Каждая Вселенная имеет множество предысторий и множество возможных будущих состояний, то есть времена, подобные настоящему, спустя долгий срок после их возникновения. Большинство из этих состояний будут значительно отличаться от условий той Вселенной, которую мы можем наблюдать, а также будут слабо подходить для существования любой формы жизни. Только малая часть из них позволит созданиям, подобным нам, существовать. Таким образом, наше присутствие выбирает из этого огромного массива только те вселенные, которые совместимы с условиями нашего существования. Это дает нам ощущение себя как венцов творения, хотя мы слабы и незначительны.

С. Хокинг, Л. Млодинов. Великий замысел

Читая в Британском музее общедоступный цикл лекций об истории современной науки, Хокинг начинал рассказ о квантовой механике с вопроса, которым философы-метафизики задавались еще два с половиной тысячелетия назад: что будет, если дробить вещество все мельче и мельче? Есть ли пределы у подобного измельчения и каковы наименьшие размеры могут быть у частицы вещества? Это была, пожалуй, одна из самых трудных, поистине головокружительных проблем. Здесь можно вспомнить удивительное суждение греческого философа Анаксагора, утверждавшего в V веке до н. э., что в каждой частице, какой бы малой она ни была, есть города, населенные людьми, обработанные поля, светит солнце, луна и другие звезды.

В те далекие времена это вызывало только насмешки большинства, ведь и сейчас трудно согласиться с подобными утверждениями и вместить масштабы нашего мира в ничтожно малый объем атомов или даже элементарных частиц. Ведь масштабы видимой Вселенной — Метагалактики — завораживают. В одном нашем Млечном Пути насчитывается порядка 200 миллиардов звезд, а ведь подобных галактик десятки миллиардов! Неудивительно, что сопоставить сверхбольшое сверхмалому даже умозрительно очень трудно.

Тем не менее, подобной игре воображения предавались многие известные физики. Например, Нильс Бор в начале прошлого века объяснял планетарную модель строения атома, получившую название «атом Бора», с помощью аналогии, где электроны представали планетами, вращающимися вокруг солнца — атомного ядра. При этом он полусерьезно утверждал, что в планетарную модель атома вполне могут входить сверхмикроскопические обитатели планет-электронов. Они могут быть разумны и создать свою атомную физику, а потом вдруг обнаружить, что и их атомы также являются маленькими планетными системами…

Рассказывая на лекциях о сингулярном состоянии материи, Хокинг всегда останавливался на работах петербургского математика и физика Фридмана. В далеких 20-х годах прошлого века Александр Александрович заинтересовался общей теорией относительности. Развивая свои идеи, он показал, что при определенных условиях из математической точки может развиться новая Вселенная с мириадами звезд и галактик.

Согласно Эйнштейну, геометрические свойства пространства реального мира существенным образом зависят от того, как распределена в нем материя. Другими словами, окружающий нас мир, подобно изогнутому листу бумаги, обладает кривизной, и эта кривизна связана с гравитационным полем, все определяет плотность вещества. Если она достаточно велика, то все метрические соотношения привычной для нас геометрии Евклида меняются неузнаваемым образом! И весь Мир может стянуться в точку… Все это и послужило исходным материалом для гипотезы о том, что, возможно, вся наша Вселенная с мириадами галактик и биллионами звезд является микроскопической системой с размерами элементарной частицы! Подобные частицы в честь Фридмана были названы фридмонами.

В свою очередь Хокинг, исследуя связь свойств материи и пространства, пришел к выводу, что она может осуществляться на сверхглубоком, квантовом уровне, где могут быть спрятаны не только дополнительные измерения, но и целые миры-частицы… Поэтому на передний план выступили кембриджские теоретики, которые создали совершенно парадоксальный математический образ подобного мира, назвав его в честь отца-основателя квантовой физики Макса Планка: планкеон.

Наряду с другими вариантами «частиц-миров», вроде фридмонов, они входят в класс максимонов, образуя очень странные и полностью замкнутые миры, по идее, никак не проявляющие себя во внешнем пространстве. Из него не проникают наружу ни поля, ни световые лучи, и для стороннего наблюдателя он просто неотличим от окружающего пространства, не имея ни размеров, ни массы, ни электрического заряда. Таким образом, Хокинг получил совершенно фантастическую картину.

