Если не считать кинематографических путешествий, Земля по-прежнему занимает в космосе весьма скромное место. В отличие от вымышленных путешественников из «Звездного пути», мы смогли добраться лишь до ближайшего спутника нашей планеты. Однако наши амбиции безграничны. В наблюдаемой Вселенной есть огромные области, которые можно исследовать с помощью телескопов и других методов.

По оценкам исследователей, в наблюдаемой части Вселенной насчитываются сотни миллиардов, а возможно, и около двух триллионов галактик. Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд. Если предположить, что мы живем в среднестатистической галактике, то возможное количество звезд в наблюдаемой Вселенной просто поражает воображение – вероятно, оно исчисляется секстиллионами (единица, за которой следует 21 ноль) или даже больше.

Основываясь на данных о возрасте и темпе расширения Вселенной, собранных спутником «Планк» и другими инструментами, а также на точных измерениях скорости света, ученые рассчитали размеры части Вселенной, доступной для наблюдения[180]. По их мнению, она представляет собой сферический пузырь радиусом около 45–46 миллиардов световых лет с центром на Земле (в точке наблюдения, где мы проводим астрономические измерения или откуда запускаем приборы). Однако не все измерения дают одинаковые значения космологических параметров, что вызывает некоторое беспокойство (иногда называемое хаббловским напряжением). Разные методы измерения космологических параметров, например постоянной Хаббла, дают несовпадающие результаты. Это расхождение подчеркивает необходимость дальнейших исследований для уточнения ключевых параметров космоса.

Исследование объема пузыря наблюдаемой Вселенной – задача столь сложная, что научному сообществу, вероятно, предстоит работать над ней неопределенное время. Но зачем останавливаться на достигнутом, если наши модели могут пойти еще дальше и объяснить то, что мы видим, на основе тщательно продуманных гипотез о большом космосе?

В физике теории, не допускающие возможности прямой экспериментальной проверки (по крайней мере, в обозримом будущем), часто вызывают серьезные споры. Некоторые мыслители, идущие по стопам философа науки Карла Поппера, считают, что научная теория должна давать фальсифицируемые предсказания. Области за пределами прямого наблюдения могут оказаться полностью недоступными для исследователей, если только не появятся надежные косвенные способы преодолеть это ограничение. Поэтому некоторые критики считают, что такие гипотезы даже не относятся к науке.

Например, такие ученые, как Пол Стейнхардт и выдающийся южноафриканский физик Джордж Эллис, утверждают, что концепции вроде струнных ландшафтов и вечной инфляции выходят за рамки настоящей науки, поскольку охватывают обширные области, которые никогда не будут доступны для измерений. По их мнению, физики должны сосредоточиться на проверяемых гипотезах.

Стейнхардт заявил:

[Вечная инфляция] – не полезная научная идея… Единственная причина ее поддерживать – личное пристрастие; вам просто нравится сама концепция. Однако в науке такой подход недопустим. И как ученый я бы потребовал доказательств, что не осталось других возможных объяснений. Утверждать, что все альтернативы уже исключены, как это иногда делают сторонники этой концепции, некорректно. А когда кто-то говорит: «Все, что не согласуется с наблюдениями, я буду списывать на случайность в рамках мультивселенной», это перестает быть полезным научным подходом[181].

Эллис, лауреат Темплтоновской премии, один из выдающихся студентов Денниса Сиамы в Кембридже, а сейчас заслуженный профессор прикладной математики в Кейптаунском университете, тоже говорит, что представления о мультивселенной непроверяемы и не соответствуют требованиям научной предсказательной теории. В журнале Scientific American он писал:

Так или иначе, доводы в пользу мультивселенной пока не окончательны. Основная причина заключается в чрезвычайной гибкости этой идеи: это скорее концепция, чем четко сформулированная теория. Большинство таких моделей больше напоминают лоскутное одеяло из различных идей, чем связное целое. Механизм вечной инфляции, лежащий в основе гипотезы о мультивселенной, сам по себе не приводит к различиям физических законов в каждом из ее доменов; для этого к нему нужно добавить другую спекулятивную теорию. Хотя их можно подогнать друг к другу, в этом нет ничего неизбежного. Ключевой этап в обосновании мультивселенной – экстраполяция от известного к неизвестному, от проверяемого к непроверяемому. Вы получите разные ответы в зависимости от того, что решите экстраполировать. Поскольку теории мультивселенной могут объяснить практически все что угодно, любое наблюдение можно согласовать с каким-то вариантом мультивселенной[182].

Как заметила выдающаяся ученая-астрофизик Вирджиния Тримбл, в истории астрофизики было множество случаев, когда объекты, которые считались необнаружимыми, в конце концов оказались доступными для наблюдения. Она отмечает:

Агнес Мэри Клерк [писала] о том, насколько большой, яркой и далекой должна быть [галактика] М31, если считать ее подобной Млечному Пути. Конечно, эта галактика действительно оказалась примерно такой большой, яркой и далекой. И планеты, обращающиеся вокруг других звезд, несмотря на многочисленные ложные тревоги, многие эксперты считали необнаружимыми[183].

Кроме того, сила законов сохранения в физике, таких как сохранение заряда, сохранение массы-энергии и сохранение импульса, позволяет нам догадываться о свойствах процессов, которые мы не можем исследовать напрямую. Как еще в 1871 году подчеркивал Джон Тиндалл в трактате «Фрагменты науки», эти законы могут иметь решающее значение. Например, одно из объяснений хокинговского излучения черных дыр состоит в том, что вблизи их горизонтов событий образуются пары частиц и античастиц. Один из членов пары погружается внутрь, а другой, в силу сохранения импульса, должен устремиться наружу. Со временем такие процессы приводят к чистой потере массы-энергии. Таким образом, сохранение импульса позволяет нам вывести важное свойство ненаблюдаемой области внутри горизонта событий[184]. Благодаря симметриям, законам сохранения и другим факторам отсутствие возможности прямого наблюдения не должно быть препятствием для научного прогресса.