фото показано с : pulse-uk.org.uk

О ЧЕМ ГОВОРИЛ В СВОЕЙ НОБЕЛЕВСКОЙ РЕЧИ ПЕНРОУЗ И ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО?

Как возникла Вселенная, которую мы знаем? Как наука на сегодняшнем этапе ее развития объясняет ее происхождение?

Наиболее авторитетная и консервативная объяснительная модель, которую сегодня учителя доносят до школьников, а профессора университетов до своих студентов, – модель, основанная на данных, собранных космологами и физиками за последние десятилетия, и мигрирующая из учебника в учебник, утверждает, что все началось с Большого взрыва, до которого не существовало ни времени, ни пространства. Совсем ничего.

Но что, если это полумистическое «что-то» все же существовало?

В далеком 1927 году известный бельгийский астроном Жорж Леметр стал первым, кто сформулировал теорию бесконечно расширяющейся Вселенной (чуть позже подтвержденную Эдвином Хабблом). Леметр предположил, что, если умозрительно проследить расширяющуюся Вселенную назад во времени к самому началу, мы обнаружим особую точку, которую он назвал «первичным атомом». Эта идея, впоследствии причесанная и уточненная, и заложила основу современной теории Большого взрыва.

Теория Большого взрыва – это объяснение, опирающееся в основном на математические модели того, при каких обстоятельствах произошло рождение Вселенной. Космологическая модель Вселенной, представленная в теории Большого взрыва, объясняет, как она расширилась из первоначального состояния бесконечной плотности и температуры – того, что современные физики называют изначальной (или гравитационной) сингулярностью. Вслед за этим грандиозным расширением последовали космическая инфляция и резкое падение ее температуры. Любопытно, что во время этой «предбытийной» фазы Вселенная раздувалась с гораздо большей скоростью, чем скорость света – математический казус, который на какое-то время озадачил самого Эйнштейна.

Впоследствии космос был перегрет до такой степени, что однородный «суп» из элементарных частиц (кварков, лептонов и многих других) в какой-то момент все-таки стал остужаться, при этом понижение его температуры и плотности привело к образованию первых нейтронов и протонов, а также появлению не существовавшего до этого нового физического явления – времени.

Всего через несколько минут после расширения протоны и нейтроны начали стремительно притягиваться друг к другу, образовав первые ядра водорода и гелия. На момент описываемых событий радиус всей наблюдаемой Вселенной составлял не более 300 световых лет – то есть если бы мы летели от центра возникшего мира до его периферии со скоростью света, мы бы уложились в 300 лет – младенческий масштаб и возраст. Первые звезды и галактики стали появляться тоже очень быстро – примерно через 400 миллионов лет после этого события.

Важнейшим элементом всей модели Большого взрыва является наблюдаемый факт космического сверхвысокочастотного фонового излучения (реликтового излучения), представляющего собой электромагнитное излучение, «гудящее» до сих пор со времен зарождения Вселенной. Реликтовое излучение, или «космическое эхо» остается на сегодняшний день самым убедительным доказательством Большого взрыва.

Таким образом, подводя итог, можно тезировать самые важные моменты. Наиболее распространенная теория возникновения Вселенной утверждает, что она началась как бесконечно малая точка (с бесконечной плотностью), которая очень быстро расширилась (начав расширяться быстрее скорости света), а затем остыла, превратившись в современный космос, в котором уже затем возникли туманности, звезды и планеты. Некоторым космическим счастливчикам удалось даже обзавестись жизнью. Но что стало причиной этого загадочного события почти 14 миллиардов лет назад?

Если исходить из того, что Большой взрыв породил время, то говорить о предшествующих причинах просто невозможно, так как само понятие времени имеет смысл только тогда, когда оно уже существовало. Неразрешимый, казалось бы, парадокс, который мы смиренно должны принять и переварить в своей и без того полутуманной картине мира.

Но английский физик и математик Роджер Пенроуз убежден, что у него есть способ навсегда разрешить его, о чем он и заявил на вручении Нобелевской премии по физике в этом году. Более того, по словам Пенроуза, астрофизика могла бы найти физические доказательства, подтверждающие его правоту.

Роджер Пенроуз, лауреат Нобелевской премии по физике 2020 года, родился в уважаемой семье английских интеллектуалов – Лайонела Пенроуза и Маргарет Лизис. Мать была врачом, а отец – медицинским генетиком, пионером в изучении интеллекта и наследственных генетических заболеваний, членом Королевского общества (британский аналог академии наук). Интересным фактом является то, что его бабушка, Сара Натансон, была пианисткой и происходила из латвийской еврейской семьи. Какое-то время жила и работала в Санкт-Петербурге, но после новой волны еврейских погромов, как и сотни тысяч других евреев, покинула Россию. В 1896 году в Лондоне она обручилась с его дедом – Джоном Лизисом, профессором физиологии, членом Королевского общества и одним из создателей биофизики.

Вот в такой нетривиальной семье и появился будущий визионер, талантливый физик и математик Роджер Пенроуз.

Роджер Пенроуз долгое время занимал пост самого молодого ведущего профессора математики в Оксфордском университете. Его книги стали бестселлерами, а перечень научных наград и званий занимает несколько страниц – кажется, нет такой математической награды, которую бы он не получил. 25 лет назад его плеча коснулась шпагой королева Елизавета, произведя в рыцари – за многочисленные достижения в науке. Читая его книги, я всегда задавался лишь одним вопросом: почему еще нет «Нобеля»?! И вот новая вершина – Нобелевская премия по физике за открытие того, что образование черной дыры является надежным предсказанием общей теории относительности. Друг, сподвижник и соавтор Стивена Хокинга на сегодняшний день является крупнейшим в мире специалистом по черным дырам и общей астрофизике, выдающимся ученым современности, сделавшим ряд фундаментальных открытий в различных областях математики, общей теории относительности и квантовой механики.

