Алиса Веспер – Последняя секунда Вселенной (страница 79)

Рис. 1. Уравнение Стандартной модели

Великий аттрактор тоже можно назвать героем книги. В той Вселенной это центр, который притягивает к себе все миры Архипелага.

В нашей Вселенной тоже существует гравитационная аномалия, которая называется Великим аттрактором. Он находится на расстоянии в 250 миллионов световых лет от Земли в созвездии Наугольник. Именно в его сторону движется наша Галактика, Местная группа (Млечный путь и еще около 100 ближайших к нему галактик), Сверхскопление Девы (около 30 тысяч галактик, включая нашу) и другие скопления и сверхскопления. Вместе с Великим аттрактором они образуют гигантское сверхскопление галактик Ланиакея (Laniakea, по-гавайски – необъятные небеса).

Что такое этот Великий аттрактор? Скорее всего, это тоже сверхскопление галактик большой плотности, именно поэтому к нему притягиваются другие скопления. Центр Скопление Наугольника (ACO 3627 или Abell 3627), вероятно, является центром Великого аттрактора. Несмотря на относительную близость (221 миллион световых лет) и яркость этого скопления галактик, увидеть его невозможно, поскольку оно находится в Зоне избегания – области, которую закрывает сам Млечный путь.

Просто представьте себе – это аномалия не галактических, а вселенских масштабов. И это завораживает.

Дэйрдре, а затем Аннабель и другие могут путешествовать с помощью порогов. Так фейри путешествуют между мирами – с помощью лиминальных, или пограничных, пространств. Но, поскольку Дэй не фейри в классическом понимании, а одна из архитекторов целой Вселенной, то и путешествует она, находя пороги – места, где миры соприкасаются друг с другом. А использует она для этого М-теорию.

В книге не используется слово «мультивселенная», но по сути это она и есть.

Для начала разберемся, что это такое.

Мультивселе́нная (Метавселенная или Гипервселенная) – гипотетическое множество всех возможных реально существующих параллельных вселенных (включая ту, в которой мы находимся). Представления о структуре Мультивселенной, природе каждой вселенной, входящей в ее состав, и отношениях между этими вселенными зависят от выбранной гипотезы. Вселенные, входящие в Мультивселенную, называются альтернативными вселенными, альтернативными реальностями, параллельными вселенными или параллельными мирами.

Ряд ученых высказывает мнение, что гипотеза Мультивселенной скорее философская, поскольку она не фальсифицируема (ее нельзя опровергнуть с помощью научного эксперимента, а это является неотъемлемой частью научного метода), а следовательно, является ненаучной. Но разве это может помешать писателю-фантасту?

Космолог Макс Тегмарк предложил следующую классификацию миров:

Уровень 1: миры за пределами нашего космологического горизонта, т. е. те, которые находятся в нашей Вселенной, но которые мы не можем увидеть.

Уровень 2: миры с другими физическими константами (например, миры на других бранах в M-теории).

Уровень 3: миры, возникающие в рамках много-мировой интерпретации квантовой механики.

Уровень 4: конечный ансамбль (включает все вселенные, реализующие те или иные математические структуры).

В книге у нас Мультивселенная уровня 3. Есть и миры на других бранах, и миры, возникшие в рамках многомировой интерпретации Эверетта.

Про эту интерпретацию я уже говорила. Пришло время поговорить о том, что такое браны и М-теория.

Для начала вопрос: сколько измерений в нашей Вселенной?

Логика подсказывает, что три: длина, ширина и высота. Ученый-энциклопедист Жан Д’Аламбер в статье «Размерность» уже в 1754 году называл время четвертым измерением. А физики Теодор Калуца и Оскар Клейн в 1921 году предположили, что есть пятое, свернутое измерение.

А что, если измерений намного больше?

Для начала разберемся, что такое измерение. Мы живем в трехмерном пространстве, и это значит, что мы можем двигаться в трех направлениях. Количество измерений показывает, сколько у нас степеней свободы. На субатомном уровне у частиц больше степеней свободы, а значит, и измерений больше. В теории струн и ее наследнице М-теории 10 пространственных измерений и 1 временное.

Сама же теория струн основана на гипотезе, что реальность состоит из бесконечно малых вибрирующих струн – меньших, чем атомы, электроны или кварки.

Тем не менее ни теория струн, ни М-теория не стали теорией всего, потому что пока не найдены варианты их экспериментального подтверждения. Но в данный момент это лучшее, что у нас есть.

Согласно M-теории, основа Вселенной – не только одномерные струны. Существуют и двухмерные аналоги струн – мембраны или 2-браны. Помимо них существуют и трёхмерные (3-браны), и четырехмерные (4-браны). Эти конструкции были названы бранами (струна – 1-брана, мембрана – 2-брана, и так далее).

