Небольшая группа космологов восстала против мультивселенной. Не потому что она неверна, а потому что её невозможно проверить
Пол Стейнхардт помнит тот момент точно. 1982 год, он молодой постдок в Гарварде, только что написал одну из первых работ по инфляции — теории о том, как Вселенная за ничтожную долю секунды раздулась из микроскопической точки до космических масштабов. Теория объясняла однородность Вселенной, её плоскую геометрию и спектр флуктуаций — три загадки сразу, одним механизмом.
И вот, разбирая уравнения, он обнаруживает нечто, что его беспокоит. Инфляция не хочет останавливаться. Не везде и не одновременно. Квантовые флуктуации — мельчайшие случайные подёргивания поля, которое разгоняет расширение, делают её финал «лоскутным»: в одних точках пространства она заканчивается, в других продолжает бушевать. Из инфляции, как пузыри из шампанского, рождаются всё новые вселенные — каждая со своими константами, своими законами, своей историей.
Теория, которую Стейнхардт помогал строить, сама по себе порождала мультивселенную.
Он тогда решил, что это технический изъян. Что-то можно починить. Прошло сорок лет. Ничего починить не удалось, и теперь Стейнхардт, профессор Принстона, публично называет мультивселенную «непроверяемой и опасной для науки». Это редкий случай в физике, когда бунтовщик — не аутсайдер, а человек, написавший часть учебника.
Откуда берётся мультивселенная
В конце 1970-х стандартная космология была в неловком положении. Модель Большого взрыва отлично описывала, как Вселенная расширяется и остывает. Но у неё был список необъяснённых «так получилось», без которых жизнь, звёзды и галактики были бы невозможны.
Главная загадка — однородность. Куда бы мы ни смотрели, реликтовое излучение, слабое послесвечение ранней горячей Вселенной, имеет почти одинаковую температуру: 2,725 кельвина, с отклонениями в стотысячные доли градуса. Как разные части Вселенной, никогда не находившиеся в контакте, пришли к одной температуре? Это всё равно что две комнаты за глухой стеной оказались ровно одинаковой температуры, хотя между ними не было ни щели, ни трубы.
Алан Гут в 1981 году предложил выход: сразу после рождения Вселенная пережила чудовищно быстрый рывок расширения, сверхсветовой. За время меньше чем 10^−32 секунды пространство увеличилось в 10^26 раз. Всё выровнялось. Кривизны разгладились. Инфляция объясняла всё сразу, и физики в неё влюбились.
Но встроенная проблема никуда не делась. Расширение разгонялось особым «инфлатонным полем», которое в какой-то момент должно «скатиться» в минимум потенциала и запустить привычный Большой взрыв. Квантовая механика устроена так, что это «скатывание» происходит не везде одновременно. Пока в одних пузырях инфляция закончилась и начался наш привычный космос, в других она продолжается. Новые пузыри нарождаются быстрее, чем старые успевают остановиться.
Мультивселенная — не просто чужеродная надстройка поверх инфляции. В большинстве реалистичных моделей инфляции из нее естественно вырастает вечный процесс с лоскутной картиной пузырей, хотя существуют и специальные сценарии без такой мультивселенной.
Почему это проблема
Наука работает через предсказания. Теория говорит: «При таких условиях должно произойти то-то». Мы смотрим — произошло или нет. Карл Поппер называл это фальсифицируемостью: хорошая теория должна быть принципиально опровергаемой.
Мультивселенная ломает эту логику.
Если существует бесконечное множество вселенных с разными значениями констант, то в какой-то из них будет ровно такое сочетание, при котором появляются звёзды, планеты и жизнь. Мы живём именно в такой, потому что в любой другой нас бы не было. Это называется антропным принципом. Почему гравитационная постоянная именно такая? Потому что в мирах, где она другая, нас нет. Почему масса бозона Хиггса аномально мала? Та же причина.
В самом радикальном варианте антропного подхода на любой вопрос один ответ: нам повезло. Есть и более мягкие версии антропного принципа, но именно эта крайняя формулировка больше всего раздражает критиков. Но объяснение, которое подходит ко всему, не объясняет ничего.
К этому добавляется «проблема меры». Чтобы сказать, типична ли наша Вселенная среди других, нужно уметь считать вероятности по бесконечному ансамблю. Но бесконечность ломает статистику. Гут иллюстрирует это так: в одной вселенной двухголовые коровы рождаются реже одноголовых. В бесконечной мультивселенной одноголовых коров бесконечно много, и двухголовых тоже бесконечно много. Что происходит с соотношением?
Математика молчит. Выбор способа считать вероятности произволен. Разные подходы дают разные ответы. А сам выбор не диктуется никакими наблюдениями.
Люди, которые захотели другого ответа
В 2017 году в Scientific American появилась статья с названием «Хлоп — и нет Вселенной». Авторы — Стейнхардт, его коллега Анна Ийяс и астрофизик Гарварда Авраам Лёб — написали прямо: инфляционная космология «не может быть оценена научным методом». Именно Ийяс формализовала ключевой аргумент: не только мультивселенная, но и начальные условия самой инфляции требуют тонкой настройки, той, от которой теория по замыслу должна была избавить.
