В глубоком интервью для World Science Festival выдающийся математик и физик-теоретик Роджер Пенроуз делится своим видением устройства мироздания, выходящим далеко за рамки стандартных моделей. Основной темой обсуждения стала его революционная гипотеза конформной циклической космологии (CCC), согласно которой наша Вселенная — лишь одно звено в бесконечной цепи космических эпох, разделяемых испарением черных дыр.
🕰️ Природа времени: от Эйнштейна к Минковскому 2:13
Определение времени остается одной из сложнейших задач физики. Роджер Пенроуз подчеркивает, что согласно теории относительности, время не является абсолютным и универсальным потоком; оно зависит от скорости наблюдателя.
По словам ученого, для математика гораздо естественнее рассматривать время не как отдельную сущность, а как один из компонентов четырехмерного пространства-времени. Эту концепцию ввел Герман Минковский, и хотя Альберт Эйнштейн поначалу воспринял её прохладно, позже он полностью признал её необходимость для создания общей теории относительности.
- В четырехмерной картине пространство и время образуют инвариантную реальность.
- Разные наблюдатели лишь по-разному «разрезают» этот четырехмерный блок на моменты времени в зависимости от своей системы отсчета.
- На космологических масштабах расширение Вселенной заставляет время в далеких галактиках течь иначе по отношению к нам, хотя общая симметрия космоса позволяет вводить некое «глобальное» время для удобства расчетов.
📉 Второй закон термодинамики и парадокс Большого взрыва 7:34
Одной из центральных тем беседы стал второй закон термодинамики, утверждающий, что энтропия (степень хаоса) в изолированной системе всегда растет. Пенроуз указывает на фундаментальный парадокс: если мы наблюдаем реликтовое излучение (CMB), оно выглядит как идеальное состояние теплового равновесия — то есть максимума энтропии.
«Как всё могло начаться с максимума энтропии, если ей некуда больше расти?» — задается вопросом Пенроуз.
Ученый утверждает, что разгадка кроется в гравитации. В ранней Вселенной материя была распределена хаотично (высокая энтропия излучения), но гравитационное поле находилось в исключительно упорядоченном, однородном состоянии. Именно эта «нулевая» гравитационная энтропия стала источником всего дальнейшего развития космоса.
☀️ Гравитация как двигатель жизни 13:07
Развивая идею энтропии, Пенроуз ссылается на труд Эрвина Шредингера «Что такое жизнь?». Он поясняет распространенное заблуждение о том, что Земля получает от Солнца энергию. На самом деле, количество энергии, получаемой днем, практически равно количеству энергии, излучаемой планетой обратно в космос ночью.
По мнению Пенроуза, мы потребляем не энергию, а низкую энтропию:
- Солнце — это горячая точка на темном холодном небе.
- Оно поставляет высокоэнергетические (желтые) фотоны.
- Земля возвращает в космос большое количество низкоэнергетических (инфракрасных) фотонов.
- Этот дисбаланс, позволяющий растениям и животным существовать, возможен только потому, что гравитация собрала газ в звезды, создав температурный контраст.
🌀 Конформная циклическая космология (CCC) 23:04
Пенроуз предлагает радикальную альтернативу теории инфляции. Его гипотеза CCC гласит, что Большой взрыв не был началом всего, а был конформным продолжением удаленного будущего предыдущего эона (космической эпохи).
Для объяснения этой сложной идеи он использует аналогию с геометрией гравюр М. К. Эшера «Предельный круг». В этих работах бесконечность представлена как конечная граница круга. Пенроуз утверждает:
- В очень далеком будущем Вселенная станет крайне разреженной и холодной.
- В этот момент в ней останутся в основном фотоны — безмассовые частицы, которые не «чувствуют» масштаб и время.
- Для фотона бесконечно расширившееся холодное будущее физически идентично невероятно плотному и горячему началу нового Большого взрыва.
По утверждению ученого, это позволяет «перезапустить» Вселенную без потери математической преемственности. При этом в начале нового эона гравитационная энтропия чудесным образом обнуляется, решая проблему «прошлого гипотезы».
🛰️ Поиск доказательств: точки Хокинга 39:40
Пенроуз заявляет, что его теория имеет наблюдательные подтверждения, которые мейнстримная наука зачастую игнорирует. Согласно расчетам его команды, столкновения сверхмассивных черных дыр в предыдущем эоне должны оставлять следы в виде концентрических колец в реликтовом излучении.
Еще более поразительным предсказанием являются так называемые «точки Хокинга»:
- Сверхмассивные черные дыры испаряются за счет излучения Хокинга в конце эона.
- Вся эта колоссальная энергия при переходе в новый эон сжимается в крошечную область, создавая заметные горячие пятна на карте реликтового излучения.
- Пенроуз утверждает, что такие пятна были обнаружены с уровнем достоверности 99,98%.
Интересно, что Алан Гут (создатель теории инфляции) провел собственный анализ этих данных. По словам Пенроуза, Гут признал наличие аномалий, но указал, что размер пятен в два раза превышает предсказанный теорией Пенроуза. Ученый называет это «аномалией Гута» и сейчас работает над дополнением к теории, которое могло бы объяснить этот расхождение.
🎻 Критика теории струн и будущее физики 1:05:16
В завершение беседы Роджер Пенроуз выразил скепсис относительно теории струн. Несмотря на красоту идеи, необходимость введения 10, 11 или 26 измерений кажется ему фатальным недостатком.
По мнению Пенроуза:
- Лишние измерения невозможно скрыть или «свернуть» без внесения огромного количества новых нестабильных степеней свободы.
- Физика должна искать ответы в комбинаторных моделях или глубоком пересмотре структуры пространства-времени, а не в усложнении размерности.
- Принцип эквивалентности (свободное падение отменяет гравитацию), который был «счастливейшим озарением» Эйнштейна, остается фундаментом, который пока не удается гармонично объединить с другими силами природы, такими как электромагнетизм.