В ней вся наша Вселенная со всеми ее звездами, галактиками и туманностями оказывается замкнута в планкеонную оболочку. Впрочем, планкеоны как и фридмоны вовсе не обязательно должны заключать в себе только гигантские метагалактические структуры. Их содержимым могут быть и отдельные галактики, светила и даже планеты…

Более того, если исходить из теории Хокинга, получается, что любая элементарная частица в принципе может оказаться входом в иные миры. Проникнув через ее поверхность, мы можем очутиться в иной Вселенной с трудновообразимым содержимым, причудливыми галактиками, населенными странными цивилизациями. Оглянувшись же назад, мы бы увидели, что наша родная Вселенная сжалась до микроскопических размеров. Если бы мы захотели вернуться, то пришлось бы снова проделать весь путь по коридору между мирами. Путешествуя по различным планкеонам, мы встречали бы каждый раз новую реальность, и наше путешествие по иным мирам могло бы продолжаться до бесконечности. Интересно, что такие путешествия могли бы привести не только к перемещениям в пространстве, но и во времени.

Полностью замкнутый мир, по идее Хокинга, не проявляет себя вовне: из него не проникают наружу даже световые лучи. Значит, снаружи он должен представлять для стороннего наблюдателя нечто, не имеющее ни размеров, ни массы, ни электрического заряда.

Быть может, и наша Вселенная, по словам кембриджского теоретика, со всеми ее звездами, квазарами, галактиками и их скоплениями представляет всего лишь внутренний мир одного из максимона. Впрочем, миры-частицы не обязательно должны заключать в себе только гигантские мироздания. Их содержимое может быть и более скромным: например, содержать в себе одну лишь галактику или планетную систему…

С точки зрения физиков-теоретиков планкеоны и фридмоны представляют собой вполне математически реальные объекты и без каких-либо дополнительных гипотез их можно получить как решения систем уравнений релятивистской гравитации… Но как же все-таки Вселенная может сжаться до размеров атома? Вместе с другими кембриджскими теоретиками и Роджером Пенроузом Хокинг сумел показать суть процессов, «свертывающих» в единое целое масштабы макро- и микромира, наглядно демонстрируя возможность своеобразного космологического подхода к теории элементарных частиц.

Поразительно, но гипотеза Хокинга даже допускает опытную проверку. Для того чтобы наша Вселенная выглядела одной из разновидностей максимона, надо всего лишь, чтобы она имела некоторую строго определенную плотность материи, где-то в пределах 10^–29 грамма в кубическом сантиметре. Пока данные о регистрируемой средней плотности несколько ниже — примерно 10^–30 грамма в кубическом сантиметре, но это значение лежит в пределах допустимой погрешности. Разумеется, пока еще удивительные планкеоны и фридмоны являются лишь предвидением теоретика. Наука сейчас не может ответить, тождественны ли максимоны каким-то уже известным частицам, например протонам, или же это что-то совершенно новое, что еще только предстоит открыть опытным путем. Но как бы там ни было, концепция миров-частиц уже значительно обогатила квантовую космологию.

Чтобы хоть как-то представить себе необычный мир фридмонов, давайте совершим мысленное путешествие, которое некогда придумал Хокинг для одной из своих научно-популярных лекций.

Когда-то великий английский физик XVIII века Джеймс Кларк Максвелл ввел в обиход умозрительных физико-теоретических построений воображаемое существо, впоследствии названное демон Максвелла. Ему доступно все: наблюдать отдельные атомы, сортировать их, летать со сверхсветовыми скоростями… Представим, что этот демон, отправившись из центра нашей Вселенной, фридмона, начинает свое путешествие.

Демон встретит на своем долгом пути звезды, галактики, скопление галактик и скопление из скоплений… Но вот он приблизится к чудовищной воронке, соединяющей Вселенную фридмона с внешним миром. Пролетев через горловину наружу, максвелловский демон с удивлением обнаружил бы, что его родная Вселенная представляет теперь собой… всего лишь микроскопический объект. Так может быть, стремясь в космические дали, мы поднимаемся вверх по лестнице, идущей вниз? Что, если бесконечность мира скорее похожа на круг, где сколь угодно малые величины в то же время являются бескрайне большими?