Еще несколько лет назад сэр Пенроуз поставил на кон свою научную репутацию и бросил вызов всей мировой науке, астрофизике и космологии. Он противопоставил теории Большого взрыва свою новую теорию – теорию цикличности вселенных, которую академическое сообщество приняло с критической насмешкой – настолько парадоксальной она выглядит.

И тем не менее в своей нобелевской речи Пенроуз вновь озвучил свои идеи.

До Большого взрыва, когда наша Вселенная начала бесконечно расширяться, должны были существовать другие вселенные, и в настоящий момент мы лишь временно заняли их место.

«Большой взрыв не был началом. Что-то было до него, и это «что-то» ожидает нас и в будущем». Сэр Роджер Пенроуз.

По мнению нобелевского лауреата, Вселенная будет стремительно расширяться до тех пор, пока не произойдет окончательное остывание и распад всей материи. После этого мрачного события начнется следующий этап зарождения новой вселенной. И так – бесконечно.

«Сегодня мы наблюдаем Вселенную, которая расширяется и расширяется, а ее масса постепенно уменьшается. Согласно моей безумной теории, на горизонте грядущих событий неизбежно произойдет новый Большой взрыв», – добавил ученый.

Согласно конформной циклической космологии (так называется новая теория), жизнь Вселенной есть череда бесконечных циклов, которые автор называет эонами, в течение которых мироздание претерпевает радикальные изменения. Завершение одного цикла неразрывно связано с Большим взрывом и приводит к запуску нового цикла.

Помимо математических расчетов Перроуз опирается в своей теории и на обнаруженные в реликтовом излучении аномалии, имеющие форму концентрических кругов, температура которых существенно ниже температуры окружающего их излучения. По мнению Пенроуза, эти «круги на глади Вселенной» не что иное, как отголоски гравитационных волн, которые образовались при столкновении черных дыр на предыдущем цикле Вселенной. «Точки Хокинга» – так были названы аномальные зоны, по сути, «трупы черных дыр», которые пережили свои собственные вселенные, но сейчас находятся в конце своего существования, испуская радиацию в процессе своего окончательного исчезновения.

В одной из своих последних работ ученый представил карту возможного обитания сверхцивилизаций, существовавших во Вселенной до момента Большого взрыва. Пенроуз проанализировал карту реликтового излучения и интерпретировал ее аномалии (точки Хокинга) как возможные следы существования высокоразвитых технологических цивилизаций в предыдущем эоне Вселенной. Возникли даже гипотезы, что эти цивилизации (если они и правда существовали) были способны передавать некую информацию при помощи столкновений черных дыр.

«Итак, наш Большой взрыв начался с чего-то, что было далеким будущим предыдущего эона. Я утверждаю, что кроме классических черных дыр существуют черные дыры из прошлых вселенных, которые постепенно исчезают и являются источником испарения Хокинга. Они и образуют эти точки в небе, которые я называю точками Хокинга. Мы их видим. Эти точки примерно в восемь раз больше диаметра Луны и представляют собой слегка нагретые области».

Такая смелая и визионерская теория не могла не вызвать бурного научного обсуждения и жесткой критики сторонников других моделей. Несколько групп ученых пытались повторить наблюдения Пенроуза и подтвердить существование «Точек Хокинга», однако результаты пока все еще в процессе интерпретации. Так что на данный момент академическое сообщество по-прежнему не согласно с доводами ученого.

В ответ на критику сэр Роджер парирует: «Черные дыры точно так же отвергались официальной наукой долгие годы и принимались за забавные математические абстракции, хотя для нас с Хокингом изначально было очевидно, что они существуют, что впоследствии и было доказано. Важность и следствия этого открытия, по-моему, до сих пор недооценены».

Весьма интригующе, по-моему! Ведь если Пенроуз действительно прав, то это коренным образом переворачивает все наше понимание мира не меньше, чем теория эволюции Чарльза Дарвина перевернула в свое время представление о зарождении и развитии биологических форм жизни!

Еще один любопытный момент заключается в том, что существует одна религия, чьи космологические верования удивительным образом согласуются с предлагаемой Пенроузом моделью Вселенной.

Теория возникновения мира в индуистской космогонии рассматриваются историками как одна из древнейших и сложных религиозных аналогий вообще. Многие выдающиеся физики и космологи (в том числе Карл Саган, Нильс Бор и Ричард Фейнман – все нобелевские лауреаты) находили индуистские космологические верования крайне удивительными за их поразительное сходство с фактическими данными стандартной модели Вселенной.

Согласно индуистским текстам, Вселенная следует бесконечной циклической модели. По их мнению, на смену нынешней Вселенной придет бесконечное количество новых вселенных. Каждое такое повторение делится на две фазы – «калпа» (день Брахмы) и «пралая» (ночь Брахмы), и каждая из них длится 4,32 миллиарда лет.

Как бы там ни было, сама возможность существования погибших и грядущих Вселенных захватывает воображение. Ведь это дает основания задуматься над тем, возникала ли в них жизнь – и если да, то какая, к чему она приходила в своем развитии и доживала ли до окончания своего эона? По-моему, неиссякаемый источник новых идей для философии и научной фантастики!

«Именно безумные идеи двигают вперед науку, потому что для того, чтобы объяснить этот безумный мир, нужны еще более безумные идеи». Роджер Пенроуз.

Дмитрий Бурлуцкий

63 +