Priroda Prostranstva i Vremeni
C.Hoking, R.Penrouz
The Nature of Space and Time
Scientific American, iyul' 1996
(Perevod Andreya Krashenicy /
scientific.ru)
|
Stiven Hoking kvantovye chernye dyry kvantovaya kosmologiya fizicheskaya real'nost' Rodzher Penrouz kvantovaya teoriya kvantovaya kosmologiya fizicheskaya real'nost' |
|
|
|
Dva fizika-relyativista predstavlyayut svoi tochki zreniya na Vselennuyu, ee evolyuciyu i rol' kvantovoi teorii |
| V Scientific American dannye lekcii byli opublikovany s sokrasheniyami, sootvetstvuyushie mesta v tekste otmechennymi mnogotochiyami |
Vvedenie
V 1994 Stiven Hoking i Rodzher Penrouz prochli cikl publichnyh lekcii po obshei teorii otnositel'nosti v Institute Matematicheskih Nauk imeni Isaaka N'yutona pri Kembridzhskom universitete. Nash zhurnal predstavlyaet vam vyderzhki iz etih lekcii, vypushennyh v etom godu izdatel'stvom Princeton University Press pod nazvaniem "Priroda prostranstva i vremeni", kotorye pozvolyayut sravnit' vzglyady etih dvuh uchenyh. Hotya oba oni i prinadlezhat k odnoi shkole v fizike (Penrouz assistiroval doktorskuyu dissertaciyu Hokinga v Kembridzhe), ih vzglyady na rol' kvantovoi mehaniki v evolyucii vselennoi sil'no otlichayutsya drug ot druga. V chastnosti Hoking i Penrouz imeyut razlichnye predstavleniya o tom, chto proishodit s informaciei, zapasennoi v chernoi dyre i pochemu nachalo vselennoi otlichaetsya ot ee konca.
Odno iz glavnyh otkrytii Hokinga, sdelannyh im v 1973, bylo predskazanie togo, chto vsledstvie kvantovyh effektov chernye dyry mogut ispuskat' chasticy. V rezul'tate takogo processa chernaya dyra isparyaetsya, i v konechnom schete vozmozhno chto ot ee pervonachal'noi massy nichego ne ostanetsya. No v techenie svoego formirovaniya chernye dyry pogloshayut mnozhestvo padayushih na nee chastic imeyushih razlichnye tipy, svoistva i konfiguracii. Hotya kvantovaya teoriya trebuet, chtoby podobnaya informaciya byla sohranena, podrobnosti togo, chto zhe proishodit s nei dal'she, ostayutsya temoi dlya burnyh debatov. Hoking i Penrouz, oba polagayut chto, vo vremya izlucheniya chernaya dyra teryaet informaciyu, kotoruyu ona soderzhala v sebe. No Hoking uporno utverzhdaet, chto eta poterya nevospolnima, togda kak Penrouz dokazyvaet, chto ona sbalansirovana spontannymi izmereniyami kvantovyh sostoyanii, kotorye vvodyat informaciyu obratno vnutr' chernoi dyry.
Oba uchenyh soglashayutsya s tem, chto budushaya teoriya kvantovoi gravitacii neobhodima dlya opisaniya prirody. No ih vzglyady otlichayutsya na nekotorye aspekty etoi teorii. Penrouz schitaet, chto dazhe esli fundamental'nye vzaimodeistviya elementarnyh chastic simmetrichny po otnosheniyu k obrasheniyu vremeni, to kvantovaya gravitaciya dolzhna narushat' takuyu simmetriyu. Vremennaya asimmetriya dolzhna togda ob'yasnit', pochemu v nachale vselennaya byla stol' odnorodna (kak pokazyvaet mikrovolnovoe fonovoe izluchenie, rozhdennoe bol'shim vzryvom), togda kak v konce vselennaya dolzhna byt' neodnorodna.
