проблемы, связанные с астрономическими наблюдениями, невозможность точного измерения расстояний не позволяют вполне полагаться на этот аргумент. То есть теоретически астрофизическая космология может решить эту задачу, но практически она не в состоянии предъявить достаточное доказательство, основанное на наблюдениях, в силу указанных ограничений.
Таким образом, общепринятой является пространственная однородность (гомогенность) Вселенной, хотя и доказанной ее считать невозможно.
Однако альтернативой является предположение, что мы живем в пространственно неоднородной сферической Вселенной, при том, что все равно наша галактика находится близко к ее центру с космологическим красным смещением (cosmological redshift)[33], частично объяснимым гравитацией.
Подобным образом данные, получаемые от наблюдения сверхновых в других галактиках (supernova data), интерпретируются как доказательство космологической константы, что тоже может служить доказательством негомогенности без необходимости введения понятия темной “dark energy”. Большинство космологов не принимают подобного подхода, однако не существует доказательства, что он неверен. Приведенные факты иллюстрируют дополнительную неопределенность в этом вопросе, напоминая, что доказательство гомогенности Вселенной не так просто, как кажется.
Давайте рассмотрим так называемый физический аргумент. Он гласит, что физические процессы, такие как космологическая инфляция[34], делает существование гомогенной Вселенной очень вероятным, во всяком случае, более вероятным, чем существование негомогенной Вселенной. Хотя это и важный аргумент, мы должны отдавать себе отчет, что мы всего лишь заменяем обсервационный тест теоретическим предположением, которое может быть как верным, так и неверным.
Может показаться, у космологов нет конкретного доказательства, что инфляция действительно имела место на ранних стадиях развития Вселенной. Инфляционная теория популярна потому, что она в состоянии предсказать анизотропию реликтового излучения на малой шкале.
Однако и другие модели могут дать подобные предсказания.
Не означает ли это, что прежде чем пытаться объяснить инфляцию с помощью «темной энергии» “dark energy[35]”, стоит найти более весомое доказательство, что инфляция имела место?
Неопределенность Вселенной в нашем представлении порождает ситуацию, при которой гипотетические явления объясняются новыми гипотетическими материями, и этой бесплодной деятельности не видно конца.
Одним из выходов из сложившегося положения может стать переосмысление понятия времени в рамках науки космологии. Так, например, Джулиан Барбур (Julian Barbour) в своей книге «Конец времени: следующая революция в физике»[36], впервые опубликованной в 1999 г., отрицает существование времени, считая его не более чем иллюзией. Книга начинается с описания развития взглядов автора на время. После окончания физического факультета Барбур увлекся идеями о новой интерпретации времени. Он ознакомился с работами Поля Дирака (Paul Dirac), котрые привлекли его внимание к квантовой физике.
Несмотря на то что воззрения, отрицающие существование времени, противоречат нашим интуитивным ощущениям, Барбур пытается убедить читателя, что наши ощущения в какой-то мере соответствуют Вселенной, в которой отсутствует время. Барбур подчеркивает, что многие ученые давно уже расстались с мыслью о том, что «Я» существует во времени. Мы воспринимаем себя как вневременных субъектов с нашими воспоминаниями и планами на будущее. Если серьезно воспринимать выводы атомной теории, то следует заявить, что кошка, которая подпрыгнула, это не та же кошка, которая приземлилась. Ведь облачка молекул, из которых состоят все объекты материального мира, постоянно меняются, причем эти перемены происходят с огромной скоростью. Микрокосмос постоянно изменяется, таким образом нельзя утверждать, что кошка или человек в своем физическом состоянии сохраняются неизменными с течением времени. Следующая революция в физике, по мнению Барбура, заставит прекратить обсуждение явлений и объектов в понятиях времени. Вместе с тем другого пути обсуждения не существует, поскольку само человеческое сознание основывается в своей деятельности на течении времени. Автор предполагает, что Вселенная состоит из вневременных составляющих, и время – лишь иллюзия, которая создается нашим сознанием, когда мы пытаемся обозревать и анализировать окружающий мир. Поток человеческого сознания и ощущение текущего момента, длящееся примерно секунду, зиждутся всего лишь на нашем восприятии мира. В человеческом мозге информация о прошлом связывается в причинно-следственную цепь с информацией о настоящем моменте. Таким образом, время – это, скорее, характеристика мыслительного процесса, пусть абсолютно необходимая для мышления, однако свойственная исключительно мыслящим индивидам. В работе Барбура мозг человека именуется «капсулой времени» “time-capsule”. Его рассуждения остались бы не замеченными, если бы Барбур не применял математику для переосмысления фундаментальной физики без использования параметра времени. Он дал своей вселенной без времени название «Платония» в честь вечных форм, о которых говорил Платон. Платония Барбура состоит из бесконечного числа «сейчас» – “nows”. По утверждению Барбура, такой «безвременной подход» позволяет объяснить загадку «стрелы времени». Во всех прочих космологических теориях время течет из особого момента, который именуется «началом Вселенной», в сторону ее будущего, ее «конца».
