Знание-сила, 1999 № 07-08 (865,866)

Хоукинг о квантовой космологии

Я хочу закончить эту лекцию разговором на тему, по которой мы с Роджером сильно расходимся, о стреле времени. Есть совершенно явное различие между прошлым и будущим. Чтобы убедиться в этом, надо посмотреть кинофильм, пушенный задом наперед: разбитая чашка собирается из осколков и запрыгивает на стол. Если бы реальная жизнь была столь увлекательна…

Все физические законы симметричны относительно смены знака времени, или, говоря более точно, они СРТ-симметричны (charge-parity- time – это симметрия относительно смены знаков заряда-координат-времени). И пресловутая асимметрия относительно стрелы времени может возникать из-за граничных условий нашей Вселенной, проще говоря, ее рождения и гибели. Давайте предположим, что Вселенная рождается, расширяется до максимального размера, а потом опять сжимается в точку. Роджер полагает, что начало и конец существенно отличаются друг от друга. То, что мы считаем началом, выглядит по нашим теориям очень однородным и изотропным. А когда космос коллапсирует, он будет неоднородным и нерегулярным. Поскольку есть масса различных хаотических состояний и лишь одно упорядоченное, это значит, что начальные условия были выбраны с потрясающей точностью.

Таким образом, достаточно естественным выглядит предположение, что граничные условия в начале и конце Вселенной различны. Роджер полагает, что кривизна Вейля – та часть кривизны пространства-времени, которая не определяется присутствием материи, пренебрежимо мала вначале и отлична от нуля в конце.

Первое, что мне не нравится в этом предположении, несимметричность относительно СРТ. На мой взгляд, надо любой ценой стремиться сохранить этот краеугольный камень современной теоретической физики, самую главную симметрию. Кроме того, если кривизна Вейля в первые моменты строго равна нулю, то мир абсолютно однороден и изотропен и останется таковым на века. Непонятно, откуда тогда возьмутся звезды, галактики и флуктуации реликтового микроволнового излучения. Однако мне хочется подчеркнуть, что Роджер поднял невероятно важный вопрос – о неодинаковости двух концов времени. Я лишь считаю, что различие кривизны Вейля в начале и конце не должно накладываться нами как некое произвольное граничное условие, а обязано выводиться из некоего более фундаментального принципа.

Как могут различаться два конца времени? Почему возмущения малы на одном конце и велики на другом? Причина в том, что есть два сложных решения полевых уравнений… Одно – для одного конца времени, другое – для другого. На одном конце Вселенная однородна и кривизна Вейля мала, но не равна нулю, что было бы нарушением принципа неопределенности. Есть небольшие флуктуации этой кривизны, которые позднее и вырастают в галактики и в нас с вами. На другом конце времени – мир очень неоднороден и кривизна Вейля велика. Таким путем мы смогли бы объяснить наблюдаемую стрелу времени.