Похоже, что M-теория в определенных фазах способна создавать «много-браны», на поверхностях которых лежат целые миры. Подобные миры могут взаимодействовать друг с другом, дробясь и сливаясь. Динамика, в которой могут сосуществовать объекты разных размерностей, должна быть очень сложной, и мы пока не знаем лежащего в ее основе принципа.

В M-теории есть еще один уникальный вид бран. Такая брана представляет собой край пространства-времени – место, где пространство-время заканчивается. Обычно пространство-время в теории струн не может оборваться просто так, как и струна не может закончиться иначе как на D-бране, но в М-теории есть и браны, ограничивающие пространство-время.

Великий Аттрактор сам является такой браной.

Существование бран экспериментально не подтверждено – на данном этапе развития теории считается, что браны принципиально ненаблюдаемы. Но идея красивая, правда?

В конце первой части Аннабель ищет способ выбраться из мира Асхеля. Мир Асхеля очень сильно отдален от других миров, а значит, он соприкасается с остальными мирами Архипелага малой частью своей браны. Но поскольку он подвержен влиянию Великого аттрактора, то его поверхность постоянно деформируется.

Мы с моим научным консультантом по физике долго думали (вернее, я сказала, что мне нужен определенный способ перемещаться в пространстве, а он искал идеи) и сошлись на сфере Римана (рис. 2).

Сама сфера Римана – это просто абстрактное понятие, чтобы «отобразить» множество комплексных чисел, дополненных бесконечно удаленной точкой (на рисунке это точка, обозначенная ∞).

Комплексные числа обычно представляются так: z = a + ib, где z – комплексное число, a – «действительная часть», о которой мы обычно думаем, когда говорим о числах, а b – мнимая часть (умноженная на ее единицу i или воображаемая единица).

Рис. 2. Сфера Римана[45]

Для сферы Римана ее экватором является единичный круг – еще одна абстрактная форма, охватывающая круг на сложной плоскости, которая проходит через +1, -1 и эквивалентные воображаемые компоненты: +i, -i. Это можно увидеть в 2D как на рис. 3:

Рис. 3. Сфера Римана в 2D

Теперь любое число на действительной или мнимой оси или где-либо между ними можно спроецировать на уникальную точку на сфере Римана – все числа внутри единичного круга находятся в Южном полушарии, а все остальное за его пределами – в Северном полушарии.

Все комплексные числа (все комбинации a + ib, где и a, и b могут быть от минус бесконечности до бесконечности!!) «отображаются» или «проецируются» на сферу, и по мере того как мы движемся над экватором к Северному полюсу, номера становятся плотнее и плотнее упакованы вместе.

Рис. 4. Сфера Римана[46]

На изображении выше (рис. 4) показано, как точка за единичным кругом A отображается на сфере Римана в точке Альфа (α). Это может дать более четкое представление о том, насколько плотной становится упаковка чисел уже на небольшом расстоянии от единичного круга.

Переместите точку А еще дальше, и красная линия, соединяющая ее с Северным полюсом, сдвинется совсем чуть-чуть, то есть зеленая точка, которая «сопоставляет» точку А со сферой, тоже сдвинется… Но нам еще предстоит пройти бесконечность, которая со все меньшими интервалами отображается на эту сферу, пока где-то в бесконечности мы не достигнем точки P (∞) – точки в бесконечности.

Если мы смотрим на сферу из Северного полушария, то точка ноль и точка Бесконечность совпадают. Это уменьшение размеров, поскольку мы рассматриваем сферу как круг – срез большего объекта. В геометрии пространства-времени есть предположение, что мы переживаем лишь часть реальности большего измерения.

Мы определяем меру так, что когда она равна бесконечности, это означает, что она далеко, а когда она ноль, это означает, что она так близка, что это почти то же самое.

Таким образом, могут быть функции, которые просто принимают такие значения (по мере необходимости) на основе точки Бесконечности. Точка ноль означает близко к Великому аттрактору, точка Бесконечность означает далеко, но положение этого искомого места может быть функцией чего-то другого, а именно: бесконечности, о которой думают персонажи. Тогда переход от +∞ к 0 вовсе не расстояние.

Они почти как одна и та же точка. Прочертите прямую от нуля до Бесконечности, а затем посмотрите на сферу из Северного полушария – они превратятся в одну точку. Именно этой математической магией пользуется Аннабель.

В первой главе Айвин и Аннабель обсуждают классический двухщелевой эксперимент квантовой механики. И – о, боги – это просто немыслимое упрощение.