То, что вчера казалось безумной фантазией писателей-фантастов, сегодня становится предметом серьезных научных дискуссий. Параллельные вселенные, о которых так любят рассуждать авторы научно-фантастических романов, возможно, перестали быть лишь умозрительными конструкциями. Группа ученых из Китая выдвинула поистине революционную гипотезу: гравитационно-волновое событие GW190521, зарегистрированное детекторами LIGO и Virgo в 2019 году, может представлять собой не что иное, как "эхо" из параллельной вселенной, просочившееся через космическую червоточину.
Звучит как бред сумасшедшего? Подождите выносить вердикт. Наука двадцать первого века уже не раз доказывала, что реальность зачастую причудливее любых фантазий.
Гравитационные волны: космический шёпот катастроф
В 2015 году научный мир испытал настоящее землетрясение. Впервые в истории человечества были зарегистрированы гравитационные волны — рябь в ткани пространства-времени, предсказанная ещё Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности. Эти волны, образно говоря, представляют собой "звуки" космических катастроф, разносящиеся по всей Вселенной. Когда массивные объекты, например чёрные дыры, сталкиваются друг с другом, они создают волны в пространстве-времени, подобно тому, как камень, брошенный в пруд, создает круги на воде.
Коллаборация LIGO-Virgo, объединяющая детекторы гравитационных волн в США (LIGO) и Италии (Virgo), за последние годы зарегистрировала почти сотню таких событий. Большинство из них представляли собой слияния двойных чёрных дыр или нейтронных звёзд. Эти сигналы обычно имеют характерную форму, описываемую учеными как "чирп" (от англ. "щебет") — повышение частоты и амплитуды по мере сближения объектов и финальное затухание после их слияния.
Но, как это часто бывает в науке, аномалии иногда оказываются интереснее правил.
GW190521: космическая аномалия, ломающая шаблоны
В мае 2019 года детекторы LIGO и Virgo зарегистрировали событие под кодовым названием GW190521. С первого взгляда специалисты поняли — перед ними нечто необычное. В отличие от стандартных гравитационно-волновых сигналов, этот был чрезвычайно коротким (всего около 0,1 секунды) и, что самое странное, не содержал характерной фазы нарастания, которая должна присутствовать при сближении двух массивных объектов перед слиянием.
Официальная интерпретация от коллаборации LIGO-Virgo предполагает, что это было слияние двух сверхмассивных чёрных дыр с массами 85 и 66 солнечных масс соответственно. Но здесь начинаются проблемы. Чёрные дыры такой массы не должны существовать согласно стандартным моделям звёздной эволюции. Они попадают в так называемую "запрещенную зону" масс.
Но дьявол, как обычно, кроется в деталях. Отсутствие фазы нарастания сигнала — это серьезное отклонение от того, что мы ожидаем увидеть при слиянии двойных чёрных дыр. Это как если бы вы услышали звук разбивающейся посуды, но не слышали, как она падала. Что-то здесь не сходится, не так ли?
И вот тут на сцену выходят наши китайские коллеги с их, прямо скажем, отвязной гипотезой.
"Алло, соседняя вселенная? Как слышно?" — теория эха червоточины
Учёные из Китайской академии наук и Ханчжоуского института перспективных исследований предложили альтернативное объяснение загадочному сигналу GW190521. Что если это вовсе не сигнал слияния чёрных дыр в нашей Вселенной, а гравитационное эхо из параллельного мира?
Согласно их гипотезе, в какой-то параллельной вселенной произошло вполне обычное слияние двойных чёрных дыр. Но в результате этого слияния образовалась не просто новая чёрная дыра, а червоточина — экзотический космический объект, представляющий собой туннель, соединяющий две разные точки пространства-времени.
Для тех, кто проспал уроки теоретической физики или слишком увлекался распитием пива вместо изучения работ Эйнштейна и Розена, поясню: червоточина — это своего рода "кротовая нора", короткий путь между удалёнными точками пространства или даже разными вселенными. В теории, если бы вы могли путешествовать через червоточину (спойлер: не можете, так что оставьте ваши мечты о космических путешествиях), то сократили бы расстояние между Землей и соседней галактикой до длины футбольного поля.
В модели, предложенной китайскими учёными, постслиятельный сигнал из другой вселенной проходит через горловину червоточины и преодолевает барьер фотонной сферы в нашей вселенной. Мы регистрируем этот сигнал как короткий всплеск без предшествующей фазы нарастания — именно то, что наблюдалось в случае GW190521.
"Подождите-ка, — скажет въедливый читатель, — но это ведь чистейшей воды спекуляции!" И будет отчасти прав. Но учёные пошли дальше простых догадок.
От безумной идеи к математической модели
Чтобы проверить свою гипотезу, авторы исследования не просто пофантазировали, а создали математическую модель того, как должно выглядеть эхо от червоточины. Они использовали упрощённый шаблон сигнала в виде синус-Гауссовой функции, который описывает короткий всплеск на определённой частоте с гауссовой огибающей.
Затем наступил момент истины: сравнение теоретической модели с реальными данными детекторов LIGO и Virgo. И тут начинается самое интересное. Отношение сигнал-шум для модели эха червоточины оказалось вполне сопоставимым с моделью слияния двойных чёрных дыр: 14,45 против 15,59.
