Михаил Докучаев – Перебор Пустоты и гармония биполярного мироустройства (страница 4)
Пояснения идеям Трайона дает его последователь Александр Виленкин: «… Вакуум вовсе не мертвый и статичный; это арена бешеной деятельности. В субатомных масштабах электрическое, магнитное и другие поля постоянно флуктуируют из-за непредсказуемых квантовых толчков. Геометрия пространства-времени также флуктуирует, неистово взбивая пространственно-временную пену на планковском масштабе расстояний. Вдобавок пространство полно так называемых виртуальных частиц, которые спонтанно появляются то здесь, то там и немедленно исчезают. Виртуальные частицы существуют очень недолго, поскольку живут за счет заемной энергии. Трайон предполагает, что вся наша вселенная с ее колоссальным количеством материи является лишь огромной квантовой флуктуацией. Предположение Трайона основывалось на хорошо известном математическом факте: энергия замкнутой вселенной всегда равна нулю. Энергия материи положительна, гравитационная энергия – отрицательна, и оказывается, что в замкнутой вселенной их вклады в точности сокращаются. Так что, если замкнутая вселенная возникнет как квантовая флуктуация, вакууму ничего не понадобится отдавать, а время жизни флуктуации может быть сколь угодно большим».
Уязвимость данной идеи Виленкин усматривает в том, что она не объясняет масштабности мира. Крошечные замкнутые вселенные постоянно отделяются от любой крупной области пространства, но вся эта деятельность протекает в планковском масштабе размеров в форме пространственно-временной пены. «В своей статье Трайон доказывал, что, даже если большинство вселенных чрезвычайно малы, наблюдатели могут появиться только в больших вселенных, а значит, мы не должны удивляться, что живем в одной из них. Но этого недостаточно, чтобы справиться с данным затруднением, поскольку наша вселенная гораздо больше, чем нужно для развития жизни. Более глубокая проблема трайоновского сценария состоит в том, что он в действительности не объясняет происхождение вселенной. Квантовая флуктуация вакуума предполагает наличие вакуума в некоем исходно существующем пространстве. А мы теперь знаем, что понятия «вакуум» и «ничто» очень сильно различаются. Вакуум, или пустое пространство, обладает энергией и натяжением, он может сгибаться и искривляться, а значит, это, безусловно, нечто» [22].
Исследователи научного наследия Трайона отмечают, что еще до него идея образования звезд из вакуума путем квантового перехода была выдвинута немецким физиком и математиком Эрнстом Паскуалем Йорданом. В частности, понимание того, что положительная энергия массы солнца может компенсировать его отрицательную энергию притяжения, оставляя наше светило с нулевой энергией, навело его на размышления о возможности звездообразования посредством квантового перехода вакуума.
Также известно, что в начале 1970-х годов советский ученый Пётр Иванович Фомин, по-видимому, независимо от Трайона, пришёл к заключению о том, что наша вселенная могла возникнуть в результате квантового процесса, однако он опубликовал свою работу только через два года после Трайона (в 1975 г.).
После описанных событий фундаментальная физика уже вплотную подошла к вопросам возникновения материи из пустого субстрата. «Из ничего было создано огромное множество вселенных», – заявляет мэтр космологии Стивен Хокинг [23]. «Ничто необычайно плодотворно, – вторит ему Питер Эткинс. – В его бесконечном охвате потенциально находится все… Ничто есть фундамент всего» [24]. С ними соглашается и уже упомянутый нами А. Виленкин, который, опираясь на трайановскую концепцию универсума как вакуумной флуктуации, дополняет ее своей гипотезой квантового туннелирования.
«Вселенная возникает чрезвычайно маленькой и с очень высокой вероятностью вновь коллапсирует в сингулярность, – рассуждает он. – Но есть крошечный шанс, что вместо этого она туннелирует сквозь барьер, приобретет больший радиус и начнет инфляционно расширяться. Таким образом, в этой грандиозной картине мира будет масса вселенных-неудачниц, живущих лишь неуловимое мгновение, но будут и те, что сумеют сделаться большими… Сразу после туннелирования вселенная имеет крошечные размеры, но она заполнена ложным вакуумом и… за долю секунды раздувается до гигантских размеров».
Как заявляет сам А. Виленкин, уже после выдвижения им данной идеи он узнал, что возможность спонтанного образования универсума из пустоты обсуждалась примерно годом раньше в МГУ Л. Грищуком и Я. Зельдовичем, впрочем, отмечает при этом, что «они не предложили никакого математического описания процесса зарождения» [25].
