Несмотря на скептицизм критиков вечной инфляции, можно предположить, что эта идея поддается проверке – только не путем современных телескопических наблюдений, а через поиск в реликтовом излучении следов от столкновения пузырей в далеком прошлом. Если бы соседний раздувающийся пузырь столкнулся с нашим в первые мгновения после Большого взрыва, подобно сокрушительным залпам враждующих армий, возможно, это столкновение оставило бы едва заметный след на радионебе. Этакая «рана» могла бы проявиться как неоднородность в распределении энергии развивающейся наблюдаемой Вселенной. Возможно, она не затянулась до конца и осталась в виде тонкого изъяна в медленно остывающем энергетическом фоне. После окончания войн и расформирования армий боевые шрамы еще долго служат напоминанием о временах сражений. Точно так же шрамы от пузырей на реликтовом фоне могут свидетельствовать о ранних космических столкновениях на арене мультивселенной.

Идея поиска следов столкновения пузырей в данных о космическом микроволновом фоне, собранных спутниковым прибором WMAP, возникла в 2009 году. Тогда Хиранья Пейрис, участница связанной с этим зондом исследовательской группы и профессор Университетского колледжа Лондона, организовала летнюю программу в Аспенском центре физики, расположенном в живописных горах Колорадо[116]. У нее завязалась беседа на тему космологии с Мэтью Джонсоном из канадского института теоретической физики «Периметр» в Ватерлоо, Онтарио. Джонсон предложил проверить гипотезу вечной инфляции путем поиска столкновений первичных пузырей в том огромном массиве информации, который был собран WMAP за семь лет. Договорившись сотрудничать, двое ученых разработали математические модели ударных волн, возникающих в результате таких гипотетических столкновений. Подобные катаклизмы могли бы привести к появлению заметных пятен, похожих на ударные кратеры от падения астероидов. Такие пятна имели бы характерные особенности: определенную симметрию, связанную с ударом двух пузырей, и достаточно длительные корреляции, вызванные последующим растяжением в ходе инфляции. Столь амбициозный и тщательно продуманный проект отчасти стал воплощением давнего увлечения Пейрис устройством мироздания. По ее словам, она заинтересовалась астрофизикой и космологией благодаря «темному звездному небу над моей родной страной Шри-Ланкой, а также благодаря детскому знакомству с книгами Карла Сагана „Космос“ и Стивена Хокинга „Краткая история времени“»[117].

Ночное небо над Университетским колледжем в Лондоне, одним из самых густонаселенных городов мира, не такое уж и темное. Однако благодаря Хокингу, Пенроузу, Мартину Рису и многим другим космологам, принявшим эстафету у своего покойного гениального наставника Денниса Сиамы, в Великобритании процветают самые дерзкие теории об устройстве Вселенной. В стране, где в 1919 году были организованы экспедиции по наблюдению солнечного затмения с целью проверки общей теории относительности, а также проанализированы и объявлены их результаты, творческий подход к исследованию пределов реальности стал устоявшейся научной традицией. Заглядывая далеко за границы областей, исследованных ее предшественниками, Пейрис вместе с Джонсоном и другими учеными расширила эти исследования, начав смелые поиски свидетельств существования других областей в невообразимо огромной мультивселенной.

Рисунок 16. Физик из Шри-Ланки Хиранья Пейрис, которая помогла разработать и провести проверку предсказаний вечной инфляции и других космологических гипотез; участница научной группы WMAP, получившей в 2017 году премию «Прорыв» по фундаментальной физике. Источник: снимок Никласа Бьёрлинга сделан для Стокгольмского университета и воспроизводится с его разрешения; любезно предоставлен Университетским колледжем Лондона

К сожалению, данные, собранные за семь лет работы WMAP, оказались разочаровывающими с точки зрения поиска столкновений пузырей. На всем небосводе в реликтовом фоне не нашлось статистически значимых примеров симметричного пятна, которое искала команда в составе Пейрис, Джонсона и других. Слабую надежду давали четыре примера-кандидата, которые несколько выделялись на фоне шума и были сочтены заслуживающими дальнейшего анализа по данным со спутника «Планк». Разрешение «Планка» было выше, чем у WMAP, и это давало надежду, что пятна будут заметнее на общем фоне. Увы, ожидания не оправдались. Кандидаты на зоны столкновения сохранили примерно ту же различимость. Как если бы путешественник, брошенный на необитаемом острове, смотрел на горизонт в ожидании спасительного корабля и заметил четыре неясных очертания, но, взяв в руки бинокль, увидел все те же мутные пятна. Иными словами, надежды получить знаки извне остаются туманными.