Penrouz pytaetsya vklyuchit' podobnuyu asimmetriyu v svoyu gipotezu Veilevskoi krivizny. Prostranstvo-vremya, soglasno Al'bertu Einshteinu, iskrivleno prisutstviem materii. No prostranstvo-vremya mozhet takzhe imet' nekotoruyu vnutrenne prisushuyu emu deformaciyu, oboznachaemuyu kak Veilevskaya krivizna. Gravitacionnye volny i chernye dyry, naprimer, pozvolyayut prostranstvu-vremeni iskrivlyat'sya dazhe v teh oblastyah, kotorye yavlyayutsya pustymi. V rannei vselennoi Veilevskaya krivizna byla veroyatno ravna nulyu, no v ugasayushei vselennoi, kak dokazyvaet Penrouz, bol'shoe kolichestvo chernyh dyr privedet k rostu Veilevskoi krivizny. V etom i budet zaklyuchat'sya razlichie mezhdu nachalom i koncom vselennoi.
Hoking soglashaetsya, chto bol'shoi vzryv i zaklyuchitel'nyi kollaps ("Big crunch") budut razlichny, no on ne rassmatrivaet asimmetriyu vremeni v kachestve zakona prirody. Osnovnoi zhe prichinoi dlya etogo razlichiya, kak on dumaet, yavlyaetsya tot put', na kotoryi zaprogrammirovano razvitie vselennoi. On postuliruet svoego roda demokratiyu, zayavlyaya, chto vo vselennoi ne mozhet byt' vydelennoi prostranstvennoi tochki; i poetomu, vselennaya ne mozhet imet' granicu. Imenno eto predlozhenie ob otsutstvii granicy, kak utverzhdaet Hoking, ob'yasnyaet odnorodnost' mikrovolnovogo fonovogo izlucheniya.
Vzglyady oboih fizikov na interpretaciyu kvantovoi mehaniki takzhe v korne rashodyatsya. Hoking polagaet, chto edinstvennoe prednaznachenie teorii - davat' predskazaniya, kotorye soglasuyutsya s opytnymi dannymi. Penrouz zhe schitaet, chto prostoe sravnenie predskazanii s eksperimentami ne dostatochno dlya ob'yasneniya deistvitel'nosti. On ukazyvaet, chto kvantovaya teoriya, trebuyushaya superpozicii volnovyh funkcii, est' koncepciya, kotoraya mozhet privodit' k neleposti. Eti uchenye takim obrazom vozvodyat na novyi vitok izvestnuyu diskussiyu Einshteina i Bora po povodu prichudlivyh posledstvii kvantovoi teorii.
Stiven Hoking o kvantovyh chernyh dyrah:
Kvantovaya teoriya chernyh dyr ..., kazhetsya, privodit k novomu urovnyu nepredskazuemosti v fizike pomimo obychnoi kvantovomehanicheskoi neopredelennosti. Eto proishodit blagodarya tomu, chto chernye dyry, kazhetsya, imeyut vnutrennyuyu entropiyu i teryayut informaciyu iz nashei oblasti vselennoi. Ya dolzhen skazat', chto eti trebovaniya ves'ma sporny: mnogo uchenyh, rabotayushih v oblasti kvantovoi gravitacii, vklyuchaya pochti vseh teh, kto prishel v nee iz fiziki elementarnyh chastic, instinktivno otklonyayut ideyu, chto informaciya o sostoyanii kvantovoi sistemy mozhet byt' uteryana. Odnako, takaya tochka zreniya ne privela k bol'shomu uspehu v ob'yasnenii togo, kakim obrazom informaciya mozhet pokidat' chernuyu dyru. V konechnom schete ya polagayu, chto oni budut vynuzhdeny prinyat' moe predlozhenie, chto informaciya bezvozvratno teryaetsya, takzhe, kak oni byli vynuzhdeny soglasit'sya, chto chernye dyry izluchayut, chto protivorechit vsem ih predubezhdeniyam ...