Лоуренс Краусс полагает, что «квантовые флуктуации указывают на неотъемлемую особенность квантового мира: ничто всегда производит что-то, хотя бы на мгновенье» [26]. «Из законов квантовой механики следует, что на очень маленьких масштабах и в очень короткие промежутки времени пустое пространство похоже на кипящую пену виртуальных частиц и полей с дикими колебаниями амплитуды. Все мы очутились здесь сегодня из-за квантовых флуктуаций, происходивших в полной пустоте» [27].
При этом вся эта «ничтожная» проблематика детально расписывается заумными физическими формулами и публикуется в серьезнейших мировых научных изданиях.
А вот еще ряд авторитетных подходов.
Академик Густав Наан: «Вселенная существует потому, что ничто неустойчиво, поляризуется на нечто и антинечто… Ничто действительно не может породить (одно лишь) нечто: но оно порождает что-то большее – нечто и антинечто одновременно!» [28].
Митио Каку: «… Пустота, которую когда-то считали лишенной чего бы то ни было, на самом деле наполнена квантовыми событиями».
Современная наука, заявляет он, принимает тот факт, что гипотетическое происхождение нашей вселенной из пустоты вполне четко согласуется с рядом весьма очевидных фактов: во-первых, установлено, что сумма положительного и отрицательного электрического заряда в универсуме равняется нулю (либо близка к нему), т. е. взаимокомпенсируется; во-вторых, доказано, что наша вселенная обладает нулевым спином! а в-третьих, суммирование положительной энергии вещества и отрицательной энергии гравитации в космосе также дает ноль [29]. «Здравый смысл говорит нам, что вакуум – это состояние пустоты с нулевой энергией, а на самом деле в нем кишмя кишат частицы вещества и антивещества, которые материализуются ненадолго из вакуума и тут же вновь аннигилируют» [30].
Дэвид Дойч: «Вакуум, который мы считаем пустым… па… самом деле не пустота, а богато структурированная сущность, называемая «квантовым полем». Элементарные частицы представляют собой высокоэнергетичные конфигурации этой сущности.» [31].
Лиза Рэндалл: «Квантовая механика учит нас, что вакуум – состояние, в котором нет постоянных частиц – на самом деле заполнен эфемерными частицами, которые то возникают, то исчезают вновь. Эти короткоживущие частицы могут обладать любой энергией – иногда настолько большой, что гравитационными эффектами от присутствия такой частицы уже нельзя пренебречь. Высокоэнергетические частицы придают вакууму необычайно большую энергию – намного большую, чем позволяет долгая эволюция вселенной» [32].
И даже упоминаемый в согласованных на всех уровнях науки и власти наших школьных учебниках астрономии Эраст Глинер преподносится как российский физик-теоретик, выдвинувший гипотезу, согласно которой «начальным состоянием вселенной был вакуум». Куда уж дальше?
В своей статье «Алгебраические свойства тензора энергии-импульса и вакуумоподобное состояние вещества», опубликованной в 1965 г. в журнале Экспериментальной и Теоретической Физики, Э. Глинер предложил гипотезу того, что изначально во вселенной был вакуум, описываемый космологической постоянной, и из него рождалось вещество, которое расширялось под действием антигравитации вакуума. Так возникло наблюдаемое космологическое расширение. Позже эту идею поддержали Андрей Сахаров, Лев Гуревич, Ирина Дымникова, Алексей Старобинский и другие маститые ученые.
Тема пустого субстрата мира реально перестает быть табуированной и даже просто оригинальной. В своих многочисленных выступлениях физики уже вполне обыденно заявляют, что миры возникают из ничего, хотя сам механизм этого «миротворения» пока остается непознанным. Уже считается экспериментально доказанным, что в вакууме, рассматриваемом в качестве низшего энергетического состояния квантового поля, в котором среднее число квантов поля равно нулю, непрерывно происходят процессы, связанные с возникновением и исчезновением виртуальных частиц, представляющих собой своеобразные потенции соответствующих типов элементарных частиц, их «вакуумные корни». При определенных условиях они способны вырываться из вакуума и трансформироваться в нормальные элементарные частицы, существующие «независимо» от своего субстрата и способные взаимодействовать с ним.
Создание электрон-позитронных пар в вакууме в присутствии мощных электрических полей в квантовой электродинамике получило название эффекта Швингера. Саму энергию вакуума современная физика рассматривает сквозь призму вакуумных флуктуаций и виртуальных частиц, которые создаются и аннигилируют в парах частица-античастица. Ее «реальность» подтверждается «эффектом Казимира», указывающим на наличие силы притяжения между близко расположенными металлическими пластинами, возникающей из-за резонанса в энергии вакуума в пространстве между ними (в качестве иллюстрации этого эффекта обычно приводят взаимное притяжение двух близкорасположенных кораблей в море), а также иными научными феноменами («лэмбовский сдвиг», «спонтанное излучение», «излучение Хокинга» и др.).