Максимизация энтропии

Мы выяснили, что ранняя Вселенная пребывала в очень необычном состоянии,

и полагаем, что это требует отдельного объяснения . Что насчет вопроса, с ко-

торого мы начали эту главу: как должна выглядеть Вселенная? Как выглядит

состояние с максимальной энтропией, в котором когда-либо может оказаться

наш сопутствующий объем?

 

400

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

Роджер Пенроуз считает, что ответом является черная дыра .

Как обстоит дело с состоянием максимальной энтропии? В случае газа мак-

симальная энтропия термодинамического равновесия соответствует равно-

мерному распределению газа в доступной ему области. В случае больших гра-

витирующих тел максимальная энтропия достигается, когда вся масса

оказывается сконцентрированной в одном месте в виде объекта, называемо-

го черной дырой.12

Вы видите, почему этот ответ напрашивается сам собой . Как мы узнали,

в присутствии гравитации энтропия увеличивается, когда объекты сближают-

ся, то есть когда состояние становится комковатым, а не сглаживается . Опре-

деленно, черная дыра — это объект с максимальной плотностью, настолько

большой, насколько это только можно себе вообразить . Как уже говорилось

в предыдущей главе, черная дыра заключает максимальную энтропию, которая

может уместиться в области пространства—времени любого фиксированного

размера; эта идея лежит в основе голографического принципа . И результиру-

ющая энтропия, несомненно, очень велика, — мы убедились в этом, когда

рассматривали сверхмассивную черную дыру .

Однако если еще раз все как следует проанализировать, выясняется, что этот

вывод не совсем верен .13 Черная дыра не максимизирует общую энтропию, ко-

торой может обладать система, — она максимизирует энтропию, которая может

содержаться в области фиксированного размера . Точно так же, как второе на-

чало термодинамики не говорит: «энтропия увеличивается, если не учитывать

гравитацию», оно не говорит: «энтропия в пределах фиксированного объема

увеличивается» . Оно утверждает лишь, что «энтропия увеличивается», и если

для этого требуется бóльшая область пространства, значит, так тому и быть . Одно

из чудес общей теории относительности, заключающее в себе критически важное

отличие от абсолютного пространства—времени ньютоновской механики, со-

стоит в том, что размеры никогда не бывают фиксированными . Даже не придя

к окончательному пониманию энтропии, мы можем добраться до правильного

ответа, следуя по стопам Пенроуза и просто изучая естественную эволюцию

систем в направлении высокоэнтропийных состояний .

Рассмотрим простой пример: материя скопилась в одной области Вселен-

ной, пустой (даже без энергии вакуума) везде, кроме этой конкретной об-

ласти . Другими словами, это пространство—время, которое практически

везде абсолютно пусто и включает лишь несколько частиц материи, собрав-

шихся в одном определенном месте . Поскольку в большей части пространства

энергии нет вообще, Вселенная не может расширяться или сжиматься, так что

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

401

 

 

Рис . 13 .5 . Энтропия черной дыры велика, но она испаряется, испуская излучение с большей

энтропией

за пределами области, где находится скопление материи, в действительности

ничего не происходит . А частицы под воздействием собственной гравитаци-

онной силы приближаются друг к другу .

Теперь представим себе, что они притягиваются так сильно, что в итоге

коллапсируют, формируя черную дыру . Не вызывает сомнения, что пока этот

процесс происходит, энтропия возрастает . Однако черная дыра не остается

в одном состоянии навечно — она испускает хокинговское излучение, теряя

энергию и постепенно сжимаясь, и в конечном счете полностью испаряется .

Естественное поведение черных дыр в пустых за их пределами Вселенных —

постепенно испаряться, превращаясь в разреженный газ из частиц . Поскольку

это естественное поведение, мы ожидаем, что оно отражает увеличение энтро-

пии, — и это действительно так . Мы можем напрямую сравнить энтропию

черной дыры с энтропией излучения, которое формируется при ее испарении,

и увидим, что энтропия излучения выше . Если быть точнее, то выше примерно

на 33 % .14

Итак, плотность энтропии, очевидно, кардинально изменилась: когда у нас

была черная дыра, вся энтропия была упакована в небольшой объем, однако

хокинговское излучение постепенно распространяется на огромную область

пространства . Однако опять-таки, то, что нас беспокоит, — это не плотность

энтропии, а исключительно ее полная величина .

 

Пустое пространство

Урок, который мы должны извлечь из этого мысленного эксперимента, за-

ключается в том, что эмпирическое правило «когда гравитация принимается

в расчет, высокоэнтропийные состояния выглядят комковатыми, а не глад-

кими» — это не абсолютный закон . Оно истинно только при определенных

 

 

402

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

обстоятельствах . Черная дыра более комковата (более контрастна), чем на-

чальное скопление частиц, но конечное рассеивающееся излучение не об-

ладает абсолютно никакой комковатостью . На самом деле, по мере того как

излучение разбегается во все концы Вселенной, мы приближаемся к конфи-

гурации, которая со временем становится все более однородной, так как

плотность во всех точках стремится к нулю .

Таким образом, ответом на вопрос: «Как выглядит высокоэнтропийное

состояние, если принимать во внимание гравитацию?» — будет не «комкова-

тый, хаотичный вихрь черных дыр» и даже не «одна гигантская черная дыра» .

Состояния с самой высокой энтропией выглядят как пустое пространство,

в котором лишь изредка тут и там встречается незначительное число частиц,

постепенно разбегающихся в разные стороны .