Если наша Вселенная представляет собой замкнутый мир, то взаимное притяжение всех находящихся в нем тел — звезд, межзвездного газа и пыли, галактик и их совокупностей — будет в точности равно энергии их общей массы. Другими словами, будет существовать полное равенство инертной и гравитационной энергии. Так огромная Вселенная может оказаться почти в замкнутом мире, а ее внешние размеры могут быть микроскопическими и даже нулем.

Разумеется, так кажется внешнему наблюдателю: малая масса локализована внутри сферы микроскопически малого радиуса. Для наблюдателей же изнутри все выглядит совершенно по-другому: внутри этой кажущейся малой сферы в принципе может помещаться целая Вселенная со всеми своими галактиками, звездами и скоплениями галактик. Возможность существования подобных объектов вытекает из общей теории относительности. Теория допускает существование неограниченного числа фридмонов, а если учесть, что последние астрономические данные говорят о том, что во Вселенной может существовать электрически нейтральная скрытая масса, то вполне возможно, что и мир, в котором мы живем, не что иное, как фридмон.

Впрочем, фридмоны не обязательно должны заключать в себе только гигантские мироздания. Их содержимое может быть и более скромным: например, содержать в себе всего лишь одну галактику, звезду… А также несколько граммов или даже несколько сотых грамма вещества. Самое удивительное, что при всем этом все фридмоны внешне могут выглядеть совершенно одинаково. В таком случае, казалось бы, в природе должны встречаться частично замкнутые миры самых различных размеров, по крайней мере при наружном наблюдении. Ну а поскольку трудно представить себе, что огромная Вселенная имеет микроскопический электрический заряд, то фридмон, включающий в себя огромные миры, вроде бы должен иметь весьма малое распространение. Тут природа как бы проявляет симпатию к этому удивительному феномену.

Согласно расчетам Хокинга, почти замкнутая система с большим электрическим зарядом должна быть неустойчива. Чтобы обрести эту самую устойчивость, она стремится во что бы то ни стало выбросить из себя избыток электричества. Причем тот заряд, при котором система приобретет хотя бы хрупкое равновесие, должен быть как раз микроскопический, близкий к заряду, которым обладают многие элементарные частицы.

Таким образом, получается, что если пространство в какой-то момент времени и обладало большим зарядом, то через некоторое время заряд этот неизбежно уменьшится. А значит, соответственно сократятся размеры и масса пространства, каковыми они предстают перед сторонним наблюдателем. То есть, говоря проще, согласно математическим выкладкам получается, что стягивание гигантских миров в точку вполне вероятно.

Все эти и другие фантастические рассуждения не должны в принципе противоречить главной на сегодняшний день теории пространства-времени — ОТО, показывающей, как именно геометрические свойства нашего Мира зависят от распределения в нем материи. Проще всего было бы вспомнить двумерный мир, населенный плоскунами Хокинга. В этой модели Вселенная имеет вид изогнутого эластичного листа, кривизна которого определяется плотностью вещества, проявляя себя как гравитационное поле. Тогда вблизи гигантских масс все метрические соотношения привычной для нас геометрии Евклида будут меняться самым неузнаваемым образом, и весь Мир действительно может стянуться в точку…

Как-то раз на кафедральном семинаре Хокинга с участием Пенроуза и Торна в ходе мозгового штурма возникла идея о том, что максимон может проявить себя и как черная микроскопическая дыра. Правда, из такого его толкования на первый взгляд следует, что говорить о наличии какого-то внутреннего объема не имеет смысла, поскольку вся материя в процессе гравитационного коллапса должна превращаться в гравитационные волны.

В ходе обсуждения Хокинг заметил: необходимо учитывать обстоятельство, что далеко не вся материя коллапсирующей звезды превращается в гравитационные волны. Значительная часть первичного вещества, и, прежде всего, элементарные частицы, могут сохранять свою массу покоя. В процессе гравитационного коллапса эта часть вещества звезды увлекается гравитационными волнами в область виртуальной геометрии и уже из нее выбрасывается в другую вселенную (или в другую точку нашей Вселенной). Такую возможность вполне можно рассматривать как выбрасывание вещества звезды внутрь максимонов, принадлежащих этим вселенным.