Для непосвящённых поясню: отношение сигнал-шум — это показатель того, насколько явно сигнал выделяется на фоне шумов детектора. Чем выше это число, тем увереннее мы можем говорить, что зарегистрированный сигнал реален, а не является результатом случайных флуктуаций. Значения выше 10 считаются весьма убедительными.
Конечно, байесовский анализ (математический метод оценки вероятности гипотез) слегка предпочёл стандартную модель слияния чёрных дыр. Но — и это ключевой момент — разница оказалась недостаточно существенной, чтобы однозначно отвергнуть модель эха червоточины. Или, как выразились бы юристы, "вне разумных сомнений".
Ну что, скептики, вам уже неуютно? Подождите, дальше — больше.
Философские бездны и экзистенциальное похмелье
Если гипотеза китайских учёных верна — а это пока большое "если" — то мы стоим на пороге поистине революционного открытия. Впервые в истории человечества мы могли зарегистрировать сигнал из другой вселенной. Только вдумайтесь в эту мысль на секунду.
Большинство физических теорий, включая теорию инфляционной космологии и теорию струн, допускают существование множественных вселенных — так называемой мультивселенной. Но до сих пор у нас не было никаких экспериментальных свидетельств в пользу этой концепции. Всё это оставалось на уровне элегантных математических моделей и философских спекуляций.
И вот теперь мы, возможно, услышали "шёпот" соседней вселенной. Как будто космос подмигнул нам и сказал: "Эй, вы там не одни!"
Эта перспектива поднимает целый шквал философских вопросов. Если существуют другие вселенные, то какие они? Действуют ли там те же физические законы, что и у нас? Есть ли там разумная жизнь? Или, что еще интереснее, есть ли там другие версии нас самих, живущие по слегка или радикально иным сценариям?
Вот так, начав с сухих научных данных, мы внезапно оказываемся в самой гуще вечных философских вопросов о природе реальности и нашем месте в ней. И знаете что? Это прекрасно. Наука не сводится к голым формулам и графикам. В своей высшей форме она сталкивает нас с теми же бездонными загадками бытия, что и философия.
А что касается нашего общества... Вы только представьте заголовки таблоидов: "Учёные доказали: параллельные миры существуют!". Тут же найдутся и те, кто заявит, что это всё заговор, и те, кто начнёт продавать "путёвки в параллельные вселенные". А кто-нибудь непременно попытается связать это с праной, чакрами и кристаллами. Человеческая глупость, как и гравитация, — универсальная сила.
Скептицизм: необходимая прививка от легковерия
При всей захватывающей природе гипотезы "эха червоточины" научное сообщество, как и положено, сохраняет здоровую долю скептицизма. И на то есть веские причины.
Во-первых, стандартная модель слияния чёрных дыр всё же лучше объясняет наблюдаемые данные, пусть и ненамного. Принцип бритвы Оккама гласит: при прочих равных условиях следует выбирать наиболее простое объяснение. А что проще: слияние чёрных дыр в нашей вселенной или экзотический сигнал из параллельного мира?
Во-вторых, научная революция требует исключительных доказательств. Карл Саган любил повторять: "Экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств". Одного-единственного события GW190521, каким бы аномальным оно ни было, недостаточно для подтверждения столь радикальной гипотезы.
Кроме того, существуют и другие, менее экзотические объяснения необычной формы сигнала. Например, это может быть слияние первичных чёрных дыр, образовавшихся в ранней Вселенной, или даже взаимодействие с неизвестными формами материи.
И всё же наука движется вперёд именно благодаря таким смелым гипотезам. Вспомните, как когда-то идея расширяющейся Вселенной или существования экзопланет казались фантастикой. Будущие наблюдения, особенно с использованием более совершенных детекторов гравитационных волн, таких как планируемый космический интерферометр LISA, могут пролить свет на истинную природу этого загадочного сигнала.
А пока мы можем лишь наслаждаться этой интеллектуальной игрой на грани науки и фантастики, помня, что граница между ними никогда не была абсолютно непроницаемой.
На границе познаваемого: вместо заключения
Когда-то Артур Кларк сформулировал свой знаменитый третий закон: "Любая достаточно развитая технология неотличима от магии". Перефразируя его, можно сказать: "Любая достаточно глубокая физическая теория граничит с философией".
Гипотеза о том, что GW190521 представляет собой эхо из параллельной вселенной, пока остаётся лишь интригующей возможностью. Она может оказаться как революционным прорывом в нашем понимании мироздания, так и научной ересью, которая не выдержит проверки временем и новыми наблюдениями.
Но сам факт, что мы можем сформулировать такую гипотезу и разработать математический аппарат для её проверки, демонстрирует потрясающий прогресс человеческого познания. От первых догадок о существовании гравитационных волн до их экспериментальной регистрации прошло сто лет. От первых моделей червоточин до возможного обнаружения их следов — ещё несколько десятилетий.
Что ждёт нас дальше? Может быть, через полвека мы будем с улыбкой вспоминать, как когда-то сомневались в существовании параллельных вселенных. А может быть, мы найдём нечто еще более удивительное, что заставит нас полностью пересмотреть наши представления о реальности.
В этом и заключается красота науки: она не просто даёт ответы, она постоянно расширяет горизонты вопрошания. Каждый ответ порождает десяток новых вопросов, каждое открытие приоткрывает дверь в новые неизведанные территории.
И если мы действительно услышали шёпот из другой вселенной — это не конец, а только начало удивительного путешествия на границе познаваемого.