Аманда Гефтер - На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё

Когда Вселенная перейдет в истинный вакуум, вся кинетическая энергия инфлатонного поля высвободится, разогрев зарождающуюся Вселенную до тысячи триллионов триллионов градусов и заполнив ее излучением. То, что когда-то было крошечной квантовой флуктуацией плотности материи и энергии размером порядка 10 —33сантиметра, теперь растянулось до астрономических размеров, покрытое тонкой рябью и рассеченное глубокими долинами на всем протяжении пространства, определяя гравитационный ландшафт, которому в конечном счете предстоит стать сетью звезд и галактик.

Горячая Вселенная продолжает расширяться за счет инерции инфляции. Первые 380 000 лет горячая плазма настолько плотно заполняет пространство, что даже свет не может распространяться через него. Любой фотон, который пытается выкарабкаться оттуда, быстро поглощается протонами или электронами. Но по мере расширения Вселенной ее температура снижается, и частицы замедляются в достаточной степени, чтобы образовывать связанные состояния. По мере того как материя самоорганизуется в ядра, а затем и в атомы, фотоны, высвобожденные из непрозрачной плазмы, устремляются путешествовать по Вселенной самостоятельно. Эти высвобожденные фотоны первого поколения как раз и составляют микроволновой фон, отпечаток Вселенной от времени.

В то время как фотоны беспрепятственно распространяются в пространстве, частицы собираются в областях с повышенной плотностью, высеченных квантовыми флуктуациями, положив начало цепной реакции гравитационного коллапса. Материя громоздится и уплотняется, ее температура неуклонно растет, пока, примерно через двести миллионов лет, не запустится ядерный синтез. В этот момент пейзаж резко изменяется: звезды начинают сиять во тьме, рассеянные по всему небу. Цепная реакция продолжается – звезды сливаются в галактики, галактики в кластеры, кластеры в сверхскопления.

Все это время Вселенная продолжает лениво расширяться. В конце концов родилась звезда, вокруг которой какой-то каменистый мусор образовал планетарную систему. На одной конкретной каменистой планете, третьей от звезды, такие элементы, как кислород, водород и углерод, оказались вместе, элементы, рожденные в печах других звезд, взорвавшихся суперновых, и преодолевшие пустое пространство, чтобы в один прекрасный день оказаться на счастливой планете, где они смогли объединиться и создать условия, пригодные для жизни. Жизнь из какой-то первобытной слизи росла, размножалась и эволюционировала до тех пор, пока – раз! – и не появились на свете мы.

Только история на этом не заканчивается. Если инфляция и в самом деле была, то она была не раз. Пока наша скромная Вселенная эволюционировала, вокруг происходило что-то гораздо, гораздо большее. Благодаря квантовой случайности ложный вакуум, из которого родилась наша Вселенная, не мог распадаться везде с одной и той же скоростью. В то время как одна область ложного вакуума скатывалась в основное состояние, с возникновением нашей Вселенной, другие области отставали. В конце концов они также испытают распад, образуя другие вселенные, навсегда изолированные от нашей собственной. И так далее, до бесконечности… Не важно, как много родилось вселенных, всегда существуют области ложного вакуума, и процесс возникновения вселенных никогда не заканчивается. Инфляция идет перманентно.

Даже если мы допустим, что расширение произошло единожды в нашей космической истории, мы вдруг обнаружим бесконечное число вселенных за пределами нашей собственной, постоянно растущую мультивселенную, Мета-Вселенную с большой буквы, состоящую из причинно не связанных малых вселенных, возникающих последовательно одна из другой в непрерывном процессе рождения и размножения. И хотя все они подчиняются некоторым общим фундаментальным законам физики, каждая вселенная рождается со своими локальными законами, своей геометрией, своим набором физических констант, своим семейством элементарных частиц, своим собственным спектром взаимодействий и своей уникальной историей. Реальность в целом напоминает необъятное космическое лоскутное одеяло, дико разнообразное и быстро устремляющееся в бесконечность.

Данные WMAP позволили космологам составить подробную карту микроволнового излучения неба, на которой видны небольшие отклонения от средней температуры, горячие и холодные пятна, температуры которых различались лишь на одну стотысячную градуса… Эти пятна образовались на этапе, когда плотная плазма все еще заполняла раннюю Вселенную, они – свидетели борьбы между гравитацией и электромагнетизмом. Если гравитация пыталась плотнее сжать плазму, то электромагнитное излучение пыталось раздуть ее. Это напоминало игру с перетягиванием каната, сжатие и растяжение меха плазменной гармошки. Когда плазма плотнее сжата, она нагревается, а когда она расширяется, она охлаждается, оставляя за собой горячие и холодные области, которые WMAP обнаружил четырнадцать миллиардов лет спустя.