Икар на ръба на времето

„Всяка религия има легенда за сътворението на света. А сега физиката ще разкаже своята история. Изобщо струва ми се, че учените трябва повече да разказват истории.”

Брайън Грийн говори почти така, както е облечен. Елегантно просто. Сини дънки, черно сако, сиви маратонки, бяла тениска – нищо не трябва да отвлича зрителя от скрития смисъл на спокойните му и премерени думи.

Но в необходимия момент той ще се оживи, бъдете сигурни.

Брайън Грийн е професор от Колумбийския университет, знаменит струнен теоретик, претендент за награда „Пулицър” за книгата си „Елегантна Вселена” и един от главните организатори на Световния фестивал на науката. Световноизвестният учен представил в Москва новия си проект – книгата за деца „Икар на ръба на времето” и едноименен спектакъл по нейни мотиви.

Широк размах на ръката и черната дупка на екрана главозамайващо деформира пространство-времето, засмуквайки в себе си всички планети наоколо. Дълги, тънки пръсти, резки движения – диригентът на физиката разказва на притихналата зала за паралелните вселени, а в почивките звъни на децата си в Америка. На такъв човек ти се иска да вярваш. Така че вслушваме се в него и преразказваме три истории.

Тъмната енергия и бягащите галактики

Нашата Вселена се разширява. И не просто така, а с ускорение – огромните обекти от рода на галактики и купове все по-бързо бягат едни от други (а обекти като нас с нашите клавиатури си остават на място). В края на 90-те години това е представено експериментално от две независими групи астрофизици, които следили положението на свръхнови. Много следващи наблюдения потвърждават резултатите и през 2011 г. Сол Пърлмутър, Брайън Шмит и Адам Рийс са удостоени с Нобелова награда за физика – в рекордни за научния свят срокове.

Но какво разгонва всички тези свръхнови и галактични купове? Науката отговаря лаконично – тъмната енергия. Субстанция, разпределена равномерно из цялата Вселена, енергия от самия вакуум.

Разбира се, тази закономерност е голям късмет за нас и нашите клавиатури. Тъмната енергия като равен слой е размазана по цялата Вселена, докато обикновената материя с нейната любов към гравитацията образува най-малките във вселенските мащаби обекти – от рода на вашата стая, планетата Земя или Слънчевата система, чиято сила на привличане засега побеждава непреклонния натиск на тъмната енергия.

Възниква логичният въпрос – откъде се е взела тъмната енергия? Тук е по-добре да спрем. По-нататък е прекалено увлекателно. Тъй като по думите на някои физици тъмната енергия се е появила още преди Големия взрив. Само че някаква друга. И се е преточила видимо не само в нашата родна Вселена, но и в милиони други с други закони на физиката и темпове на разширение.

Така че по-добре да се успокоим и да се смирим с късмета си. „Много ни е провървяло – казва Брайън Грийн. – Попаднали сме в малко прозорче. Преди нас живот във Вселената не е имало, а скоро в разширяващата се Вселена съвсем може да го няма.”

Черна дупка от шестизмерни струни

Физическите теории неизменно се опират на някакви почти абстрактни едномерни и неделими обекти. Преди това бяха неутроните и протоните. Сега са ги сменили кварки, бозони и тем подобни. Теорията на струните предлага малко по-различен подход – всяка привидно едномерна точка от нашия четириизмерен свят всъщност е шестизмерно многообразие, малка огъната струна с напълно определен размер, чиито колебания заедно с колебанията на другите струни пораждат елементарните частици, полетата и прочие нашата физика.

Звучи още по-страшно от тъмната енергия. Така че да не се впускаме в подробности и просто да се вслушаме в учения, който смело заявява, че теорията на струните е плодотворна, вътрешно непротиворечива, елегантна и все още непроверена с експериментални данни.

Затова особено ценни за струнните теоретици са моментите, когато тяхната теория излиза извън рамките на своята математическа същност и помага да се обяснят някои не по-малко загадъчни неща. Например ентропията на черните дупки. Същината им е грубо казано такава. Има черна дупка. Огромна по маса и малка по размери, тя изкривява пространство-времето и необратимо засмуква в себе си цялата околна материя, а заедно с нея и информацията. Но къде отива после тази информация? Изчезва ли безследно?

Струнните теоретици са открили къде отива тази изчезваща информация. Само трябва да се свърже черната дупка от огромния брой струни и да се изчисли количеството методи да се измайстори такава безумна работа. И се получава ентропия на черната дупка – броят комбинации от микроскопични параметри, реализиращи макроскопичното състояние.

