Мультимедийная Вселенная

На прошлой неделе в Москву приезжал Брайан Грин. Профессор Колумбийского университета, знаменитый струнный теоретик, номинант Пулитцеровской премии (за книгу «Элегантная Вселенная») и один из главных организаторов Всемирного фестиваля науки. Одним словом, фигура почти культовая. Брайан Грин представил московской публике свой новый проект – художественную книгу для детей «Икар на краю времени» и одноимённый спектакль, сделанный по её мотивам.

«В каждой религии есть легенда о сотворении мира. А теперь физика расскажет свою историю. Мне вообще кажется, что учёные должны больше рассказывать истории», – Брайан Грин говорит почти так же, как одет. По-элегантному просто. Наверное, под стать своей знаменитой книге. Голубые джинсы, чёрный пиджак, серая рубашка, белая майка – ничто не должно отвлекать зрителя от скрытого смысла его спокойных и размеренных слов.

Но в нужный момент он оживёт, будьте уверены. Широкий взмах рукой, и чёрная дыра на экране завораживающе деформирует сетку пространства-времени, затягивая в себя незадачливые планеты. Длинные, худые пальцы вегана, резкие движения – дирижёр от физики, он рассказывает притихшему залу о параллельных вселенных, а в перерывах звонит своим детям в Америку. Такому человеку хочется верить. Так что рискну прислушаться к его совету и пересказать три истории.

История первая. О тёмной энергии и убегающих галактиках

Наша Вселенная расширяется. Да не абы как, а с ускорением – огромные объекты вроде галактик или скоплений галактик всё быстрее и быстрее убегают друг от друга (а объекты поменьше вроде меня с моей клавиатурой вполне себе остаются на местах). В конце 90-х это экспериментально показали две независимые группы астрофизиков, которые по опосредованным данным следили за положениями сверхновых. Многие последующие наблюдения подтвердили эти результаты, и уже в 2011 году Сол Перлмуттер, Брайн Шмидт и Адам Рисс были удостоены Нобелевской премии по физике – в рекордные для научного мира сроки.

Но что расталкивает все эти сверхновые и галактические скопления? Наука отвечает лаконично – тёмная энергия. Некая субстанция, равномерно распределённая по всей Вселенной, энергия самого вакуума. Кстати, эта равномерность – как раз большая удача для меня и моей клавиатуры. Тёмная энергия ровным слоем размазана по всей Вселенной, в то время как обычная материя с её любовью к гравитации образует крошечные во вселенских масштабах объекты – вроде моей комнаты, планеты Земля или Солнечной системы, сила притяжения в которых пока побеждает непреклонное давление темной энергии.

Возникает логичный вопрос – откуда взялась тёмная энергия? Здесь лучше остановиться. Дальше слишком увлекательно. Ведь, по словам некоторых физиков, тёмная энергия появилась ещё до Большого взрыва. Только какая-то другая. Да ещё перетекла, видимо, не только в нашу родную Вселенную, но и в миллионы иных с другими законами физики и темпами расширения. Так что лучше просто успокоиться и смириться со своей удачей. «Нам очень повезло, – говорит Брайан Грин. – Мы попали в крошечное окно, зазор. До нас жизни во Вселенной не было, а скоро в расширяющейся Вселенной её может не стать»

История вторая. Связать чёрную дыру из шестимерных струн

Физические теории неизменно упираются в некие почти абстрактные одномерные и неделимые объекты. Раньше это были нейтроны и протоны. Теперь им на смену пришли кварки, бозоны да иже с ними. Теория струн предлагает немного другой подход: каждая, казалось бы, одномерная точка нашего четырёхмерного мира суть некое шестимерное многообразие, свёрнутая крошечная струна вполне определённых размеров (здесь переполненная «Стрелка» была обескуражена словами Грина: «Если бы атом был размером со Вселенную, то струна была бы деревом»), колебания которой вкупе с колебаниями других струн порождают элементарные частицы, поля и прочую нашу физику.

Словом, звучит ещё страшнее, чем тёмная энергия. Так что не будем вдаваться в подробности (тем более что в некоторых вариациях теории струн измерений может быть и больше) и просто прислушаемся к учёным, которые вполне смело заявляют, что теория струн плодотворна, внутреннее непротиворечива, как водится, элегантна и пока совершенно не проверена экспериментальными данными.

Поэтому особенно ценны для струнных теоретиков те моменты, когда их теория выходит за рамки своей математической сути и помогает объяснить какие-нибудь другие не менее загадочные вещи. Например, энтропию чёрной дыры. Суть отдалённо и грубо такая. Есть чёрная дыра. Огромная по массе и крошечная по размерам, она искривляет пространство-время и безвозвратно засасывает в себя всю окружающую материю, а вместе с ней и информацию. Но куда дальше девается эта информация? Пропадает бесследно? Это непорядок.

Струнные теоретики нашли, куда «запихнуть» эту исчезающую информацию. Надо только связать чёрную дыру из огромного числа струн и посчитать количество способов смастерить такую безумную поделку. Вот и получается энтропия чёрной дыры – число комбинаций микроскопических параметров, реализующих макроскопическое состояние. Выглядит, как мы уже привыкли, абсолютно непостижимо, но что ещё страннее – оценка, полученная подобным способом, совпала с некой уже существовавшей. Так что мы опять можем спать спокойно – падающая в чёрную дыру информация не исчезает бесследно, а превращается в энтропию.