|
Ни одно существо, живущее
в области с обратным временем, не могло
бы родиться старым и умереть молодым!!!
ИСТОРИЯ НАБЛЮДАЕМОЙ ВСЕЛЕННОЙ
Ниже представлена краткая хронология важных событий
истории наблюдаемой Вселенной
- Пустое пространство, лишенное каких бы то ни было особенностей,
но обладающее небольшим количеством вакуумной энергии, а также редкими
длинноволновыми (низкоэнергетическими) частицами, сформировавшимися в
результате
флуктуаций заполняющих пространство квантовых полей.
- Излучение высокой интенсивности начинает внезапно
прилетать cо всех сторон сферическим фронтом с центром в
некоторой точке пространства. Когда излучение собирается
в точке, формируется так называемая «белая дыра».
- Белая дыра постепенно растет до миллиарда солнечных
масс благодаря аккреции дополнительного излучения, обладающего растущей температурой.
- Другие белые дыры начинают приближаться с расстояния
в миллиарды световых лет. Они формируют однородное распределение, медленно вращаясь одна около другой.
- Белые дыры начинают терять массу, выбрасывая газ,
пыль и излучение в окружающее пространство.
- Газ и пыль иногда взрываются, формируя звезды, которые группируются в галактики, окружающие белые дыры.
- Как и белые дыры, сформировавшиеся звезды получают
направленное внутрь излучение. Они используют энергию
этого излучения для превращения тяжелых элементов в легкие.
- Звезды рассеиваются, постепенно превращаясь в равномерно распределенный газ; вещество продолжает двигаться
как единое целое, становясь более плотным.
- Вселенная становится горячее и плотнее и в конце концов
«схлопывается».
Нет нужды говорить, что это очень необычный способ описания истории нашей Вселенной — последовательность
событий, обращенная назад во времени. Законы физики
работают и при смене хода течения времени на противоположный. Таким образом, указанная последовательность
вполне имеет право на существование наравне с привычной
для нас картиной. Цель этого изложения — показать, насколько в действительности неправдоподобна вся история нашей
наблюдаемой Вселенной
Идея о существовании вселенных с противоположной ориентацией «стрелы
времени» может показаться тревожащей. Если бы мы встретили кого-нибудь
из такой вселенной, мог бы он «помнить» будущее? К счастью, такое
рандеву никогда не сможет состояться. В описываемом нами сценарии те
области пространства, где время течет вспять, находятся очень далеко в
нашем прошлом, задолго до нашего Большого взрыва. Между нашими мирами
лежит обширная часть вселенной, в которой время, согласно нашей идее,
не движется совсем; там почти нет материи, и энтропия не меняется.
Заметим, тем не менее, что ни одно существо, живущее в области с
обратным временем, не могло бы родиться старым и умереть молодым, либо
продемонстрировать что-то еще, странное с нашей точки зрения. Для них
время текло бы совершенно обычным образом. Только при сравнении двух
миров наше будущее оказалось бы их прошлым и наоборот. Но такое
сравнение возможно только умозрительно, поскольку мы никогда не сможем
добраться до них, а они никогда не придут к нам.
Мы считаем, что на текущем этапе развития космологии нашу модель
нельзя признать ни истинной, ни ложной. Ученые обдумывают идею о
дочерних вселенных уже много лет, но мы до сих пор не понимаем процесс
их зарождения. Если квантовые флуктуации могли бы создавать новые
вселенные, они должны были бы создавать и многие другие вещи — например
целую галактику.
По сценарию, подобному нашему, для объяснения той Вселенной, которую
мы видим, нужно предсказать, что большинство галактик рождаются как
следствия событий, аналогичных Большому взрыву, а не как одинокие
флуктуации в пустом пространстве. Если это не так, то наша Вселенная
кажется очень неестественной.
Подчеркнем, что наша основная цель не в том, чтобы предложить
какой-либо конкретный сценарий структуры пространства-времени на
сверхбольших масштабах. Главной мы считаем ту идею, что удивительное
свойство нашего наблюдаемого мира — «стрела времени», берущая начало в
ранней Вселенной, обладавшей низкой энтропией, — может дать нить к
разгадке природы принципиально не доступной наблюдениям части
Мультиленной.
Как было сказано в начале статьи, очень хорошо обладать теорией,
согласующейся с реальными данными. Но некоторые космологи хотят
большего: мы ищем понимания законов природы и законов развития нашей
Вселенной, в которой все обладает смыслом для нас. Мы не хотим
ограничивать себя, принимая странные свойства нашей Вселенной как
простой набор фактов. Драматическая асимметрия времени дает нам ключи к
чему-то более глубокому, к глобальному понимаю пространства и времени.
Наша цель как физиков — использовать этот и другие факты для
построения единой картины всей Мультиленной.
Если наблюдаемая Вселенная — это все, что существует, то «стрела
времени» вряд ли может быть объяснена естественным образом. Но если
Вселенная вокруг нас есть маленькая часть огромного полотна
Мультиленной, то перед учеными открываются новые возможности. Мы можем
считать нашу область Вселенной всего лишь отражением тенденции большой
системы увеличивать свою энтропию неограниченно — как в далеком
будущем, так и в далеком прошлом. Перефразируя американского физика
Эдварда Триона (Edward Tryon), Большой взрыв проще понять, если не
считать его началом всего, но всего лишь рядовым событием, которое
происходит время от времени.
Другие исследователи работают над близкими идеями, и все больше
космологов серьезно воспринимают проблему «стрелы времени». Удивительно
просто наблюдать эту стрелу: все, что мы должны сделать — это добавить
немного сливок в свой кофе. Прихлебывая напиток, давайте задумаемся,
как такое нехитрое действо может быть прослежено на всем протяжении
пути к началу нашей наблюдаемой Вселенной, а возможно, и дальше.
Перевод: О.С. Сажина
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
-
Time’s Arrow and Archimedes’ Point: New directions for the Physics of Time. Huw Price. Oxford University Press, 1996.
-
Spontaneous Inflation and the Origin of the Arrow of Time. Sean M.
Carroll and Jennifer Chen. Submitted on October 27, 2004. www.arxiv.org/abs/hepth/0410270
-
Dark Energy and the Preposterous Universe. Sean M. Carroll in Sky
& Telescope, Vol. 109, No. 3, pages 32–39; March 2005. Доступно на:
at www.preposterousuniverse.com/writings/skytel-mar05.pdf
ОБ АВТОРЕ
Шон Кэрролл (Sean M. Carroll) — старший научный
сотрудник Калифорнийского технологического института. Область
исследований — космология, физика частиц и общая теория
относительности, в особенности вопросы темной энергии. Был награжден
грантами фондов Слоана и Паккарда, а также премией за преподавание
Совета по преподаванию аспирантам Массачусетсского технологического
института и медалью Университета Вилланова. Вне научного сообщества
Кэрролл наиболее известен как активный участник сетевого дневника
Cosmic Variance. Этот электронный ресурс не только является наиболее
известным блогом по науке в Америке, но и стал тем местом, где автору
статьи посчастливилось встретить свою будущую жену, писательницу
Дженнифер Олетт (Jennifer Oullette). |
