Я ЕСМЬ АЛЬФА и ЛЯМБДА

В конце прошлого века космологи, после 100 лет бурных дебатов, пришли, наконец, к консенсусу относительно генезиса вселенной. Согласно консенсусной теории, вначале было не "слово", а невообразимо горячая и плотная материя в виде газа и радиации. На протяжении вот уже 15 миллиардов лет материя расширяется и остывает. Галактики и другие сложные структуры образовались из микроскопических "семян" - квантовых флуктуаций - которые выросли до космических размеров за короткий период взрывного расширения вселенной. Лишь небольшая часть материи состоит из химических элементов таблицы Менделеева, с которыми мы повсеместно встречаемся. Основная масса вселенной приходится на "темную материю" - элементарные частицы, которые не взаимодействуют со светом.

Эта стройная теория просуществовала совсем недолго, всего несколько десятилетий, в космических масштабах времени - одно мгновение. И похоронил ее мистический "пятый элемент", неожиданно выплывший из глубин метафизики на поверхность научных изысканий. Дело в том, что за последние пять лет астрофизические исследования показали, что два миллиарда лет назад темпы расширения вселенной начали быстро расти - вселенная стала не просто расширяться, но расширяться с заметным ускорением. Произведенные на основе этого открытия расчеты показали, что на "светлую" (наблюдаемую) и темную (за пределами наблюдения) материю приходится менее половины всего, что существует во вселенной. Основная субстанция вселенной - это "темная энергия", обладающая антигравитационным свойствами. Такая темная энергия, по расчетам, составляет 70% всей вселенной, темная материя - 26, обычная наблюдаемая материя - всего полпроцента, радиация - 0,005. Тогда как гравитация соединяет химические элементы и темную материю в галактики и звездные системы, темная энергия равнораспределенно пронизывает космос своими отталкивающими силами.

Снимок телескопа Хаббл: анализ яркости сверхновой (в левом нижнем углу) свидетельствует о том, что темпы расширения вселенной возрастают

Само понятие антигравитации было введено Альбертом Эйнштейном в 1917 году, когда он попытался построить статическую модель вселенной. Как и большинство ученых того времени, Эйнштейн считал, что вселенная не изменяется в объеме - ни сокращается, ни расширяется. Для поддержания вселенной в состоянии равновесия ему пришлось ввести в рамках общей теории относительности некую энергию вакуума, которая уравновешивает всемирное притяжение - гравитацию. Эту энергию пустоты Эйнштейн по-научному назвал "космологической постоянной", которую обозначил греческой буквой лямбда ( ). Позднее, когда было открыто расширение вселенной, Эйнштейн покаянно отрекся от квинтэссенции, назвав ее своей самой крупной ошибкой. Как оказалось, его покаяние было преждевременным: космологическая постоянная на самом деле работает, если ее значение подкорректировать в сторону завышения.

Основная проблема, с которой сталкиваются астрофизики, пытаясь найти научное объяснение темной энергии - это так называемая "точная настройка" (fine tuning). Объем темной энергии должен быть не слишком большим в момент образования вселенной, чтобы допустить соединение материи в галактики, и не слишком малым, чтобы воздействие этой энергии ощущалось через 15 миллиардов лет, то есть в наше время. Вакуум абсолютно инертен и сохраняет одну и ту же плотность на протяжении всего времени существования вселенной. Следовательно, объем темной энергии - энергии вакуума - не изменился за 15 миллиардов лет, несмотря на все изменения, которые происходили с материей. Таким образом, получается, что объем темной энергии должен был быть очень точно рассчитан с первого момента ее появления. Но кто это рассчитал? Если допустить существование демиурга, сотворившего весь наш мир и предрешившего его судьбу от начала до конца - "Я есмь Альфа и Омега, начало и конец" - ответ прост, однако такой метафизический подход, разумеется, не устраивает ученых.

