На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда

– Есть ли надежда построить космологию в деситтеровском пространстве? – спросила я.

– Есть три идеи, – сказал Сасскинд.

Первая заключается в том, чтобы рассмотреть границу нашей Вселенной в бесконечно далеком будущем и построить теорию поля, которая закодирует наше высокоразмерное деситтеровское пространство в виде голограммы. Если бы это сработало, то у нас было бы dS/CFT-соответствие.

Сасскинд, однако, не был уверен, что эта идея как-то особенно хороша.

– Она может вести в никуда, потому что предполагает глобальный подход, – сказал он. – Световые конусы всех наблюдателей – Сэйфа, Скруда и любого другого – должны быть закодированы вместе.

Наличие голограммы в бесконечно далеком будущем вряд ли будет кому-нибудь особенно полезно, потому что чей бы мир ей тогда описывать? Ни один наблюдатель не имеет доступа ко всему пространству; только в глобальной божественной перспективе можно придать смысл голограмме, которая бы одновременно описывала внутренние и внешние области, разделенные горизонтами событий. В соответствии с обобщенным принципом дополнительности голограмма не имеет смысла – это привело бы к ошибке при подсчете числа слонов и нарушало законы квантовой механики.

– Из обобщенного принципа дополнительности мы знаем, что квантовая механика применима только в пределах одной причинно-связанной области, – сказал Сасскинд.

Это что касается dS/CFT-соответствия.

– Вторая идея, – сказал Сасскинд, – состоит в том, чтобы сформулировать физику в рамках одной причинно-связанной области в деситтеровском пространстве.

В этой идее больше смысла. Просто поместите голограммы на горизонт событий одного наблюдателя. Если каждый из нас обречен на существование со своим собственным горизонтом, почему бы не использовать это и не построить дуальную физику, применимую внутри него? Конечно, горизонт событий зависит от наблюдателя. Что, в свою очередь, делает космическую голограмму тоже зависимой от наблюдателя. Что, в свою очередь, делает Вселенную зависимой от наблюдателя.

– А это вряд ли может быть правильным, – сказал Сасскинд, – потому что деситтеровское пространство может из-за этого распасться.

Как объяснил Буссо, во Вселенной, где правит бал хаотическая инфляция, любой вакуум с положительной космологической постоянной неустойчив и обречен на распад. Наш вакуум, с небольшим количеством темной энергии, – это ложный вакуум, он временно стабилен, даже если «временно» означает миллиарды лет, но в конце концов его ждет переход в более низкое энергетическое состояние. Такое случалось и раньше и называлось «Большой взрыв».

– Согласно нашему пониманию хаотической инфляции, – сказал Сасскинд, – конечная точка эволюции вдоль любой траектории – это открытая фридмановская вселенная.

Когда наше пространство распадается, оно переходит в состояние с меньшей космологической постоянной; в свою очередь, этот вакуум, скорее всего, тоже распадется и перейдет в еще более низкое энергетическое состояние, и так далее, и так далее, нисходя вниз по холмам ландшафта теории струн, пока он не окажется в самой низкой долине с нулевой космологической постоянной, с обычным расширяющимся плоским пространством, также известным как пространство с метрикой Фридмана – Робертсона – Уокера, сокращенно FRW-метрикой, или просто фридмановское пространство.

– Непонятно, насколько это помогает, – сказал Сасскинд, – но это возможно.

«Ну, конечно, – подумала я. – Обычное расширяющееся плоское пространство – это то, что нам нужно, чтобы сделать S-матрицу инвариантной и придать смысл теории струн. В таком пространстве существует реальность, потому что все наблюдатели могут увидеть то же самое».

– Это помогает, так как наблюдатели не будут ограничены горизонтом? – отважилась спросить я.

