Знание-сила, 1997 № 07 (841) (Журнал «Знание-сила») - страница 59

Но физики не отказываются искать причины рождения космоса на этом основании. Последние теоретические идеи основаны на том, что это рождение — естественное следствие квантовой механики. Эта наука о поведении элементарных частиц и атомов включает в себя в качестве основополагающего принципа соотношение неопределенностей Гейзенберга. В соответствии с ним возможны кратковременные флуктуации многих физических величин, в частности энергии. У квантовых флуктуаций нет никаких причин, они спонтанны и Присущи нашему пространству — времени на самом глубоком его уровне.

Возьмем, к примеру, некоторое количество урана. Ядра его атомов, как известно, подвержены радиоактивному распаду, и через некоторое время половина ядер распадется. Это время различно для каждого радиоактивного элемента и называется периодом полураспада. Но невозможно указать точный момент распада для каждого отдельно взятого ядра. Невозможно определить и причину каждого конкретного распада, он происходит, когда происходит, и все тут.

Ключевым моментом для космологической теории Большого взрыва служит эта же самая идея «беспричинного» рождения материи, пространства и времени. Пространство и время — неотъемлемые аспекты гравитационного поля, а любое поле теоретики умеют квантовать, то есть применять к нему принципы квантовой механики. И хотя в случае гравитационного поля есть свои специфические проблемы с квантованием, но это скорее технические, чем принципиальные проблемы.

Поэтому раз к гравитационному полю применимы квантовые принципы, то вполне можно сказать, что пространство и время родились или «были включены» безо всякой причины, а в результате лишь квантовой флуктуации.

Детали этого процесса остаются совершенно туманными, поскольку зависят от взаимосвязей пространства и времени. Эйнштейн показал, что пространство и время тесно взаимосвязаны и представляют собой координаты пространственно- временного континуума, но в теории относительности они все же существенно различаются. Квантовая физика вводит новые особенности в эту картину: пространство и время могут взаимопревращаться, «размазываться» на микроскопическом уровне. В теории, предложенной в 1982 году Стивеном Хоукингом и американским физиком Джимом Хартлом, это «размазывание» происходит при приближении к моменту Большого взрыва: чем ближе мы подходим к самому началу, тем больше время проявляет пространственные свойства и теряет свои собственные.

Таким образом, по теории Хартла — Хоукинга время не возникает внезапно и одномоментно, а постепенно выкристаллизовывается из пространства, можно даже сказать рождается из него, как Афродита из пены. Поэтому нет момента, когда начинается время, но оно и не длится бесконечно в прошлое.