При этом важно понимать масштаб конфликта. Стейнхардт, Ийяс, Лёб и Пенроуз представляют заметное, громкое, но всё же меньшинство; большинство космологов по‑прежнему работает в рамках инфляционной картины, пусть и не всегда разделяет самые радикальные версии мультивселенной.
Скандал был громким. Тридцать три видных физика подписали возражение. Среди них — Гут и Андрей Линде, другой отец инфляционной теории. Их аргумент: мультивселенная не делает инфляцию нефальсифицируемой, потому что сами инфляционные модели дают конкретные предсказания применительно к нашей видимой вселенной: плоскость пространства, гауссовы флуктуации, характер поляризации реликтового излучения. Это честная наука, говорили они, просто с необычно большим контекстом.
Тон писем был непривычно раздражённым для обычно сдержанных научных журналов: авторов обвиняли не только в ошибках, но и почти в подрыве репутации целой области. Это был редкий случай, когда внутренний методологический спор физиков вывалился в публичное пространство почти без фильтров.
Стейнхардт и Ийяс не одиноки. Роджер Пенроуз, нобелевский лауреат, предложил «конформную циклическую космологию»: Вселенная проходит бесконечные циклы, каждый начинается горячим взрывом и заканчивается ледяной пустотой, где время теряет смысл. Стейнхардт со своей группой разрабатывает «отскакивающую» Вселенную: вместо Большого взрыва — медленное сжатие предшествующего космоса и плавный переход в новую фазу расширения, без вечной инфляции и без бесконечного ансамбля пузырей.
Пока альтернативы проигрывают инфляции по одному критерию: у инфляции сорок лет расчётов, горы предсказаний, согласие с данными. Критики возражают: альтернативные сценарии сами требуют тонкой настройки, той, от которой хотели уйти. Стейнхардт это не отрицает. Он говорит другое: лучше честно признать особые начальные условия, чем прятаться за бесконечным множеством непроверяемых миров.
Граница, которую трудно провести
Есть неопределённость честная, когда не знаешь ответа, но понимаешь, какой эксперимент его даст. И есть другая: когда теория устроена так, что любой результат в неё вписывается. Тогда нет эксперимента, который мог бы её убить. Это уже не наука, это иммунитет от опровержения.
В 2014 году коллаборация BICEP2 объявила об обнаружении первичных гравитационных волн — казалось, инфляция победила. Но сигнал оказался пылью нашей собственной галактики.
В 2035 году запланирован запуск LISA, космической гравитационно-волновой обсерватории ЕКА. Три спутника полетят за Землёй по орбите вокруг Солнца, образуя треугольник со стороной около 2,5 миллиона километров. Она будет искать фоновый сигнал от самых ранних мгновений Вселенной. Разные сценарии — инфляция, отскок, экзотические фазы — оставят разные отпечатки. Это шанс сузить пространство допустимых теорий.
Но даже будущие наблюдения не ответят на более глубокий вопрос. Линде считает: мультивселенная — неизбежный вывод из хорошей теории, и нечего стесняться. Стейнхардт считает, что когда теория перестаёт делать уникальные предсказания, она выходит за пределы науки, практикуемой последние четыреста лет. Это редкий случай, когда спор не о данных, а о том, что вообще считать наукой.
Для меня граница между физикой и верой в неё проходит как раз здесь. Наука требует одного: сказать вслух, что мы не знаем, и это честнее, чем прятаться за бесконечностью.
Физик Пол Дэвис сформулировал это иначе. Мультивселенная, сказал он, подрывает само основание физики: если всё возможное существует где-то в бесконечном ансамбле миров, зачем вообще объяснять, почему наш мир именно такой?
**********
Список источников
- Главная статья критиков — Steinhardt P., Ijjas A., Loeb A. «A Cosmic Fiasco» // Scientific American, 2017.
- (Русский пересказ: «Хлоп — и нет Вселенной»)
- Ответ сторонников инфляции — Guth A., Linde A. et al. «Open Letter to the Scientific American Community», 2017.
- Ключевая работа по проблеме меры — Guth A. «Eternal Inflation and its Implications» // J. Phys. Conf. Ser., 2007.
- Альтернативная модель (отскакивающая Вселенная) — Steinhardt P., Turok N. «A Cyclic Model of the Universe» // Science, 2002.
- Обзор для широкой аудитории — «The Multiverse: Science or Religion?» // Astronomy Magazine, 2025.
**********
Я не учёный — просто люблю читать тех, кто им является. Все факты проверены по научным источникам, открытые вопросы названы открытыми. Нашли ошибку — пишите в комментарии, буду благодарен.
Пишу о вещах, после которых по-другому смотришь на мир вокруг. Если это ваше — кнопка подписки рядом.
**********
#космология #мультивселенная #физика #инфляция #наука #стейнхардт #поппер #большойвзрыв #антропныйпринцип #научныйметод