Но в Платонии нет никакого «начального момента», потому что в ней нет времени, и значит, не может быть выделенной во времени точки. Подобно Платонии для трех точек, в которых есть особая конфигурация Альфа (где все частицы системы находятся в одном месте), так и в общем виде, для всей Вселенной, Платония тоже имеет некую особую точку, или конфигурацию Альфа, когда все частицы Вселенной находятся в одном месте.
Кроме того, говорит Барбур, «безвременной подход» к «рождению Вселенной» позволяет избежать сингулярности Биг Бэнга, где, как мы уже говорили, возникают огромные трудности из-за чудовищного «искривления» обычных пространства и времени. Барбур не теряет надежды проверить свои утверждения экспериментально.
Для простоты понимания давайте представим Вселенную в ее пространственно-временной форме в виде амфоры. В таком случае точкой Альфой можно считать остроконечное дно амфоры. Однако никто не возьмется утверждать, что амфора развилась из этой точки и что все ее части не существуют одновременно.
Было бы весьма занятно, если бы измерения, предназначенные проверить, как расширяется Вселенная со временем, в конечном счете послужили бы доказательством того, что никакого времени (и расширения в нем) в природе нет и в помине. А если мы все же имеем твердое ощущение направленного времени, то это лишь потому, что наш мозг сформировался в условиях макромира, управляемых законами Ньютона и Эйнштейна, которые описывают «истинный», «безвременный» мир лишь приблизительно, при помощи «надуманной» категории «времени».
Глава 6
Отмена общепринятого понятия времени
За месяц до смерти Альберт Эйнштейн, выражая соболезнования родным своего усопшего друга Бессо, писал, что «различие между прошлым, настоящим и будущим есть всего лишь иллюзия, хотя и очень трудно преодолимая, и смерть не более реальна, чем та жизнь, которую она завершает».
Время – это упрямая иллюзия, в рамках которой протекает всё наше существование и вне которой мы не можем представить себе ничего. И всё же время – не более чем очередной обман наших чувств. Многое, как мы увидим, доказывает тот факт, что наши переживания, связанные со временем, наивны; от этого, однако, они не становятся менее мучительными. У Льюиса Кэрролла Алиса плачет, когда ей говорят, что она нереальна, а только снится, и на ее возражение, что если она плачет, значит, она реальна, отвечают: «Не думаешь ли ты, что эти слезы реальны?» Так и мы, как бы себя ни убеждали, какие бы научные и философские доказательства реальности и нереальности времени ни приводили, останемся всего лишь людьми, со всем ворохом своих иллюзий и заблуждений. Коперник не сдвинул человека из центра Вселенной, Дарвин не сделал человека потомком обезьяны, и Фрейд не развенчал его разум, погрузив в хаос бессознательного. Человек всегда остается человеком, несмотря ни на какие философские воззрения и научные открытия, но, возможно, обратив внимание на тот факт, что время, приносящее ему самое огромное страдание, время, обрекающее его на небытие, само является хоть и очень упрямой, но всего лишь иллюзией, он посмотрит на этот мир с улыбкой и облегчением, ощутит свою вечную сопричастность мирозданию, и в этом чувстве и будет заключено его обретение вечности. А дальше пусть человек окунается во вселенную своих собственных иллюзий, нелепых страданий и глупых целей, которыми наполнены наши дни. Пусть так, но однажды ухваченная мысль, что и время – не что иное, как всего лишь упрямая иллюзия, оставит в нем лучик надежды, что приговор его в этой жизни не столь «окончателен и обсуждению не подлежит».
33
В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приемника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчета (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Следует отметить, что в космологии красное смещение интерпретируется не как результат действительного существования скорости удаленной галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчета, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.
34
Инфляционная модель Вселенной – гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого взрыва (при температуре выше 10 в 28 степени градусов K), предполагающая период ускоренного по сравнению со стандартной моделью горячей Вселенной расширения. Предложена в 1981 г. Аланом Гутом и Андреем Линде.
35
Темная энергия – в космологии гипотетическая форма энергии, имеющая отрицательное давление и равномерно заполняющая всё пространство Вселенной. Согласно общей теории относительности, гравитация зависит не только от массы, но и от давления, причем отрицательное давление должно порождать отталкивание, антигравитацию. Согласно последним данным, обнаружившим ускоренное расширение Вселенной, такая сила должна действовать в космологических масштабах. Темная энергия также должна составлять значительную часть так называемой скрытой массы Вселенной. Существует два варианта объяснения сущности темной энергии: темная энергия есть космологическая константа – неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство; темная энергия есть некая квинтэссенция – динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени. Окончательный выбор между двумя вариантами требует высокоточных измерений скорости расширения Вселенной, чтобы понять, как эта скорость изменяется со временем. Темпы расширения Вселенной описываются космологическим уравнением состояния. Разрешение уравнения состояния для темной энергии является одной из самых насущных задач современной наблюдательной космологии.
36
Barbour, Julian. The End of Time: The Next Revolution in Physics. Oxford University Press, 2001.