Лоуренс Краусс - Таємниці походження всесвіту

Проте це аж ніяк не зменшувало ентузіазму основного ядра відданих та дуже обдарованих фізиків, які працювали над теорією суперструн, яка нині зветься М-теорією, упродовж тридцяти років від зеніту її слави в середині 1980-х років. Періодично з’являються оголошення про видатні успіхи, проте М-теорії досі бракує ключового елементу, який зробив Стандартну модель таким тріумфом науки, – здатності контактувати зі світом, який можна виміряти, розв’язати непоясненні головоломки та надати фундаментальні пояснення того, яким чином наш світ постав саме таким, яким він є. Це не означає, що М-теорія неправильна, проте на цьому етапі це радше спекуляції, хоча й доброзичливі та гарно вмотивовані.

Тут і зараз не час і не місце для огляду історії, проблем та успіхів теорії струн. Я описував усе це в інших працях, як і багато хто з моїх колег. Варто пам’ятати: якщо уроки історії хоч що-небудь засвідчують, так це що авангардні фізичні ідеї хибні. Якби це було не так, теоретичною фізикою міг би займатися будь-хто. Щоб дійти до Стандартної моделі, знадобилося кілька століть, а якщо за відправну точку брати науку давніх греків, то навіть кілька тисячоліть влучань і промахів.

Тож ось де ми є. Чи чекають нас за рогом нові надзвичайні експериментальні здогади, здатні підтвердити чи спростувати деякі з найграндіозніших гіпотез фізиків-теоретиків? Чи ми стоїмо на краю пустелі й далі природа більше не даватиме нам жодних підказок щодо напрямку пошуків задля глибшого проникнення в базисну сутність космосу? Ми обов’язково це дізнаємося та будемо змушені змиритися з новою реальністю, якою б вона не виявилася.

З якими б іще хитрощами природи ми не зіткнулися, нещодавнє відкриття бозона Хіггса, найсвіжіше й одне із найвизначніших експериментальних та теоретичних досягнень видатної Стандартної моделі фізики елементарних частинок, стало чудовим вінцем понад двох тисячоліть інтелектуальних зусиль відважних та цілеспрямованих філософів, математиків і науковців, спрямованих на відкриття прихованої мозаїки, що лежить в основі нашого з вами існування.

Воно також наводить на думку, що чудовий усесвіт, у якому нам довелося жити, може не лише нагадувати – принаймні в метафоричному сенсі – крижаний кристал на віконному склі, а й бути настільки ж ефемерним.

Упродовж більшої частини моєї кар’єри мої власні дослідження були зосереджені на новій галузі космології, яка зветься астрофізикою елементарних частинок. Після зливи теоретичних здобутків 1960-1970-х років земні експерименти, обмежені нашою здатністю споруджувати складні машини на кшталт прискорювачів частинок, ледве-ледве за ними встигали. Унаслідок цього дехто з нас звернувся за порадами до всесвіту. Оскільки з теорії Великого вибуху випливає, що попервах усесвіт був розпеченим та густим, тодішні умови неможливо відтворити в земних лабораторіях. Проте якщо підійти до справи з розумом, можна пошукати залишкові сигнатури тих ранніх часів у космосі й дістати змогу перевірити наші ідеї, що стосуються навіть найезотеричніших аспектів фундаментальної фізики.

Попередня моя книга «Всесвіт із нічого» описувала революції в нашому розумінні еволюції всесвіту на великих масштабах і впродовж тривалих періодів часу. Наші дослідження не лише виявили існування темної матерії, яка, як уже було описано вище, скоріш за все, складається з нових елементарних частинок, яких досі не зафіксовано в прискорювачах (хоча ми, можливо, наблизилися впритул до цього), а й значно екзотичніші речі, а саме що основна енергія всесвіту міститься в порожньому просторі й на цей момент ми й гадки не маємо, звідки вона виникає.

Нині наші спостереження повернули нас у часи немовлячого віку нашого всесвіту. Ми зафіксували найдрібніші подробиці радіації, яка зветься реліктовим мікрохвильовим фоновим випромінюванням, яке бере свій початок від часів, коли всесвіту було лише триста тисяч років. Наші телескопи повертають нас у часи найперших галактик, які сформувалися приблизно через мільярд років після Великого вибуху, і дають нам можливість картографувати велетенські космічні структури, які містять тисячі галактик та простягаються на мільйони світлових років, розкидані тут і там посеред приблизно сотні мільярдів галактик у видимому всесвіті.

Для пояснення всього цього теоретики спираються на ідею, що виникла завдяки розвитку теорій Великого об’єднання. 1981 року Алан Гут збагнув, що фазовий перехід, який спричиняє порушення симетрії й може мати місце на ТВО-масштабі, одному з початкових масштабів усесвіту, може не бути ідентичним фазовому переходу, який порушує симетрію між слабкою взаємодією та електромагнетизмом. У випадку ТВО БХ-подібне поле, що конденсується в просторі задля порушення ТВО-симетрії між сильною й електрослабкою силами, може на мить застигнути в метастабільному високоенергетичному стані, перш ніж повернутися у врівноважений стан своєї остаточної конфігурації. Перебуваючи в цій конфігурації «лжевакууму», це поле зберігатиме енергію, яка вивільниться тоді, коли поле зрештою повернеться у врівноважений стан своєї преференційної найменш енергетичної конфігурації.