Tot fakt, chto gravitaciya yavlyaetsya prityagivayushei, oznachaet, chto vo vselennoi imeet mesto tendenciya styagivaniya materii v odnom meste, tendenciya k formirovaniyu ob'ektov podobnyh zvezdam i galaktikam. Dal'neishee szhatie etih ob'ektov mozhet nekotoroe vremya sderzhivat'sya teplovym davleniem, v sluchae zvezd, ili vrasheniem i vnutrennimi dvizheniyami, v sluchae galaktik. Odnako, v konechnom schete teplota ili uglovoi impul's budut uneseny proch', i ob'ekt opyat' nachnet szhimat'sya. Esli massa men'she chem, priblizitel'no poltory massy Solnca, szhatie mozhet byt' ostanovleno davleniem vyrozhdennogo gaza elektronov ili neitronov. Ob'ekt stabiliziruetsya, chtoby stat' belym karlikom ili neitronnoi zvezdoi, sootvetstvenno. Odnako, esli massa bol'she chem etot predel, to uzhe net nichego, chto moglo by ostanovit' neuklonnoe szhatie. Kak tol'ko szhatie ob'ekta priblizitsya k nekotoromu kriticheskomu razmeru, pole tyagoteniya na ego poverhnosti budet nastol'ko sil'no, chto svetovye konusy budut nakloneny vnutr' .... My mozhem videt', chto dazhe uhodyashie vo vne svetovye luchi izognuty po napravleniyu drug k drugu, tak chto oni sblizhayutsya, a ne rashodyatsya. Eto oznachaet, chto imeetsya nekotoraya zakrytaya poverhnost' ....
Takim obrazom dolzhna sushestvovat' oblast' prostranstva-vremeni, iz kotoroi nevozmozhno vyrvat'sya na beskonechnoe rasstoyanie. Eta oblast' nazyvaetsya chernoi dyroi. Ee granica nazyvaetsya gorizontom sobytii, ona yavlyaetsya poverhnost'yu, sformirovannoi svetovymi luchami, ne sposobnymi vyrvat'sya k beskonechnosti ....
Bol'shoe kolichestvo informacii teryaetsya, kogda kosmicheskoe telo kollapsiruet, chtoby obrazovat' chernuyu dyru. Kollapsiruyushii ob'ekt opisyvaetsya ochen' bol'shim kolichestvom parametrov. Ego sostoyanie opredelyatsya vidami veshestva i mul'tipol'nymi momentami raspredeleniya ih mass. Nesmotrya na eto formiruyushayasya chernaya dyra sovershenno ne zavisit ot vida veshestva i bystro teryaet vse mul'tipol'nye momenty krome pervyh dvuh: monopol'nogo, kotoryi yavlyaetsya massoi, i dipol'nogo, kotoryi yavlyaetsya momentom impul'sa.
Eta poterya informacii deistvitel'no ne imela znacheniya v klassicheskoi teorii. Mozhno skazat', chto vsya informaciya otnositel'no kollapsiruyushego ob'ekta okazyvaetsya vnutri chernoi dyry. Dlya nablyudatelya, nahodyashegosya vne chernoi dyry, bylo by ochen' trudno opredelit', na chto pohozh kollapsiruyushii ob'ekt. Odnako, v klassicheskoi teorii eto bylo vse eshe vozmozhno v principe. Nablyudatel' nikogda fakticheski ne teryal by iz vidu kollapsiruyushii ob'ekt. Vmesto etogo, emu kazalos' by, chto ob'ekt zamedlyaetsya v svoem szhatii i stanovitsya vse bolee i bolee tusklym, po mere ego priblizheniya k gorizontu sobytii. Etot nablyudatel' vse eshe mog videt' iz chego sostoit kollapsiruyushii ob'ekt i kak v nem raspredelena massa.