При этом Торн дополнил утверждение Хокинга соображением о наличии у планкеонов конкретного внутреннего объема, поскольку в качестве миров-частиц могут рассматриваться не только вселенные с иной пространственной геометрией, но и с иными измерениями пространства-времени. Такая точка зрения, уточнил Пенроуз, автоматически объясняет устойчивость многомерной структуры миров-частиц. Нельзя говорить, устойчива или неустойчива эта структура, поскольку друг от друга подобные параллельные вселенные отделены областью виртуальной геометрии, где нет аналогов нашим понятиям, основанным на совсем иной физической реальности.

Хокинг подвел итоги мозгового штурма: первое, что следует из нашего толкования миров-частиц — это то, что в области виртуальной геометрии многомерные миры совершенно неотличимы от элементарных частиц. Хотя бы потому, что при этом относительны не только их пространственные и временные размеры, но и сами критерии, по которым вселенные отличаются от элементарных частиц. Пенроуз добавил: обособленность многомерных вселенных может быть не только полной, но и частичной, что позволяет наблюдать их во внутреннем пространстве какой-нибудь одной вселенной. Просто там, где эти вселенные связаны друг с другом, виртуальная геометрия частично утрачивает неопределенные метрические свойства, а значит и допускает в какой-то мере обычное наблюдение. Именно такие области физической реальности с частично нарушенной виртуальной геометрией и можно отождествить с «горловинами миров», связывающими отдельные «микроскопические вселенные».

Торн заключил: получается, что если пространство в какой-то момент времени и обладало большим зарядом, то через некоторое время заряд этот неизбежно уменьшится. А значит, соответственно сократятся размеры и масса пространства, каковыми они предстают перед сторонним наблюдателем. То есть, согласно математическим выкладкам, получается, что стягивание гигантских миров в точку вполне вероятно.

Развивая тему квантового многомирья, Хокинг решил посвятить следующий кафедральный семинар многомировой интерпретации квантовой механики, сравнимой по фантастичности вводимых понятий разве что с гипотезой миров-частиц.

Свое выступление профессор Хокинг начал довольно необычно, погрузив слушателей в интеллектуальную атмосферу середины ХХ века. Тогда, по его словам, среди всяческих экстрасенсов, медиумов и прорицателей поползли странные слухи. В основном они сводились к тому, что кто-то где-то слышал, будто ученые наконец-то доказали реальность существования паранормального мира, в котором правят законы магии. Более информированные даже произносили умные, но и им самим непонятные слова, о новой реальности квантового мира. В конце концов к обсуждению подключились научно-популярные журналы и передачи, и тогда выяснилось, что речь идет о новой парадоксальной теории, предсказывающей одновременное существование множества различных Вселенных. Несмотря на кажущуюся фантастичность, эта идея быстро прижилась среди физиков. В дальнейшем она получила развитие, и термин Мультиверс замелькал на страницах солидных научных журналов. Сейчас уже многие теоретики полагают, что когда-нибудь в далеком будущем из подобной «научно-фантастической физики» вполне могут возникнуть новые представления о фундаменте нашего Мироздания.

В конце прошлого века существовало три версии иномирья: разные проекции нашего Мира, параллельные вселенные и миры-частицы. Однако первой вошла в физику парадоксальная многомировая интерпретация квантовой теории, которую в 1957 году предложил Хью Эверетт, аспирант знаменитого космолога Джона Уилера.

Эверетт обратился к анализу одного из основных принципов квантовой теории, который прекрасно объяснил выдающийся физик Георгий Гамов. В его научно-популярной книге «Мистер Томпкинс в стране чудес» описывается охота в «квантовых джунглях». Там охотники стреляют по расплывающимся силуэтам «квантовых зверей» (микрочастиц), которые после попадания «пуль» (измерительных приборов) материализуются в неподвижную «дичь» (видимый результат измерений).