Он кивнул:

– В открытой фридмановской вселенной имеется бесконечное количество частиц, и наблюдатель может оглянуться назад и с течением времени видеть их все больше и больше. В конце концов он может увидеть сколь угодно большое их количество. Хотя вы никогда не увидите Вселенную в целом, но вы можете выбрать любую ее часть, и когда-нибудь вы всю эту часть увидите. В этой ситуации нет тех проблем, с которыми мы сталкиваемся в случае деситтеровского пространства.

Это подвело Сасскинда к третьей идее по решению проблемы космологии.

– Идея заключается в том, чтобы встать на точку зрения наблюдателя, живущего на позднем этапе эволюции, – сказал он, – того, кто живет уже во фридмановском пространстве. Я называю такого наблюдателя Писцом[50].

План заключается в том, объяснил Сасскинд далее, чтобы построить голографическую дуальность между причинно-связанной областью Писца в плоском пространстве и квантовой конформной теорией поля на двухмерной ее границе: FRW/CFT-соответствие.

Я поняла идею. Благодаря тому что в ней было место для инвариантности, FRW/CFT-соответствие позволит ученым-космологам сохранить не только теорию струн, но также и реальность. В то же время, ограничивая теорию причинно-связанной областью одного наблюдателя, мы удовлетворяем требованиям обобщенного принципа дополнительности и избегаем нарушения любых законов физики. При этом даже можно сохранить теорию хаотической инфляции и ландшафт теории струн, позволяя с помощью антропного принципа объяснять значение плотности темной энергии или чего-нибудь еще, если потребуется.

Удовлетворить требованиям обобщенного принципадополнительности в плоском пространстве дело нехитрое. В плоском пространстве причинно-связанные области не играют принципиальной роли, потому что со временем – что означает: по прошествии бесконечного его количества – все наблюдатели окажутся в одной и той же причинно-связанной области. И тогда вы, возможно, с полным правом назовете эту область Вселенной. И конечно, FRW/CFT– соответствие удовлетворяет требованиям голографического принципа, но насколько это сложно? Площадь границы области наблюдателя стремится к бесконечности. От голографического принципа в плоском пространстве ограничений не больше, чем от дорожного знака, предписывающего водителю не превышать бесконечной скорости.

Кроме того, у меня были сомнения, каким образом космология Писца может помочь нам здесь и сейчас. Мы не хотим иметь дело с нашей Вселенной? А что, если наше деситтеровское пространство перейдет в плоское через миллиарды лет? Так ли уж оно комфортно? Справедливо ли будет рассматривать фридмановскую вселенную как непрерывное продолжение нашей собственной? Если наша Вселенная распадется, она будет уничтожена в этом процессе, так же, как вселенная, существовавшая до нашей, была разрушена Большим взрывом. Такая вселенная пока не реальна, но когда-нибудь это случится. Просто я не была уверена, что этого достаточно.

– Может быть, какая-то из этих идей окажется правильной; может быть, все они; но может быть, и ни одна из них, – сказал Сасскинд. – Но мне кажется важным обрисовать с максимальной ясностью, какие вопросы правильные. Понять, какая физика объединяет привязку по месту с глобальной перспективой, – это по-настоящему большой вопрос. По этому вопросу будет опубликовано много мусора. Это очевидно. Но это настоящий вопрос. Он весь связан с вопросами о горизонтах событий, о голографическом принципе… все эти понятия взаимосвязаны, но пока они не складываются вместе в единое, всеобъемлющее представление. Я надеюсь, что это произойдет. Это вопрос о космологии, я с ума схожу от него. Но мне семьдесят один год. Мои шансы найти ответ очень малы. Мне остается заняться прозелитизмом, не работать над поиском путей решения проблемы, а ставить правильные вопросы. Я говорю людям: я думаю, такие-то и такие-то вопросы являются важными, может быть самыми важными.

Его рассуждения напомнили мне Уилера. На первый взгляд, они были слишком разными людьми. Где Уилер говорил сладким и мягким голосом, Сасскинд был дерзким и жестким; где Уилер был открыт для явных спекуляций, Сасскинд был осторожен и скептичен. Но оба физика любили смелые идеи, обладали интуицией, и оба опережали свое время.