Команда поняла, что для дальнейших исследований нужны еще более мощные инструменты и методы. Возникла новая идея – использовать поляризацию космического фонового излучения в качестве инструмента поиска следов столкновений. Волны света имеют электрическую и магнитную составляющие, которые перпендикулярны друг другу при распространении в пространстве. Можно представить, что в движении они поворачиваются по часовой стрелке и против нее. Если оба эти направления вращения смешаны поровну, говорят, что свет неполяризован. А когда одно из направлений доминирует, свет имеет поляризацию, которую потенциально можно измерить. При столкновении пузырей возник бы предсказуемый профиль поляризации.

В 2014 году научное сообщество было взбудоражено сообщением о якобы обнаруженных признаках инфляции в результатах измерения поляризации реликтового излучения, полученных исследователями, которые работали над другим проектом. Вместо холодного и пустого космического вакуума – идеальной для наблюдений среды, до которой, однако, дорого и рискованно добираться – команда BICEP 2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2) установила свой детектор на холодной и пустой Антарктиде вблизи Южного полюса.

«Южный полюс – самое похожее на космос место, которое можно найти на Земле», – говорил руководитель группы Джон М. Ковак из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра[118].

Исследователи целенаправленно искали явление, называемое поляризацией B-моды, – это волнистые узоры в сигналах, которые теоретически могут быть вызваны воздействием первичных гравитационных волн, порожденных всплеском инфляции. Они искали подтверждения инфляции как таковой, а не признаки более экзотических явлений, таких как столкновение пузырей. Собирая данные в течение некоторого времени и пытаясь отделить сигналы от шума, в марте 2014 года они почувствовали себя достаточно уверенно, чтобы объявить об успехе.

Торжествующий член команды Чао-Лин Куо, коллега Линде по Стэнфорду (где Линде стал профессором), постучал к нему в дверь, принеся бутылку шампанского, чтобы отпраздновать эту новость. Линде, который собирался отправиться в отпуск на Карибы со своей женой Ренатой Каллош (тоже выдающимся физиком), был потрясен. Взволнован был и Гут, получивший эту информацию примерно в то же время. Они никак не ожидали, что возможна такая прямая проверка влияния инфляции на ранний этап развития Вселенной. Результаты казались совершенно потрясающими.

«В космических разрывах видно неопровержимое доказательство Большого взрыва», – гласил заголовок New York Times[119].

К сожалению, дальнейший анализ показал, что команда поспешила с выводами. Данные спутника «Планк» свидетельствовали, что волнистые узоры можно целиком объяснить шумом, вызванным галактической пылью. Оправившись от шока и разочарования, команда обновила свое оборудование и продолжила работу над проектом.

Ни свидетельств древних космических столкновений, ни подтверждений самой инфляции с помощью поляризационного анализа реликтового излучения получить, похоже, не удастся. Пейрис недавно так описала текущее состояние поиска шрамов от столкновений пузырей: «Боюсь, что мы застряли в ожидании намного более качественных данных о поляризации реликтового фона со значительной части неба. С их помощью мы смогли бы отличить сигнал от источников шума. Эти данные могут вскоре поступить из наземной обсерватории Саймонса и со спутника LiteBIRD в космосе»[120].

Отвечая на вопрос о текущих перспективах проверки вечной инфляции, Пейрис отметила:

Я думаю, что шансы невелики: чтобы сигнал был виден, природа должна быть весьма благосклонна к нам. Но эти измерения нужно провести, потому что последствия теории имеют очень важное значение. Возможно, есть еще один, совершенно иной подход к проверке физического понимания процесса зарождения пузырьков – в лаборатории, в аналоговом квантовом симуляторе. Я вхожу в консорциум, который предпринимает шаги к реализации такого эксперимента[121].

Консорциум qSimFP (Quantum Simulator for Fundamental Physics – Квантовый симулятор для фундаментальной физики), в котором участвует Пейрис вместе с другими учеными из семи исследовательских институтов Великобритании и пяти международных партнеров, нацелен на использование квантовых технологий для моделирования условий в самой ранней Вселенной. Возможно, эти симуляции продемонстрируют, как квантовые флуктуации влияют на космологию, что позволит раз и навсегда решить вопрос о том, должна ли инфляция быть вечной и приводить к возникновению мультивселенной.

Если эти сложные модели покажут, что инфляция непременно порождает бесконечный каскад Вселенных-пузырей, как предположили Линде, Виленкин, Гут, Стейнхардт и другие космологи, споры о том, стоит ли искать альтернативы, станут еще более ожесточенными. Стейнхардт уже отказался от этой теории, считая, что отсутствие предсказуемости из-за бесконечного лабиринта конкурирующих реальностей должно похоронить ее. С другой стороны, предсказание инфляционной модели о масштабно-инвариантных температурных флуктуациях поразительным образом подтвердилось все более точными данными измерений реликтового фона, что заставляет многих крепко цепляться за единственную прочную опору, которая у нас есть. Огромная, в значительной степени ненаблюдаемая мультивселенная вполне может стать неизбежным следствием теории, которая пользуется огромной поддержкой и в остальном соответствует всем известным данным.