Если продолжить аналогии Гамова, то охота в «многомировых квантовых джунглях» выглядела бы следующим образом. Перед охотниками скакали бы табуны зверей — частиц, а каждая пуля «реализовывала» бы охотников вместе с жертвой в одной из бесконечного множества параллельных и равноправных «копий» нашего Мира. Получается, что интерпретация Эверетта описывает единый квантовый Мультиверс, который представляет собой наложение бесконечного числа всех возможных состояний. В случае «квантовой охоты», описанной Гамовым, Мультиверс разбивается на бесчисленные классические «срезы» нашей реальности, в каждом из которых есть свои охотники — экспериментаторы и звери — мишени, за которыми следят независимые наблюдатели. При этом любой возможный результат «охоты» (конкретного измерения) с разной степенью вероятности реализуется в той или другой из этих альтернативных мировых проекций.

В определенном смысле интерпретация Эверетта выглядит несколько проще традиционной теории, но за это приходится платить, допуская невероятную картину постоянного расщепления квантового Универсума на бесчисленное множество классических миров. Как некогда писал Мартин Рис, один из ведущих астрономов Великобритании: «Когда я впервые познакомился с теорией Эверетта, то сразу же ощутил ее парадоксальность, оригинальность и элегантность. Затем я представил, как каждое мгновение расщепляюсь на биллионы биллионов копий. От этого слегка кружится голова и начинаешь ощущать себя истинно научным шизофреником…»

Между тем, похоже, что многомировая интерпретация принципиально не проверяема, поскольку не вводит новых физических объектов, существование которых можно было хотя бы косвенно подтвердить или опровергнуть на опыте. Более того, все физические расчеты, выполненные на основе стандартной квантовой механики и ее эвереттовской интерпретации, дают абсолютно одинаковые результаты.

Несмотря на то, что статью Эверетта с его первоначальным вариантом многомировой интерпретации к опубликованию рекомендовал один из создателей атомной физики Нильс Бор, большинство ученых не приняло такую фантастическую идею. Ситуация изменилась только после того, как к ней проявили интерес такие крупные физики, как Брюс де Витт и Джон Уилер. Особенно много для популяризации новой теории сделал сам Уилер, и именно после его работ теория стала называться «многомировая интерпретация Эверетта — Уилера». Вообще-то название не точно и уже ввело в заблуждение множество журналистов, литераторов и философов, правильнее было бы говорить «многопроекционная интерпретация», однако менять что-то уже было поздно — терминология получила широкое распространение.

Согласно мысли Эверетта, при измерении какого-либо эффекта в микромире имеется столько миров, сколько возможно альтернативных результатов. В каждом из этих миров имеется и измеряемая система, и прибор, и наблюдатель. И состояние системы, и состояние прибора, и сознание наблюдателя в каждом из этих миров соответствует лишь одному результату измерения, но в разных мирах результаты измерения различны. Любопытная ситуация, не правда ли? Как здорово было бы реализовать в одном мире надоедливую тещу, в другом сварливую жену, в третьем оболтусов-студентов, а самому в четвертом (лучшем из миров) с приятелями физиками-теоретиками обсуждать за кружкой пива хитросплетения Мультиверса, изредка (чтобы контролировать ситуацию) появляясь в первых трех вариантах Вселенной. Прекрасная, но, увы, судя по всему, абсолютно недостижимая мечта…

Дело в том, что в интерпретации Эверетта управляющего воздействия на выбор Мира, ни тем более связи между альтернативными Вселенными не существует даже в теории, а жаль…

Несмотря на шокирующую экзотику построений Эверетта-Уилера, сама по себе гипотеза множественных вселенных оказалась довольно продуктивной, вызвав поток работ по теоретической физики. Многие ученые, занимающиеся физикой времени, увидели здесь шанс решить знаменитый «Парадокс убитого дедушки», заключающийся во влиянии измененного прошлого на настоящее и будущее. Суть этого логического парадокса вызвана классическим образом линейного времени.