В последнее время все больше космологов, пытающихся найти объяснение феномему темной энергии, склоняется к диалектическому объяснению темной энергии - к идее квинтэссенции (в переводе с греческого "пятый элемент"), которая рассматривает темную энергию как динамическое явление, в отличие от статической энергии вакуума. В древнегреческой философии существовала концепция, согласно которой вселенная состоит из четырех стихий (земли, воздуха, огня и воды) и квинтэссенции - эфемерной субстанции, которая препятствует падению планет в центр небесной сферы. В 1998 году ученые из Пеннсильванского университета Пол Стейнхардт (Paul Steinhardt - его статья о квинтэссенции в Scientific American использована в качестве материала для этой заметки), Роберт Калдвелл (Robert Caldwell) и Рахул Дейв (Rahul Dave) выдвинули новую концепцию квинтэссенции, согласно которой темная энергия неявным образом взаимодействует с материей и изменяется во времени, что позволяет ей естественным путем подстраиваться под наблюдаемое сегодня количественное значение. Как гласит эта теория, темная энергия схожа по своим свойствам с темной материей, за исключением того, что для нее характерно не гравитационное притяжение, а гравитационное отталкивание. По своим физическим свойствам квинтэссенция приближается к квантовому полю. В отличие от неизменной и гомогенной энергии вакуума, предложенной Эйнштейном, квинтэссенция как поле темной энергии может претерпевать сложные изменения и иметь различные значения в разных местах.

Если смотреть на эту же проблему "точной настройки" с точки зрения субъективизма, нельзя не обратить внимания на то, что темная энергия, возникнув в первые моменты рождения вселенной (по научным расчетам она появилась, когда возраст вселенной составлял одну секунду в минус 35-й степени), в течение десяти миллиардов лет оставалась в пассиве и проявилась только вместе с появлением человека - именно в период возникновения разума началось ускоренное расширение вселенной. Не говорит ли это о том, что хомо сапиенс, осознающий материю, это и есть та самая "темная энергия", повелевающая расширением материальных горизонтов вселенной? Это, кстати, объясняет, почему темная энергия недоступна восприятию человека: сознание может осознавать материю, но не может осознать самоё себя. Образно говоря, сознание - зеркало материи, но для себя у него нет подобного зеркала. Или, точнее говоря, нет в границах научного познания, потому что в теологии таким зеркалом является Бог. Однако, ученые и здесь выступили со своей теорией. По идее Мартина Риза (Martin Rees) и Стивена Вейнберга (Steven Weinberg), наш мир представляет собой лишь частный случай из большого множества вселенных, в которых энергия вакуума может принимать различные значения. При этом вселенные, в которых энергия вакуума значительно превышает 4 вольта на кубический миллиметр, могут быть более распространены, но они расширяются слишком быстро для того, чтобы в них успели образоваться звезды, планеты и живые существа. Вселенные с меньшей энергией вакуума должны встречаться гораздо реже. Получается, что наша вселенная обладает оптимальным значением энергии вакуума, и только в такой вселенной могут возникнуть разумные существа, которые будут в состоянии размышлять над ее природой.

Как бы то ни было, все теории сходятся на том, что источник темной энергии - вакуум, или говоря в философских терминах, пустота. И это не аллегория, а научное заключение: темная энергия присутствует даже там, где нет ни материи, ни радиации. Если перейти к теологическим категориям и сравнить судьбу вселенной с Армагеддоном, где Князь Света (демиург, сотворивший материю) сражается с Князем Тьмы (воителем небытия - пустоты), придется признать досрочную победу темных сил за полным их преимуществом в соотношении 20 к одному. Впрочем, эта метафора не совсем корректна: нет никаких оснований предполагать, что темная энергия несет с собой зло. Правда, сверхбыстрое расширение вселенной означает, что относительно скоро (через несколько миллиардов лет) материя может остыть до критических температур: образно говоря, темная энергия потушит звезды. Но, с другой стороны, победа гравитации ничем не лучше, поскольку означает коллапс вселенной в одну большую "черную дыру". Идеальным было бы сохранения "статус-кво", но это по сути означает застывший в своем развитии мир.

Похоже, единственное наше спасение - уход в другую реальность, где нет времени и пространства. Такая реальность уже существует в зародыше, она называется "виртуальной". В ней нет ни света, ни тьмы, ни добра, ни зла, ни жизни, ни смерти. Только чистый разум.