ВЕЧНАЯ ИНФЛЯЦИЯ ВСЕЛЕННОЙ
О, в этих смутных контурах провижу Я очертанья грозные событий, Нам предстоящих. Уильям Шекспир.
Троил и Крессида
Инфляционная картина ранней истории Вселенной послужила основой для двух необычных разработок, появление которых оказалось совершенно неожиданным. Инфляционная теория предполагает, что Вселенная пережила краткий промежуток очень быстрого расширения на раннем этапе своей истории.
Таким образом, появляется гипотеза, в соответствии с которой вся наблюдаемая сегодня часть Вселенной является увеличенным подобием первичного региона, с которого началась инфляция. Он был достаточно мал, чтобы оставаться однородным под действием проходящих световых лучей и других процессов сглаживания, которые естественным образом происходят на ранних этапах развития Вселенной. Сначала наше внимание было практически целиком сосредоточено на том, насколько успешно это простое предположение объясняет наиболее общие свойства видимой нами части Вселенной. Как известно, наблюдаемая часть Вселенной в целом однородна, но содержит небольшие специфические вкрапления, из которых суждено было образоваться галактикам. Вселенная имеет некоторую скорость расширения, и эта скорость является практически одинаковой во всех направлениях. Ранее все эти факты казались необъяснимыми совпадениями. Теперь же все они стали казаться вероятными последствиями этой единственной простой гипотезы.
Однако в этой понятной картине вскоре обнаружились неожиданные осложнения. Легко рассуждать о том, как развивалась видимая нами часть Вселенной, пока не стала равномерно расширенным подобием небольшого первичного региона. Но как быть со всеми прилегающими областями? Каждая из них в разной степени должна была подвергнуться инфляции, и в ней должны были образоваться собственные обширные однородные участки. Мы не можем их видеть, так как исходящий от них свет еще не долетел до нас, но когда-нибудь через триллионы лет наши потомки смогут заглянуть в те области, и то, что они увидят, окажется совсем иной Вселенной, география которой может оказаться в крупных масштабах исключительно сложной и нерегулярной.
Хотя та область, которую мы видим сегодня, может показаться очень ровной и правильной. Инфляция наводит нас на мысль о том, что близлежащая часть Вселенной, которую мы можем наблюдать, не похожа на всю (возможно, бесконечную) Вселенную. Ее карта может оказаться гораздо сложнее, чем мы себе представляем.
Все это уже немало щекотало нервы, но тут на сцене появились Александр Виленкин и Андрей Линде, указавшие на еще одно обескураживающее свойство инфляционной Вселенной: она должна самовоспроизводиться.
Стоит инфляции начаться в небольшой области Вселенной (и расширение Вселенной в этой области значительно ускоряется), создаются условия, способствующие развертыванию инфляционных процессов на более мелких пространствах этой области. В результате процесс инфляции вновь и вновь начинает происходить во все более малых частях пространства, которые провоцируют инфляцию внутри себя, и так далее, как кажется, до бесконечности. А если такой процесс происходит до бесконечности в будущем направлении, то почему это не происходило и в прошлом?
Бесконечная самовоспроизводящаяся инфляция означает, что коль скоро наша маленькая инфляционная Вселенная может иметь начало – момент, в который она появилась, то Мультивселенная, то есть совокупность таких вселенных-пузырей, не должна иметь начала и, по-видимому, не будет иметь конца. Мы живем в одном из таких (возможно, редких?) пузырей, расширение которых длилось достаточно долго, чтобы в нем могли образоваться звезды, планеты и, наконец, жизнь. История оказалась гораздо сложнее, чем мы могли предположить.
Картина вечной инфляции вновь осложняет для нас понимание истории Вселенной. Ситуация интригует: как и при появлении гипотезы инфляционной Вселенной, мы вновь сталкиваемся с очевидностью того, что Вселенная характеризуется исключительным разнообразием условий и исторической сложностью, причем большая часть Вселенной для нас абсолютно недоступна. Мы живем только в одном небольшом фрагменте многообразного космического лоскутного одеяла.
Андрей Линде, один из авторов концепции бесконечной инфляционной Вселенной, построил запоминающееся изображение этого самовоспроизводящегося процесса в действии. Область искривленного пространства начинает образовывать низкие холмы по мере того, как в разных ее участках с разной интенсивностью начинает разворачиваться инфляция. Затем на холмах образуются пики, на пиках – следующие пики и т. д., инфляция самовоспроизводится, превращаясь во вселенский фрактал со все более сложной структурой. Мы живем в одной из немногих башенок, где инфляция утихла и расширение завершилось. Однако такое состояние представляется нетипичным. Большая часть пространства в бесконечной Мультивселенной должна подвергаться инфляции. Такая цветистая последовательность нарастающих сталагмитов, которую Линде называет «Вселенная Кандинского» (хотя картинка больше напоминает творчество американского художника-концептуалиста Сола Ле Витта), – пожалуй, наиболее близкое подобие того, что изобразил на своем чертеже Господь.