Если путешественник по времени отправится в прошлое и помешает там встретиться своей бабушке и дедушке, то он, естественно, никогда не родится и не сможет отправиться в прошлое. Если же он не будет мешать встрече, то это позволит ему путешествовать во времени и расстроить встречу своих предков. Таким образом, каждая возможность отрицает логику событий и образует т. н. петли времени.

Существуют и другие парадоксы, приводящие к «узлам времени». Например, можно вернуться в прошлое и похитить чертежи машины времени. Тогда Т-агрегат никогда не будет построен и вы никогда не попадете в прошлое… Наиболее радикальной ситуацией был бы «автоинфантицид», когда вы возвращаетесь в прошлое и убиваете самого себя в детстве.

Многомировая интерпретация легко решает любые временные парадоксы, включая «парадокс убитого дедушки». Дело в том, что модель Эверетта — Уилера порождает вместо линейного времени «веер миров». Таким образом, путешествие в прошлое происходит по независимым проекциям Мироздания, и все действия путешественника влияют только на историю той вселенной, куда попадает Т-агрегат. Таким образом, с погружением в прошлое возникает альтернативная линия времени, в которой «хрононавт» никогда не будет рожден….

Если же принять интерпретацию Эверетта, дополнив ее вдобавок гипотезой, что выбор одного из параллельных эвереттовских миров переносит нас во вселенную-планкеон, тогда возникает совершенно другая схема взаимоотношений квантового и классического миров.

В этой схеме квантовый мир объективен, потому что он не зависит от сознания. Он существует в форме параллельных миров-частиц, каждый из которых не менее реален, чем все остальные. Что же касается классического мира, то он возникает лишь после того, как сознание выбирает один из параллельных миров. При этом остальные миры вовсе не перестают существовать, поэтому то, что лишь один, выбранный мир, реален — это лишь иллюзия, возникающая в сознании наблюдателя….

Мостики Эйнштейна — Розена чем-то напоминают подземные уличные переходы. Различие лишь в том, что подпространственные каналы соединяют не только разные части нашей Метагалактики, но и разные времена. Двигаясь вдоль червоточины, можно попасть как в отдаленный участок Вселенной, так и в другую временную эпоху. Космическая система кротовых нор, подобная описанной в романе Карла Сагана «Контакт», могла бы служить своеобразной транспортной сетью, быстро переносящей нас из прошлого в отдаленное будущее и обратно — в наше настоящее и в прошлое.

Однако насколько правдоподобны выводы физиков-теоретиков? Существуют ли в действительности червячные ходы в пространстве-времени, или же это всего лишь нереализуемые математические фантазии? Но тогда почему они не реализуются, ведь опыт убеждает нас в том, что в мире воплощается все, что не противоречит законам природы? И самый главный вопрос — можно ли предложить какие-либо реальные эксперименты, вплоть до создания искусственных подпространственных кротовых нор, пусть даже в отдаленном будущем, когда наша цивилизация станет достаточно развитой и мощной?

Здесь стоит вспомнить об очень любопытном факте, что кажущееся нам пустым пространство физического вакуума только кажется пустым. При очень большом увеличении оно похоже на шевелящуюся мягкую губку или кипящую мыльную пену, где вспыхивают и мгновенно гаснут всплески полей, а окружающее пространство-время под действием их тяготения искривляется и скручивается в микроскопические пузырьки и раковины, в которых возникают многочисленные воронки и ручки сверхмикроскопических червоточин. Правда, размеры их невообразимо малы — песчинка для них также велика, как для нас сама Метагалактика. Естественно, что ни один современный прибор не может зафиксировать следы таких объектов. Исследовать их математики и физики-теоретики могут лишь умозрительно, строя компьютерные модели. Но именно с существованием подобных удивительнейших объектов ученые связывают возможность еще одного типа подпространственных переходов, впрочем, более подробно об этом будет рассказано в следующем разделе.

Все эти вопросы — на грани научной фантастики, однако сегодня их серьезно обсуждают и сами ученые, поскольку это помогает лучше понять особенности современной теории и представить себе гипотетические возможности космических цивилизаций.