Odnako, s tochki zreniya kvantovoi teorii vse polnost'yu menyaetsya. V techenie kollapsa ob'ekt ispustil by tol'ko ogranichennoe chislo fotonov prezhde, chem peresech' gorizont sobytii. Etih fotonov bylo by sovershenno nedostatochno, chtoby peredat' nam vsyu informaciyu otnositel'no kollapsiruyushego ob'ekta. Eto oznachaet, chto v kvantovoi teorii ne sushestvuet nikakogo sposoba, kotorym vneshnii nablyudatel' mog by opredelit' sostoyanie takogo ob'ekta. Mozhno bylo by podumat', chto eto ne imeet slishkom bol'shogo znacheniya, potomu chto informaciya budet vse eshe vnutri chernoi dyry, dazhe esli ee nevozmozhno izmerit' izvne. No eto kak raz tot sluchai, gde proyavlyaetsya vtoroi effekt kvantovoi teorii chernyh dyr....
Kvantovaya teoriya zastavlyaet chernye dyry izluchat' i teryat' massu. I po-vidimomu oni v konechnom schete ischezayut polnost'yu - vmeste s informaciei vnutri nih. Ya hochu privesti argumenty v pol'zu togo, chto eta informaciya deistvitel'no teryaetsya i ne vozvrashaetsya v kakoi-libo forme. Kak ya pokazhu dal'she, s etoi poterei informacii v fiziku vhodit neopredelennost' bolee vysokogo urovnya chem obychnaya neopredelennost', svyazannaya s kvantovoi teoriei. K sozhaleniyu, v otlichie ot sootnosheniya neopredelennosti Geizenberga, etot novyi uroven' neopredelennosti budet dovol'no trudno podtverdit' eksperimental'no v sluchae chernyh dyr.
Rodzher Penrouz o kvantovoi teorii i prostranstve-vremeni:
Kvantovaya teoriya, special'naya teoriya otnositel'nosti, obshaya teoriya otnositel'nosti i kvantovaya teoriya polya - velichaishie fizicheskie teorii 20-ogo stoletiya. Eti teorii ne nezavisimy ot drug druga: obshaya teoriya otnositel'nosti byla postroena na osnove special'noi teorii otnositel'nosti, a kvantovaya teoriya polya imeet special'nuyu teoriyu otnositel'nosti i kvantovuyu teoriyu v kachestve svoego osnovaniya.
Obychno govorilos', chto kvantovaya teoriya polya - naibolee tochnaya iz vseh kogda-libo sushestvovavshih fizicheskih teorii, dayushaya tochnost' do 11 znakov posle zapyatoi. Odnako, ya hotel by ukazat', chto obshaya teoriya otnositel'nosti v nastoyashee vremya proverena s tochnost'yu do 14 znakov posle zapyatoi (i eta tochnost' ochevidno ogranichena tol'ko tochnost'yu chasov, idushih na Zemle). Ya imeyu v vidu binarnyi pul'sar Hulse-Taylor PSR 1913+16, para neitronnyh zvezd vrashayushihsya drug otnositel'no druga, odna iz kotoryh - pul'sar. Obshaya teoriya otnositel'nosti predskazyvaet, chto podobnaya orbita medlenno szhimaetsya (a ee period umen'shaetsya), potomu chto proishodit poterya energiya vsledstvie izlucheniya gravitacionnyh voln. Etot process deistvitel'no byl zafiksirovan eksperimental'no, a polnoe opisanie ego dvizheniya, nablyudaemogo v techenie 20 let ... nahoditsya v soglasii s obshei teoriei otnositel'nosti (kotoraya vklyuchaet v sebya N'yutonovskuyu teoriyu) s zamechatel'noi tochnost'yu, otmechennoi vyshe. Issledovateli etoi zvezdnoi sistemy po pravu poluchili Nobelevskie premii za svoyu rabotu. Kvantovye teoretiki vsegda utverzhdali, ssylayas' na tochnost' ih teorii, chto obshaya teoriya otnositel'nosti dolzhna brat' s nee primer, no ya dumayu teper', chto primer dolzhna brat' kvantovaya teoriya polya.
Hotya eti chetyre teorii dostigli bol'shih uspehov, no i oni ne svobodny ot problem .... Obshaya teoriya otnositel'nosti predskazyvaet sushestvovanie singulyarnostei prostranstva-vremeni. V kvantovoi teorii imeetsya "problema izmereniya", ya opishu ee pozzhe. Mozhet okazat'sya, chto reshenie problem etih teorii sostoit v priznanii togo fakta, chto oni yavlyayutsya nepolnymi teoriyami. Naprimer, mnogie predvkushayut, chto kvantovaya teoriya polya mogla by kakim-libo sposobom "razmazat'" singulyarnosti obshei teorii otnositel'nosti....
