Глава 1. ОБРАТНАЯ СТОРОНА ВСЕЛЕННОЙ
1.13 Вторая формула
Если Первая формула возникла почти случайно, то Вторая формула, скорее, получилась из Первой. Одного уравнения не достаточно. Ещё одна постоянная величина должна явно зависеть от количества материи во Вселенной, быть неким “индикатором” Хаоса.
Вторая формула была выведена через несколько месяцев после открытия Первой. Её открытие было не столь драматичным. Юному физику уже был знаком Хаос. И было ясно, этот Хаос не только за пределами Вселенной. В некотором количестве он присутствует и в нашем мире. Значит, должна быть величина, которая определяет “количество Хаоса”. Очевидно, это постоянная Планка. Именно она должна быть мерой Хаоса, мерой неопределённости, или беспорядка.
Итак, давайте посмотрим, как выглядит Вторая маленькая формула. Она имеет вот такой вид (смотрите формулу наверху):
аш в квадрате умноженная на гравитационный потенциал равно константе
Это уравнение также объединяет всего две величины, одна из которых – постоянная Планка, это по сути, “мера Хаоса”. В квантовой механике она характеризует неопределённость в движении частиц. Чем больше постоянная Планка, тем больше неопределённости в микромире. А вторая величина – уже знакомый нам гравитационный потенциал Ф, создаваемый всей материей Вселенной. Получается, эта величина содержится и в Первой, и во Второй формулах. Выходит, гравитационный потенциал настолько важен, что от него зависят фундаментальные постоянные, такие как скорость света и постоянная Планка. Количество материи во Вселенной и её воздействие непосредственно “создают” очень важные величины, характеристики нашего мира. А такое воздействие всех звёзд, всей материи на фундаментальные величины и есть, по сути, принцип Маха. Всё вещество, которое только есть в космосе, формирует пространство. Если бы Вселенная не имела материю, гравитационный потенциал был бы равен нулю. А это, согласно Первой и Второй формулам, привело бы к нулевой скорости света и бесконечной постоянной Планка. Не было бы материи – не было бы и пространства. Вернее, это было бы особое пространство – Хаос.
Вторая формула, в каком-то смысле, дополнение Первой формулы и тоже о многом говорит. Оба уравнения замечательно описывают и наше пространство, и то, что находится вне него, то есть Хаос.
Согласно Второй формуле, в Хаосе постоянная Планка имеет бесконечно большое значение. А во Вселенной она очень маленькая, но всё же ненулевая. Это означает, что в нашем мире хоть немного беспорядка, но есть. Хаоса в нашем мире настолько мало, что мы его не замечаем. Такое количество могут чувствовать лишь самые маленькие частицы. Даже от небольшого присутствия Хаоса они слегка “сходят с ума”. Их движение не поддаётся логике здравого смысла. Поведение элементарных частиц никак нельзя предсказать. Они сами не знают, куда их завернёт в следующее мгновение.
Попробуем применить Вторую формулу к очень ранней Вселенной. А также прислушаемся, что же она расскажет о далёком будущем.
Очень давно, когда мир только зарождался, гравитационный потенциал был огромный. Выходит, согласно Второй формуле, постоянная Планка имела очень маленькое значение, гораздо меньше, чем сейчас. Получается, Хаоса тогда было совсем мало, намного меньше, чем сегодня. А значит, и неопределённость на заре Вселенной почти отсутствовала. Частицы вели себя менее странно, они походили на большие тела.
А в далёком будущем, когда Вселенная из-за постоянного расширения станет больше, гравитационный потенциал значительно уменьшится. Согласно Второй формуле, значение постоянной Планка существенно увеличится. Во Вселенной будет гораздо больше Хаоса. Частицы микромира совсем сойдут с ума. Да что там частицы! Весь мир станет непредсказуемым.
Непредсказуемость движения элементарных частиц можно сравнить с мыслями. Мы никогда полностью не уверены, какая идея овладеет нами в следующее мгновение. Также и с частицей. Нам не узнать, куда она завернёт в следующее мгновение. Ни один сверхмощный компьютер не сможет вычислить это. Вот что приносит Хаос в наш мир.
А меняется ли постоянная Планка в современном мире? Да, и это также видно по Второй формуле. В разных местах Вселенной гравитационный потенциал имеет разные значения. Там, где он меньше (например, между галактиками), постоянная Планка чуть-чуть больше. А там, где гравитационный потенциал больше (скажем, возле массивной звёзды), постоянная Планка меньше. Эти отличия совсем маленькие, тем не менее, они есть.
Мы как бы сталкиваемся с несоответствием. Как это постоянная величина может быть больше или меньше? Она по определению – постоянная, то есть не меняющаяся. И постоянная Планка должна быть неизменной, всегда и везде иметь одно и то же значение: постоянная Планка = 1,055 умножить на 10 в 34-й степени джоуль на секунду (размерность энергии, умноженной на время).
Постоянная Планка постоянная в том смысле, что она одинакова для всех частиц (протонов, электронов…), но в разных местах Вселенной она может отличаться.
Взглянем ещё раз на Вторую формулу, которая показывает, что произведение постоянной Планка в квадрате и гравитационного потенциала Вселенной есть постоянная величина. То есть, это произведение – “более постоянная” и “более фундаментальная” величина, чем сама постоянная Планка, которая может меняться в зависимости от гравитационного потенциала. Увеличится потенциал – постоянная Планка уменьшится, и наоборот.
И Первая и Вторая формулы не только описывают Хаос, но и предсказывают его. Если проявить фантазию и пуститься в путешествие к границам Вселенной, то эти уравнения красноречиво расскажут, что будет происходить вдоль нашей дороги, что случится у границ Вселенной и за её пределами.
За пределами нашего мира – Хаос. А так как неопределённость там бесконечная, то, можно сказать, Хаос есть неопределённость в чистом виде.
Но что мешает Хаосу захватить власть над нашим миром? Снова посмотрим на наши формулы. Мощнейшее противодействие безумному беспорядку – гравитационный потенциал. “Ограничители” Хаоса – звёзды, галактики, всё-всё, что наполняет Вселенную и обладает массой.
Мы ещё раз убеждаемся, что звёзды нам нужны не только для красоты. Без них просто не было бы жизни!
Теперь, наверно, стало понятней, какой смысл таят в себе две маленькие формулы. Они нам говорят такое, что не совсем пока укладывается в голове. Например, что в далёком-далёком будущем мы, люди, тоже сможем раздваиваться, растраиваться и находиться в разных местах одновременно. Мир будет похож на фантастический фильм. То, что сейчас происходит с невидимыми частицами микромира, будет твориться и с нами!