Фото: Коллаж PublicPost/Алла ВласкинаТекст: Роман Фишман
Валерий Рубаков:
"Сам вопрос возник достаточно давно, в середине 1980-х годов, когда появилась гипотеза о том, что в начале своей жизни Вселенная проходила через очень короткий, но очень бурный период инфляции. За это время она успела "раздуться" с микроскопических до огромных размеров, намного превышающих размер видимой части Вселенной. Тогда был предложен механизм, объясняющий, как такое расширение может происходить, и он оказался очень полезным для объяснения некоторых свойств современного мира.
Инфляционная модель до сих пор не подтверждена, это по-прежнему гипотеза. Но она стала почти общепринятой и теоретически достаточно хорошо проработана. Теоретики описали поля и состояния, которые необходимы для такого бурного инфляционного расширения. Тогда возник и вопрос о том, можно ли — хотя бы в теории — создать такие же условия искусственно, в лаборатории?
Если на крохотном участке пространства мы сможем смоделировать ситуацию, которая привела к инфляции нашей Вселенной, то мы тем самым начнем инфляцию на этом участке. Мы вызовем его моментальное расширение до гигантских размеров и фактически рождение новой Вселенной, "дочерней" нашему собственному миру.
Это, конечно, большое теоретизирование, пока очень и очень далекое от реальности, но вопрос очень занятный. И в те годы на него ответили, что — нет, так сделать невозможно в принципе. Считалось, что у всех физических полей, которые существуют в природе, у всех, которые были описаны к тому времени, и вообще всех, которые можно представить, плотность энергии со временем может только уменьшаться. Другого не дано.
В этих рамках, действительно, создать условия для инфляции и "вырастить" из микроскопического кусочка нашей Вселенной новую оказывается невозможно. Нам придется закачать в этот кусочек огромную энергию, а сделать это не позволят как раз поля, плотность энергии в которых со временем может лишь падать. Тогда это временно закрыло вопрос: создать Вселенную "в лаборатории" нельзя в принципе.
Однако за прошедшие годы теоретики нашли поля, которые обладают таким странным свойством, что со временем они сами по себе, без внешних воздействий, увеличивают плотность своей энергии. Это, например, "галилеоновы" поля. В природе они не существуют — а может, мы их просто пока не открыли — но теоретически вполне могут существовать. Их существование в рамках современной физики ничему не противоречит.
Это означает, что вопрос о создании рукотворной Вселенной можно ставить по-новому: отрицательный ответ, полученный раньше, к галилеоновым полям не относится. Собственно, в рамках этих полей я и подошел к этому вопросу, предложив теоретическую модель того, как можно было бы, используя галилеоновы поля, создать условия для быстрого расширения изначально маленькой области пространства и рождения новой Вселенной "из пробирки".
Такая модель не противоречит никаким известным законам физики, но она действительно создает условия для расширения, похожего на инфляционное. Для появления области огромных размеров, которая по всем параметрам будет выглядеть, как новая Вселенная.
Если мы представим экспериментатора, которому это удалось, то со стороны для него это будет выглядеть как некая воронка в пространстве. Как маленькая дырочка, кротовая нора, пройдя через которую, он окажется в новой огромной Вселенной. Физические законы и константы эта "дочерняя" Вселенная унаследует от нашей. Все в ней будет таким же, просто это будет новый мир.
Словом, теоретически такая ситуация возможна — вопрос, прежде всего, в том, есть ли действительно в природе такие необычные галилеоновы поля. Пока они существуют лишь на кончике пера, и в современной физике элементарных частиц они совершенно не нужны. С другой стороны, "никогда не говори никогда": возможно, они обнаружатся в рамках новой теории гравитации.
Во всяком случае, сегодня есть гипотезы, предлагающие на основе этих полей космологический сценарий, альтернативный инфляции. Если инфляция подразумевает развитие Вселенной из точки сингулярности, с Большого Взрыва, то эти гипотезы стартуют с неподвижной, плоской и пустой Вселенной, имеющей практически нулевую начальную плотность энергии. И тогда эти странные поля, которые способны наращивать свою энергию, приводят к расширению Вселенной и появлению в ней материи без какого-либо взрыва. Такая игра ума".