A teper' ya hotel by skazat' neskol'ko slov otnositel'no poteri informacii v chernyh dyrah, kotoraya, kak ya polagayu, imeet otnoshenie k poslednemu utverzhdeniyu. Ya soglashayus' pochti so vsem, chto otnositel'no etogo skazal Stiven. No v to vremya kak Stiven rascenivaet poteryu informacii v chernyh dyrah kak novuyu neopredelennost' v fizike, bolee vysokogo urovnya, chem kvantovomehanicheskaya neopredelennost', to ya zhe rassmatrivayu ee kak vsego lish' "dopolnitel'nuyu" neopredelennost' .... Vozmozhno, chto nebol'shoe kolichestvo informacii teryaetsya vo vremya ispareniya chernoi dyry ... no etot effekt budet namnogo men'she, chem poterya informacii vo vremya kollapsa (dlya opisaniya kotorogo ya prinimayu lyubuyu razumnuyu kartinu zaklyuchitel'nogo ischeznoveniya chernoi dyry).
V kachestve myslennogo eksperimenta rassmotrim zamknutuyu sistemu v bol'shom yashike i rassmotrim dvizhenie materii vnutri yashika v fazovom prostranstve. V oblastyah fazovogo prostranstva, sootvetstvuyushih mestopolozheniyam chernoi dyry, traektorii opisyvayushie fizicheskuyu evolyuciyu sistemy budut shodit'sya, i fazovye ob'emy, zapolnyaemye etimi traektoriyami, budut sokrashat'sya. Eto proishodit v rezul'tate poteri informacii v singulyarnosti chernoi dyry. Dannoe sokrashenie nahoditsya v pryamom protivorechii s zakonom klassicheskoi mehaniki, izvestnym kak teorema Liuvillya, kotoraya utverzhdaet, chto fazovye ob'emy, perenosimye fazovymi traektoriyami ostayutsya postoyannymi .... Takim obrazom prostranstvo-vremya chernoi dyry narushaet sohranenie takih ob'emov. Odnako, v moei kartine, eta poterya ob'ema fazovogo prostranstva sbalansirovana processom spontannyh kvantovyh izmerenii, v rezul'tate kotoryh proishodit vosstanovlenie informacii i uvelichenie ob'ema v fazovom prostranstva. Kak ponimayu eto ya, tak proishodit potomu, chto neopredelennost', svyazannaya s poterei informacii v chernyh dyrah, yavlyaetsya kak by "dopolnitel'noi" k kvantovomehanicheskoi neopredelennosti: kazhdaya iz nih - lish' odna storona odnoi monety....
A teper' davaite rassmotrim myslennyi eksperiment s kotom Shredingera. On opisyvaet nezavidnoe polozhenie kota v yashike, v kotorom ispushennyi foton padaet na poluprozrachnoe zerkalo, a peredannaya chast' ego volnovoi funkcii registriruetsya datchikom. Esli datchik obnaruzhivaet foton, to srabatyvaet pistolet, ubivayushii kota. Esli datchik ne obnaruzhivaet foton, to kot ostaetsya zhiv i zdorov. (Ya znayu, chto Stiven ne odobryaet durnoe obrashenie s kotami, dazhe v myslennyh eksperimentah!) Volnovaya funkciya takoi sistemy yavlyaetsya superpoziciei etih dvuh vozmozhnostei .... No pochemu nashemu vospriyatiyu dostupny tol'ko makroskopicheskie al'ternativy "kot mertv" i "kot zhiv", a ne makroskopicheskie superpozicii takih sostoyanii? ...
