Вселенная из ничего

Можно, конечно, возражать против понятия Мультивселенной, по-
тому что кажется, что ее существование нарушает известные нам
законы, такие, как законы сохранения вещества и энергии. Однако
все энергетическое/материальное содержимое.Вселенной может
в действительности оказаться очень'малым. Материальное содер-
жимое Вселенной, включая звезды, планеты и галактики, огромно и
имеет величину положительную. Однако энергия, скрытая в грави-
тации, может быть отрицательной. Если добавить положительную
энергию вещества к отрицательной энергии гравитации, то сумма
может оказаться близкой к нулю! В каком-то смысле такие вселенные
свободны. Они могут выпрыгнуть из вакуума практически без всяких
усилий. (Если Вселенная является вселенной закрытого типа, то все
энергетическое содержимое Вселенной должно быть в точности
равно нулю.)

(Чтобы ухватить суть, представьте осла, падающего в глубокую
яму, выкопанную в земле. Чтобы вытащить его оттуда, мы должны
добавить ему энергии. Когда его вытащат и он снова будет стоять
на земле, его энергия будет считаться нулевой. Таким образом, нам
необходимо добавить энергии ослу, чтобы привести его в состояние
нулевой энергии. Получается, что, пока он был в яме, у него была от-
рицательная энергия. Подобным образом, для того, чтобы вытащить
планету из Солнечной системы, необходимо приложить энергию.
Как только планета окажется в открытом космосе, она будет обладать
нулевой энергией. Поскольку нам необходимо добавить энергии для
того, чтобы извлечь планету из Солнечной системы и достичь со-

стояния нулевой энергии, то, находясь внутри Солнечной системы,
планета обладает отрицательной гравитационной энергией.)

По сути, для того, чтобы создать Вселенную, похожую на нашу,'
может потребоваться до смешного малое количество вещества —
возможно, всего лишь 1 унция (28,3495 г). Как любит повторять
Гут, «Вселенная может быть бесплатным завтраком». Эта идея была
впервые предложена физиком Эдвардом Трайоном из Хантер-кол-
леджа Нью-Йоркского университета, в работе, опубликованной
журналом «Нэйчер» (Nature) в 1973 году. Он предположил, что
Вселенная — это нечто, «что происходит время от времени» вслед-
ствие квантовых флуктуации в вакууме. (Хотя общее количество ве-
щества, необходимого для создания Вселенной, может быть близким
к нулю, вещество может быть сжато до невероятной плотности, как
мы увидим в главе 12.)

Подобно мифу о Пань-гу, это является примером космологии
creatio ex nihilo. Хотя теория о Вселенной-из-ничего не может быть
доказана традиционными методами, она все же помогает ответить
на практические вопросы о существовании Вселенной. К примеру,
вращается ли Вселенная вокруг своей оси? Все, что мы видим вокруг,
вращается — от волчков, ураганов, планет и галактик до квазаров.
Кажется, это универсальная характеристика вещества во Вселенной.
Но сама Вселенная не вращается. Когда мы смотрим на галактики в
небесах, их общее вращение сводится к нулю. (Это довольно удачно,
потому что, как мы увидим в главе 5, если бы Вселенная действитель-
но вращалась, то путешествие во времени стало бы делом обычным
и запись истории была бы невозможной.) Причиной, по которой
наша Вселенная не вращается, может быть то, что она возникла из
ничего. Поскольку вакуум не вращается, мы не ждем, что в нашей
Вселенной возникнет какое-нибудь суммарное вращение. По сути,
все вселенные-пузырьки в Мультивселенной могут иметь нулевое
вращение.

Почему положительный и отрицательный электрические за-
ряды сбалансированы? Обычно, рассуждая о космических силах,
управляющих Вселенной, мы больше думаем о гравитации, нежели
о силе этого электромагнитного взаимодействия, хотя сила гравита-
ции бесконечно меньше силы электромагнитного взаимодействия.
Причиной является совершенный баланс между положительным и

отрицательным зарядами. В результате общий заряд Вселенной, ви-
димо, нулевой, и кажется, что во Вселенной преобладает гравитация.

Хотя мы принимаем это как должное, явление нейтрализации
положительных и отрицательных зарядов довольно любопытно и
было экспериментально проверено с точностью до 10~²¹. (Конечно,
существует местный дисбаланс зарядов, а потому мы периодически
имеем дело с молниями. Но общее количество зарядов, даже для гроз,
сводится к нулю.) Если бы разница между положительными и отрица-
тельными зарядами в вашем теле составляла хотя бы 0,00001 %, то вас
мгновенно разорвало бы в клочья, а электрическая сила выкинула бы
части вашего тела в открытый космос.

Ответом на эти загадки, в течение долгого времени терзавшие
ученых, может служить то, что Вселенная произошла из ничего.
Поскольку у вакуума общее вращение и заряд равны нулю, то у любой
дочерней Вселенной, выпрыгнувшей из ничего, вращение и заряд
также должны быть нулевыми.

Существует одно бесспорное исключение из этого правила^.
Этим исключением является тот факт, что Вселенная состоит по
большей части из вещества, а не из антивещества. Поскольку веще-
ство и антивещество противоположны (при этом антивещество име-
ет в точности противоположный веществу заряд), мы могли бы пред-
положить, что при Большом Взрыве возникло равное количество
вещества и антивещества. Однако проблема в том, что при контакте
вещество и антивещество уничтожат друг друга во взрыве гамма-
лучей. Таким образом, мы вообще не должны были бы существовать.
Вселенная была бы беспорядочным скоплением гамма-лучей, а не
изобиловала бы обычным веществом. Если бы Большой Взрыв был
полностью симметричен (или произошел из ничего), то нам следо-
вало бы ожидать образования одинакового количества вещества
и антивещества. Так почему же мы все-таки существуем? Решение,
предложенное русским физиком Андреем Сахаровым, состоит в
том, что Большой Взрыв вовсе не был абсолютно симметричным.
Крошечное количество симметрии между веществом и антивеще-
ством было нарушено в момент создания, а потому вещество стало
доминировать над антивеществом и это сделало возможным суще-
ствование Вселенной, которую мы видим вокруг себя. (Симметрия,
нарушенная в момент Большого Взрыва, называется СР-симметрией

(CP-symmetry), это симметрия равенства противоположных заря-
дов и равенства частиц вещества и антивещества.) Если Вселенная
произошла из «ничего», то, возможно, «ничто» не было совсем
пустым, но содержало в себе небольшое количество нарушения сим-
метрии, что объясняет небольшое преобладание вещества над анти-
веществом в наши дни. Происхождение этого нарушения симметрии
и до сих пор неизвестно.

Date: 2015-06-06; view: 406; Нарушение авторских прав