Серьезный анализ возможностей подпространственных переходов пока доступен только математике, поскольку ее формулы — единственный способ, позволяющий обрисовать контуры воображаемых миров и сложные пространственно-временные структуры. Посвященные этим вопросам научные работы напоминают лес формул, но если не претендовать на большую строгость и пользоваться наглядными образами, то общая постановка вопросов и результаты исследований могут быть доступны и далеким от теоретической физики читателям.

С похожим эффектом мы уже встречались в теории относительности, там ход времени зависит от того, по каким часам его измерять. Со сверхсветовыми иллюзиями мы иногда встречаемся и в повседневной жизни. Например, скорость, с которой скользит по стене отраженное зеркалом пятно света, может принимать любые значения, стремящиеся к бесконечности, но ни энергия, ни вещество при этом не перемещаются, и никаких нарушений причинности не происходит. Еще один пример — неоновая реклама, в которой буквы вспыхивают независимо одна от другой, и нам кажется, что каждая из них зажигает следующую. Здесь неоновый сигнал также может бежать с любой скоростью, ограничиваемой только техническими возможностями электрической цепи.

Исследования теоретиков также показывают, что антигравитационный материал с отрицательным давлением, необходимый для облицовки стен подпространственных туннелей, во многом похож на таинственную темную энергию, благодаря которой космическое пространство расширяется с возрастающей скоростью. Физическая природа этой энергии пока еще не понятна. А ведь от ее свойств зависит судьба нашего Мира. Так, не исключено, что в далеком будущем темная энергия может просто разорвать в клочья всю обычную материю, от галактик до атомов. Однако есть и более оптимистичные сценарии будущего, в которых темная энергия потеряет стабильность и саморазрушится.

Сингулярные порталы в иные миры у гравитационного коллапсара

Эта гипотеза особенно интересна тем, что астрономические теории предсказывают существование удивительных объектов с прямо противоположными коллапсарам свойствами. Такие «белые дыры» еще более загадочны, чем черные, и должны неудержимо извергать вещество. Нырнув в зев черной дыры, звездолет мог бы вынырнуть из диска ее белой сестры в какую-нибудь пространственно-временную область нашего мира или совсем в другую вселенную, связанную с нашей лишь тонкой горловиной червячного лаза.

Есть большие сомнения в реальности подобных путешествий. Гравитационные поля вблизи гравитационных радиусов черных и белых дыр неимоверно велики и быстро растут по мере того, как звездолет втягивается внутрь подпространственного канала. Они сначала закрутят и вытянут корабль в длинные нити, а затем разорвут на мельчайшие частички. Даже в земных условиях, где тяготение сравнительно невелико, силы притяжения на поверхности планеты и на орбите спутника значительно отличаются. На поверхности Земли они вызывают многометровой высоты приливы и отливы, а в недрах застывших звезд-коллапсаров перепады гравитационных сил просто чудовищны. Им не могут противостоять, распадаясь на части, не только атомные ядра, но и элементарные частички. И спастись никак нельзя, обратного пути нет, ведь черная дыра не выпускает даже лучей света.

Некоторые астрофизики считают, что есть определенные надежды на вращающиеся коллапсары. В этом случае связанные с вращением центробежные эффекты отчасти компенсируют притяжение, и это может сделать входной портал проходимым. Однако расчеты других физиков-теоретиков показывают, что при этом подпространственная червоточина становится крайне неустойчива и под действием стягивающих гравитационных сил может мгновенно «схлопнуться». Как видно, естественные коллапсары — не очень-то подходящие элементы для создания машин времени. Но если нельзя воспользоваться свойствами замерзших звезд в пространстве, может быть, удастся сконструировать искусственный подпространственный портал?

А можно ли создать такое вещество, которое будет обладать свойством антигравитации и иметь отрицательную энергию? Энергия вещества слагается из энергии, связанной с массой составляющих его частиц, и энергии давления и натяжения, связанной с внутренними взаимодействиями. В одних случаях, — скажем, в баллоне сжатого газа — она положительна, в других, например в ядре атома железа, отрицательна; как известно, для расщепления ядра на части необходимо совершить определенную работу. Однако во всех обычных веществах — твердых, жидких, газообразных — энергия, связанная с массой, больше энергии взаимодействий, и суммарная энергия вещества всегда положительна. В экзотическом же веществе, которое нужно для сооружения червоточин, первое место занимает отрицательная энергия внутренних натяжений.