Ya predpolagayu, chto s privlecheniem obshei teorii otnositel'nosti, ispol'zovanie superpozicii al'ternativnyh geometrii prostranstva-vremeni stalkivaetsya s ser'eznymi trudnostyami. Vozmozhno, chto superpoziciya dvuh razlichnyh geometrii nestabil'na i raspadaetsya v odnu iz etih dvuh al'ternativ. Takimi geometriyami mogli by byt', naprimer, prostranstvo i vremya zhivogo ili mertvogo kota. Dlya oboznacheniya etogo raspada superpozicii v odno iz al'ternativnyh sostoyanii ya ispol'zuyu termin ob'ektivnaya redukciya, kotoryi mne nravitsya, potomu chto imeet horoshii akronim (OR). Kakoe otnoshenie k etomu imeet plankovskaya dlina 10-33 santimetra? Takaya dlina yavlyaetsya estestvennym kriteriem dlya opredeleniya togo, yavlyayutsya li geometrii deistvitel'no razlichnymi mirami. Plankovskii masshtab opredelyaet takzhe i vremennoi masshtab, pri kotorom proishodit redukciya v razlichnye al'ternativy.
Hoking o kvantovoi kosmologii:
Ya zakanchivayu etu lekciyu obsuzhdeniem voprosa, po povodu kotorogo Rodzher i ya imeem razlichnye vzglyady - eto strela vremeni. Imeetsya ochen' yasnoe razlichie mezhdu pryamym i obratnym napravleniyami vremeni v nashei chasti vselennoi. Dostatochno prokrutit' nazad lyuboi fil'm, chtoby uvidet' eto razlichie. Vmesto chashek, padayushih so stola i rassypayushihsya na melkie kusochki, my videli by kak eti oskolki vnov' sobirayutsya vmeste i vskakivayut obratno na stol. Razve real'naya zhizn' pohozha ne chto-libo podobnoe?.
Lokal'nye zakony fizicheskie polei udovletvoryayut trebovaniyu simmetrii vo vremeni, ili esli byt' bolee tochnym CPT-invariantnosti (Charge-Parity-Time - Zaryad-Chetnost'-Vremya). Takim obrazom, nablyudaemoe razlichie mezhdu proshlym i budushim proishodit ot granichnyh uslovii vselennoi. Rassmotrim model', v kotoroi prostranstvenno zamknutaya vselennaya rasshiryaetsya do maksimal'nogo razmera, posle chego vnov' kollapsiruet. Kak podcherknul Rodzher, vselennaya budet sil'no razlichaetsya v konechnyh punktah etoi istorii. V svoem nachale vselennaya, kak my teper' dumaem, budet dovol'no gladkoi i regulyarnoi. Odnako, kogda ona nachnet snova kollapsirovat', my ozhidaem, chto ona budet chrezvychaino besporyadochna i neregulyarna. Poskol'ku besporyadochnyh konfiguracii gorazdo bol'she chem uporyadochennyh, eto oznachaet, chto nachal'nye usloviya dolzhny byt' vybrany chrezvychaino tochno.
Vsledstvie etogo granichnye usloviya dolzhny byt' razlichnymi v eti momenty vremeni. Predpolozhenie Rodzhera sostoit v tom, chto Veilevskii tenzor dolzhen obratit'sya v nul' tol'ko v odnom iz koncov vremeni. Veilevskii tenzor - ta chast' krivizny prostranstva-vremeni, kotoraya ne opredelyaetsya lokal'nym raspredeleniem materii cherez uravneniya Einshteina. Eta krivizna chrezvychaino mala v uporyadochennoi rannei stadii, i ochen' velika v kollapsiruyushei vselennoi. Takim obrazom, eto predlozhenie pozvolilo by nam otlichit' oba konca vremeni drug ot druga i ob'yasnit' sushestvovanie strely vremeni.
