Прикиньте, чуваки: мы живем в бесконечном космосе, но при этом видим лишь крошечную его часть. Это как если бы вы стояли посреди океана и могли видеть только до горизонта. За ним, конечно же, есть еще океан, но для вас он невидим. Вот так и с нашей Вселенной: то, что мы можем наблюдать, — это лишь верхушка айсберга, наш так называемый «наблюдаемый космос».
Но что же находится за этой невидимой чертой? Это вопрос, который не дает покоя ученым, философам и просто любопытным умам вроде меня. Давайте попробуем разобраться, что там, за пределами нашего космического окна.
Наблюдаемая вселенная: наш космический пузырь
Для начала давайте четко определимся: что такое наблюдаемая Вселенная? Это не вся Вселенная. Это та ее часть, свет от которой успел дойти до нас с момента Большого взрыва. Представьте себе: свет путешествует со скоростью 300 000 километров в секунду. Вселенная существует примерно 13,8 миллиарда лет. Значит, мы можем видеть объекты, расположенные на расстоянии до 13,8 миллиарда световых лет от нас, верно? Не совсем.
Тут кроется один подвох, и он заставляет мозги скрипеть. Вселенная не статична, она расширяется! И расширяется она чертовски быстро. Пока свет от далекой галактики летел к нам, сама галактика успела отдалиться еще дальше. Поэтому радиус наблюдаемой Вселенной сегодня составляет около 46,5 миллиарда световых лет. То есть, наш космический «пузырь» имеет диаметр порядка 93 миллиардов световых лет. Все, что находится за его пределами, для нас пока просто недосягаемо, как бы мы ни старались. Мы видим только прошлое этих объектов, их свет, излученный миллиарды лет назад, когда они были гораздо ближе.
Что там, за горизонтом событий?
Вот мы и подошли к самому вкусному: что же там, за этим горизонтом? Есть несколько основных гипотез, и каждая из них по-своему отвал башки.
Больше того же самого, но очень много
Самая простая и, пожалуй, наиболее принимаемая научным сообществом гипотеза: за пределами наблюдаемой Вселенной находится… еще больше Вселенной. И она очень похожа на ту, что мы видим.
-
Космологический принцип: Это краеугольный камень современной космологии. Он гласит: Вселенная однородна и изотропна в больших масштабах. То есть, если вы посмотрите на нее из любой точки, она будет выглядеть примерно одинаково во всех направлениях. Нет никакого «центра» или «края». Это как если бы вы взяли огромный пирог: любой, кто попробует кусочек, скажет, что он везде одинаковый. Это предположение подтверждается наблюдениями реликтового излучения – эха Большого взрыва, которое удивительно равномерно по всему небу.
-
Инфляционная модель: Эта теория (предложенная, например, Андреем Линде и Аланом Гутом) объясняет, почему Вселенная такая большая, плоская и однородная. Она предполагает, что сразу после Большого взрыва произошел период сверхбыстрого, экспоненциального расширения – та самая космическая инфляция. Если инфляция была такой мощной, то она растянула маленький кусочек пространства до невероятных размеров, сделав его гораздо, гораздо больше, чем наша наблюдаемая часть. Настолько больше, что мы видим лишь микроскопический фрагмент этого колоссального целого. И в этом случае, за пределами нашего пузыря просто простираются те же самые галактики, скопления, звезды и пустоты, что и у нас, просто они находятся так далеко, что их свет до нас еще не дошел.
По сути, это означает, что наша наблюдаемая Вселенная – это всего лишь крошечный остров в океане одной и той же, но гораздо большей Вселенной. Представьте, что вы видите только одну каплю воды из всего Мирового океана, но она дает вам представление о том, что такое вода.
Мультивселенная: не одна, а целая куча вселенных
А вот это уже потяжелее. Концепция мультивселенной – это настоящий взрыв мозга, который предполагает существование не одной, а множества вселенных. Есть несколько уровней этой идеи:
-
Уровень I: Бесконечное повторение. Если наша Вселенная действительно бесконечна и однородна (как предполагает космологический принцип), то рано или поздно все возможные конфигурации материи и энергии должны повторяться. Это значит, что где-то там, за пределами нашего горизонта, существует точная копия вас, читающая эту статью. Или ваша версия, которая стала рок-звездой. Или та, что никогда не родилась. Это чистая математика: если вариантов конечное число, а пространство бесконечно, то повторения неизбежны. Правда, эти «двойники» находятся на совершенно умопомрачительных расстояниях, настолько больших, что даже не имеют смысла для нашего понимания.
-
Уровень II: Пузырьковые вселенные (из вечной инфляции). А вот это уже следствие той самой инфляции. Некоторые теории, например, модель вечной инфляции (тоже развиваемая Андреем Линде, Александром Виленкиным и другими), предполагают, что инфляция никогда не заканчивается везде одновременно. В каких-то регионах она прекращается, образуя «пузыри» – наши собственные Вселенные со своими физическими законами. А в других местах она продолжается, рождая новые и новые пузыри. Получается такая космическая пена, где каждый пузырь – это отдельная Вселенная, возможно, с совершенно другими свойствами, константами и даже количеством измерений. Это как бесконечная фабрика по производству вселенных! И наша Вселенная – лишь один из таких пузырьков.
-
Уровень III: Квантовые мультивселенные (многомировая интерпретация). Это уже из области квантовой механики, где все становится совсем уж странно. Многомировая интерпретация (Эверетт III) утверждает, что при каждом квантовом измерении, когда система должна «выбрать» одно из возможных состояний (например, электрон находится здесь или там), Вселенная не «делает выбор», а расщепляется на множество параллельных вселенных, в каждой из которых реализован один из возможных исходов. То есть, если вы подбросили монетку, и она упала орлом, то в одной вселенной она орел, а в другой – решка. Это происходит постоянно, каждую наносекунду, создавая бесконечное дерево реальностей. Жесть, да?
-
Уровень IV: Математические вселенные. Самая радикальная идея, предложенная Максом Тегмарком. Она говорит, что наша Вселенная – это всего лишь одна из возможных математических структур. Если математика универсальна, то любая непротиворечивая математическая структура должна существовать как реальная Вселенная. Это означает, что где-то там могут быть вселенные, где нет пространства и времени в нашем понимании, или где действуют совершенно другие правила. Это уже совсем за гранью нашего воображения.
Неизвестное и непостижимое
Помимо этих, казалось бы, уже достаточно безумных идей, есть и другие, которые еще сильнее расширяют границы нашего понимания. Что, если за пределами нашей Вселенной существуют другие измерения, недоступные нам? Что, если законы физики там совершенно иные? Что, если наша Вселенная – это всего лишь часть чего-то гораздо большего, например, некой «материнской» Вселенной, из которой она родилась?
Эти вопросы пока что остаются в области спекуляций, но они показывают, насколько мало мы знаем и насколько огромны просторы для будущих открытий. Ученые постоянно работают над новыми моделями, исследуют данные, пытаясь найти хоть какие-то косвенные доказательства этих гипотез. Например, некоторые исследователи ищут «отпечатки» других вселенных в реликтовом излучении, надеясь найти аномалии, которые могли бы быть результатом столкновений с другими пузырями.
Пока что мы, как первобытные люди, смотрим на звезды и пытаемся понять, что это за мерцающие точки. Наша наблюдаемая Вселенная – это наш уютный, но ограниченный дом. А за его пределами… за его пределами простирается бескрайний и таинственный океан возможностей, который ждет, когда мы сможем до него доплыть. Или хотя бы заглянуть одним глазком.