Изглежда абсолютно недостижимо, но още по-странното – оценката, получена по подобен начин, съвпадала с вече съществуващата. Така че отново можем да спим спокойно – падащата в черната дупка информация не изчезва безследно, а се превръща в ентропия.

Икар на ръба на времето

„Икар на ръба на времето” е препратка към знаменития мит – когато Брайън Грийн заговаря за книгата, се оживява още повече, отколкото при споменаването на черните дупки или теорията на струните. – Тази история за момчето, което тръгнало срещу забраните и постигнало своята мечта, много прилича на науката. Учените също трябва постоянно да вървят срещу забрани и убеждения.”

Така че просто да преразкажем историята, която толкова вълнува знаменития физик.

Икар се родил на борда на звездолет под шума на моторите. Там Икар израсъл, там трябвало и да умре – звездолетът вече много десетки години летял към далечната Проксима Центавър, откъдето на Земята регистрирали слаб сигнал. Прадядото на Икар бил първият капитан на тази мисия. След това дядо му. После баща му. Икар не искал да бъде още едно звено от безкрайната верига. Той мечтаел да види далечната звезда, но до целта било още далече.

Иначе Икар бил доста разумно дете и се учел добре. С лекота правел наум невероятни математически изчисления и дори конструирал собствен модел на малък космически кораб, на който е съдено да изиграе ключова роля в историята.

Веднъж съдбата, изглежда, решила да подари на Икар шанс за слава, за нещо повече от рутината на героичния полет, разтегнал се в столетия. Звездолетът приближил към черна дупка. Икар помолил баща си да коригират курса на кораба, за да минат по-близо до това чудо на природата, но срещнал очаквания отказ: „Поставяме под заплаха цялата мисия.”

Сълзи. Обида. Икар разбирал, че баща му е прав. Че не бива да рискуват живота на целия екипаж и далечната цел. Затова решил да рискува своя. Той се промъкнал в отсека със совалката, взел своето чудо изобретение и напуснал кораба, за да се приближи до черната дупка. Всички изчисления сочели, че той ще може дори да я облети по допирателната.

Бащата го увещавал да се върне, но напразно. Милиони мисли нахлули в главата на Икар. Той се изключил от връзка и се вглъбил в своята мечта. Прелетял около черната дупка веднъж, два пъти, три пъти. Радостен, обърнал обратно към кораба, за да разкаже за своите приключения.

Включил връзката. Тишина. Корабът не отговарял. Изчезнал. Наоколо имало стотици неизвестни космически тунели. И мрачни грамади от кораби на бъдещето. Той се приближил към черната дупка и неговото време се забавило. Колосалната гравитация превърнала десет хиляди години в броени минути за него.

Баща му починал. Великата мисия на кораба „Проксима” била изпълнена. Бъдещето настъпило. Човечеството открило други цивилизации. Започнала ерата на междузвездните прелети. Икар се качва на борда на един от корабите и отива в библиотеката на бъдещето, където научава мита за момчето, което хукнало да гони невъзможното и изчезнало.

В търсене на нови митове

Ще се превърне ли някога втората история в първата? Ще открият ли учените експериментално потвърждение на теорията на струните? Това е голям въпрос. „Трябва да видим някак струните в елементарните частици – казва Брайън Грийн. – Да построим микроскоп, за да погледнем отвътре. Да видим някакви свидетелства за тези струни. И в това е проблемът – сега техниката силно е изостанала от науката.”

Теорията на струните, подобно на много други теории, чака своето потвърждение, експериментални свидетелства за своята реалност – изплъзващи се в други измерения енергии на експериментите на Големия адронен колайдер, определени закономерности в разпределянето на реликтовото лъчение. И така нататък.

Но още по-труден е друг въпрос – кога двата физични сюжета ще се превърнат в трета история? Кога на смяна на вечните преразказани антични митове, алюзии на библейски истории и кратки анекдоти с падащата върху главата на Нютон ябълка ще дойде завладяващата физика? И ще дойде ли тя въобще? Брайън Грийн вярва в науката, а театралната зала след спектакъла е открила своя отговор на този въпрос.

Симфоничният оркестър, разказвачът, четящ от книгата на Грийн, завладяващият разказ за идеите на Айнщайн – всичко това е само безплатно приложение към огромния екран, където в обрамчена компютърна графика момче лети към неясен сивкав облак.

Източник: STRF