Ya dumayu, chto predlozhenie Rodzhera yavlyaetsya Veilevskim v dvuh smyslah etogo slova. Vo-pervyh, ono - ne CPT-invariantno. Rodzher rassmatrivaet eto svoistvo kak dostoinstvo, no kak ya chuvstvuyu, ne nuzhno otkazyvat'sya ot simmetrii bez dostatochno vesomyh na to prichin. Vo vtoryh, esli by Veilevskii tenzor byl tochno raven nulyu na rannei stadii vselennoi, to ona ostavalas' by odnorodnoi i izotropnoi v techenie vsego posleduyushego vremeni. Veilevskaya gipoteza Rodzhera ne mozhet ob'yasnyat' ni fluktuacii mikrovolnovogo fona, ni vozmusheniya, kotorye vyzyvayut galaktiki i tela, podobnye nam samim.
Nesmotrya na vse eto, ya dumayu, chto Rodzher ukazal na ochen' vazhnoe razlichie mezhdu etimi dvumya granicami vremeni. No fakt, chto malost' Veilevskogo tenzora v odnoi iz granic, ne dolzhna prinimat'sya nami ad hoc, a dolzhna byt' poluchena iz bolee fundamental'nogo principa "otsutstviya granic" ....
Kakim obrazom dve vremennye granicy mogut byt' razlichnymi? Pochemu vozmusheniya dolzhny byt' maly v odnoi iz nih, no ne v drugoi? Prichina etogo v tom, chto uravneniya polya imeyut dva vozmozhnyh kompleksnyh resheniya.... Ochevidno, chto odno reshenie sootvetstvuet odnoi granice vremeni, a drugoe - drugoi .... V odnom konce vremeni, vselennaya byla ochen' gladkoi, i Veilevskii tenzor - mal. Odnako, tochno on ne mog byt' raven nulyu, poskol'ku eto privodit k narusheniyu sootnosheniya neopredelennosti. Vmesto etogo dolzhny imet' mesto nebol'shie fluktuacii, kotorye pozzhe mogut prevratit'sya v galaktiki i tela, podobno nam samim. V protivopolozhnost' nachalu, konec vselennaya dolzhen byt' ochen' neregulyarnym i haotichnym, a Veilevskii tenzor ochen' bol'shim. Eto ob'yasnilo by pochemu imeet mesto strela vremeni i pochemu chashki padayut so stola i razbivayutsya gorazdo ohotnee, chem vosstanavlivayutsya i vskakivayut obratno.
Penrouz o kvantovoi kosmologii:
Iz togo, chto ya ponyal v koncepcii Stivena, ya delayu vyvod, chto nashi raznoglasiya po dannomu voprosu (Veilevskaya gipoteza krivizny) chrezvychaino veliki ...Dlya nachal'noi singulyarnosti Veilevskaya krivizna priblizitel'no yavlyaetsya nulevoi .... Stiven sporil, chto v nachal'nom sostoyanii dolzhny imet' mesto malen'kie kvantovye fluktuacii, i poetomu gipoteza o nulevoi Veilevskoi krivizne yavlyaetsya klassicheskoi i nepriemlemoi. No ya dumayu, chto imeetsya nekotoraya svoboda otnositel'no tochnoi formulirovki etoi gipotezy. Malen'kie vozmusheniya konechno zhe priemlemy s moei tochki zreniya v kvantovom rezhime. My nuzhdaemsya tol'ko v tom, chtoby sushestvenno ogranichit' eti fluktuacii okolo nulya ....
Vozmozhno, chto princip "otsutstviya granic" Dzheimsa-Hartli-Hokinga yavlyaetsya horoshim kandidatom dlya opisaniya struktury nachal'nogo sostoyaniya. Odnako, kak mne kazhetsya, dlya ob'yasneniya zaklyuchitel'nogo sostoyaniya neobhodimo chto-to drugoe. V chastnosti, teoriya, ob'yasnyayushaya strukturu singulyarnostei, dolzhna byla by vklyuchat' v sebya narushenie CPT i drugih simmetrii, dlya togo chtoby byt' sovmestimoi s gipotezoi Veilevskoi krivizny. Takoe narushenie simmetrii vremeni moglo by byt' ves'ma malym; i moglo by neyavno soderzhat'sya v novoi teorii, vyhodyashei za predely kvantovoi mehaniki.