Еще совсем недавно физики были убеждены в том, что подобных веществ просто не бывает. И это, по-видимому, так, если оставаться в рамках классической, доквантовой физики. Однако в области квантовых явлений ситуация иная. Благодаря всплескам спонтанных полей, рождению пар частиц и античастиц на очень короткое время энергия может стать несколько большей или меньшей ее среднего классического значения. Это иногда называют «кипением» физического вакуума, где вблизи нулевого уровня энергии всегда есть области с положительной и отрицательной энергией.

Квантовая физика описывает поведение элементарных частиц статистически. Эта врожденная «статистичность» микрообъектов является одной из самых трудных загадок природы. На микроуровне в любой момент времени можно указать лишь вероятность того или иного физического процесса. Этот вывод очень трудно осознать, и даже Эйнштейн до самого конца жизни пытался его оспорить и найти наглядное объяснение этой загадочной статистичности.

Если исходить из теории фридмонов, то получается, что любая элементарная частица в принципе может оказаться входом в иные миры. Проникнув через ее поверхность, мы можем очутиться в иной Вселенной с трудновообразимым содержимым, причудливыми галактиками, населенными странными цивилизациями. Оглянувшись же назад, мы бы увидели, что наша родная Вселенная сжалась до микроскопических размеров. Если бы мы захотели вернуться назад, то пришлось бы снова проделать весь путь по коридору между мирами. Путешествуя по различным фридмонам, мы встречали бы каждый раз новую реальность, и наше путешествие по иным мирам могло бы продолжаться до бесконечности. Интересно, что такие путешествия могли бы привести не только к перемещениям в пространстве, но и во времени.

Еще два с половиной тысячелетия назад философы стали задаваться вопросом: что будет, если дробить вещество все мельче и мельче? Есть ли пределы дробления и каковы наименьшие размеры вещества? Это была, пожалуй, одна из самых трудных, поистине головокружительных проблем.

Сейчас физики интенсивно исследуют сверхмалые элементарнейшие сущности (частицами их назвать уже затруднительно) — кварки. Правда, никто пока еще не предложил реальных методов их наблюдения, которые однозначно бы ответили на вопрос, существуют ли кварки на самом деле. Естественно, ученым очень хочется, чтобы они существовали. Кварки ныне почти единодушно признаны фундаментальными кирпичиками материи, из которых сложено Мироздание. Однако уже слышны голоса физиков-теоретиков, которые моделируют субкварковые составляющие нашего Мира…

Это бесконечное деление напоминает частицу-матрешку. И главный вопрос здесь, существует ли последняя матрешка, которую уже нельзя разнять… В самом деле, если последней матрешки нет, если процесс деления бесконечен, то мы никогда не узнаем, как устроен мир… С таким выводом нелегко согласиться. Но еще труднее свыкнуться с тем, что делимость вещества на каком-то этапе должна прекратиться. Значит, дойдя до последней матрешки, мы исчерпаем все свойства мира?

Модель подпространственной кротовой норы, мостика Эйнштейна — Розена, или червоточины пространства-времени

Здравый смысл говорит нам: если мы разрежем яблоко пополам, то каждая половина будет в два раза меньше и легче целого плода. Сложим обе половины — и снова получим яблоко. И не может быть такого, чтобы каждая половинка весила больше целого яблока. В макромире действительно такого быть не может, а вот в мире элементарных частиц… Разнимая матрешки до все более мелких частиц, физики вдруг обнаружили нарушение закона сохранения массы. Оказалось, что масса целой частицы всегда… меньше суммы масс частиц, ее составляющих. Впрочем, физиков это совершенно не удивляет. Еще Эйнштейн показал, что масса и энергия эквивалентны. Значит, дефект масс, лежащий в основе тех же термоядерных превращений, восполняется выделением соответствующего количества энергии, и никаких нарушений законов сохранения, лежащих в основе физики, не происходит. Несложные подсчеты, основанные на соотношении Эйнштейна, показывают, что грамм кварков может высвободить громадную энергию, эквивалентную сжиганию двух с половиной тысяч тонн нефти!