Hoking o fizicheskoi real'nosti:
Eti lekcii ochen' yasno pokazali razlichie mezhdu Rodzherom i mnoi. On - platonist, a ya - pozitivist. On vser'ez ozabochen, chto kot Shredingera nahoditsya v kvantovom sostoyanii, v kotorom on napolovinu zhiv, a napolovinu mertv. On predchuvstvuet v etom nesootvetstvie deistvitel'nosti. No menya takie veshi ne bespokoyat. Ya ne trebuyu, chtoby teoriya sootvetstvovala real'nosti, poskol'ku ne znayu, chto takoe real'nost'. Real'nost' eto ne kachestvo, kotoroe vy mozhete proverit' lakmusovoi bumagoi. Vse, o chem ya bespokoyus' eto to, chtoby teoriya predskazyvala rezul'taty izmerenii. Kvantovaya teoriya delaet eto ochen' uspeshno ....
Rodzher chuvstvuet, chto ... kollaps volnovoi funkcii privnosit v fiziku narushenie CPT-simmetrii. On vidit takie narusheniya v rabote po krainei mere v dvuh oblastyah fiziki: kosmologiya i chernye dyry. Ya soglashayus', chto my mozhem ispol'zovat' asimmetriyu vremeni, kogda zadaem voprosy otnositel'no nablyudenii. No ya polnost'yu otklonyayu ideyu, chto imeyutsya nekie fizicheskie processy, privodyashie k redukcii volnovoi funkcii, ili chto eto imeet kakoe-libo otnoshenie k kvantovoi gravitacii ili soznaniyu. Eto vse imeet otnoshenie k volshebstvu i magii, no ne k nauke.
Penrouz o fizicheskoi real'nosti:
Kvantovaya mehanika sushestvuet vsego tol'ko 75 let. Eto ne ochen' mnogo, osobenno esli sravnivat', naprimer, s teoriei gravitacii N'yutona. Poetomu ya ne udivlyus', esli kvantovaya mehanika budet modificirovana dlya ochen' bol'shih ob'ektov.
V nachale etih debatov Stiven vyskazal mysl', chto on - pozitivist, a ya - platonist. Ya rad, chto on pozitivist, no otnositel'no sebya mogu skazat', chto ya skoree yavlyayus' realistom. K tomu zhe, esli sravnivaete eti debaty s izvestnymi debatami Bora i Einshteina, priblizitel'no 70 let nazad, ya dumayu, chto Stiven igraet rol' Bora, a ya - rol' Einshteina! Dlya Einshteina bylo neobhodimo, chtoby sushestvovalo nechto pohozhee na real'nyi mir, opisyvaemoe ne obyazatel'no volnovoi funkciei, v to vremya kak Bor podcherkival, chto volnovaya funkciya ne opisyvaet ne real'nyi mir, a tol'ko znanie, neobhodimoe dlya predskazaniya rezul'tatov eksperimenta.
Seichas schitaetsya, chto argumenty Bora okazalis' bolee vesomymi, i chto Einshtein (soglasno ego biografii, napisannoi Abrahamom Paisom) mog uzhe s 1925 goda zanimat'sya rybalkoi. I deistvitel'no, on ne vnes bol'shogo vklada v kvantovuyu mehaniku, hotya ego pronicatel'naya kritika byla ochen' polezna dlya poslednei. Ya polagayu, chto prichina etogo byla v tom, chto v kvantovoi teorii otsutstvovali nekotorye vazhnye komponenty. Odnim iz takih komponentov bylo otkrytoe Stivenom 50 godami pozzhe izlucheniya chernyh dyr. Utechka informacii, svyazannaya s izlucheniem chernoi dyry, est' tot fenomen, kotoryi vozmozhno podnimet kvantovuyu teoriyu na novyi uroven'.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Kosmologiya - gravitaciya - chernye dyry - kvantovaya gravitaciya - kvantovaya kosmologiya
Publikacii so slovami: Kosmologiya - gravitaciya - chernye dyry - kvantovaya gravitaciya - kvantovaya kosmologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