На первый взгляд кажется, что это заявление противоречит здравому смыс-

лу, поэтому его необходимо тщательно изучить со всех сторон .15 Случай ско-

пления материи, частицы которой притягиваются друг к другу и формируют

черную дыру, относительно прост, он позволяет подставить конкретные зна-

чения и убедиться, что энтропия при испарении черной дыры увеличивается .

Однако это совершенно не доказывает тот факт, что результат этого процесса

(становящийся все более разреженным со временем газ из частиц, распростра-

няющихся в пустом пространстве) действительно представляет конфигурацию

с максимально возможной энтропией . Следует рассмотреть и другие возмож-

ные ответы . Главный руководящий принцип заключается в том, что нам не-

обходима конфигурация, к которой в процессе эволюции стремятся другие

конфигурации и которая при этом сохраняется вечно .

А что, если бы у нас был целый набор из множества черных дыр? Мы могли

бы вообразить, что черные дыры наполняют Вселенную и излучение из одной

черной дыры в конечном итоге перетекает в другую, что предохраняет их от

полного испарения . Однако в соответствии с общей теорией относительности

такая конфигурация недолговечна . Рассыпав множество объектов по всей

Вселенной, мы создали условия, в которых пространство должно либо расши-

ряться, либо сжиматься . Если оно расширяется, то расстояние между черными

дырами постоянно увеличивается, и в конце концов они все же испарятся

и полностью исчезнут . Как и раньше, долгосрочное будущее такой Вселенной

выглядит попросту как пустое пространство .

Если же пространство сжимается, то это совершенно другая история . Ког-

да вся Вселенная сжимается, в будущем ее с большой вероятностью ждет

сингулярность Большого сжатия . Это уникальный случай; с одной стороны,

сингулярность в действительности не сохраняется вечно (так как, насколько

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

403

 

нам известно, время там заканчивается), но она и не эволюционирует ни в какое

другое состояние . Невозможно исключить вероятность того, что эволюция

какой-то гипотетической Вселенной приводит в будущем к Большому сжатию,

но поскольку мы почти ничего не знаем о сингулярностях в квантовой грави-

тации, то мало что полезного можем сказать об этом случае . (К тому же в нашем

реальном мире этот сценарий вроде бы не воплощается .)

Определенную подсказку мы можем получить, рассматривая коллапсиру-

ющее скопление материи (состоящей из черных дыр или чего-то другого),

которое выглядит в точности как сжимающаяся Вселенная, но заполняет лишь

ограниченную область пространства, не проникая во все его уголки . Оставша-

яся часть Вселенной пуста, но наша локальная область в точности повторяет

сценарий, который мы уже изучили выше, — когда группа частиц коллапсиру-

ет, формируя черную дыру . Получается, что то, что изнутри выглядит как

Вселенная, стремящаяся к Большому сжатию, при взгляде извне создает впе-

чатление формирования гигантской черной дыры . В этом случае мы знаем, что

принесет далекое будущее: возможно, это займет какое-то время, но благодаря

излучению эта черная дыра неизбежно испарится, оставив после себя лишь

пустоту . Итоговым состоянием снова будет пустое пространство .

 

 

Рис . 13 .6 . Набор черных дыр не может оставаться статичным . Он будет либо расширяться,

постепенно, с испарением черных дыр, приближаясь к пустому пространству (наверху

справа), либо сжиматься до состояния Большого сжатия или до образования одной гигант-

ской черной дыры (внизу справа)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

404

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

Все это до определенной степени поддается систематизации . Космологи

традиционно рассматривают только те Вселенные, которые во всем простран-

стве одинаковы, ведь именно такой кажется наблюдаемая часть нашей Вселен-

ной . Но давайте попробуем не считать это само собой разумеющимся; давайте

зададимся вопросом, что, в принципе, может происходить в разных областях

Вселенной в самом общем случае .

Понятие о «расширяющемся» или «сжимающемся» пространстве не

обязано относиться абсолютно ко всей Вселенной . Если материя в какой-то

конкретной области пространства разбегается и разреживается, то локально

она выглядит как расширяющаяся Вселенная; то же самое можно сказать

и в случае сжатия, когда частицы материи притягиваются друг к другу . Но если

попробовать представить себе частицы, разбросанные по всему объему бес-

конечно большого пространства, то большую часть времени мы будем обнару-

живать, что одни области расширяются и становятся более разреженными,

тогда как другие сжимаются, становясь все более плотными .

Однако если это верно, то во Вселенной происходит примечательнейшая

штука: несмотря на очевидную симметрию между «расширением» и «сжати-

ем», очень скоро расширяющиеся области начинают одерживать верх . А при-

чина проста: расширяющиеся участки увеличиваются в объеме, тогда как

сжимающиеся становятся меньше . Более того, сжимающиеся области не

остаются в плотном, сжатом состоянии навечно . В экстремальном случае, ког-

да материя коллапсирует в черную дыру, в какой-то момент начинается испа-

рение черных дыр . Это означает, что, взяв начальные условия, содержащие

и расширяющиеся и сжимающиеся области, и подождав достаточно долго, мы

в конце концов остаемся все с тем же результатом — пустым пространством,

причем энтропия по ходу процесса непрерывно увеличивается .16

В каждом из этих примеров важным фундаментальным свойством является

динамическая природа пространства—времени в общей теории относитель-

ности . В фиксированном, абсолютном пространстве—времени (таком, каким

его полагал Больцман) имеет смысл представлять себе Вселенную как про-

странство, заполненное газом при одинаковых температуре и плотности, —

повсеместное термодинамическое равновесие . Это высокоэнтропийное со-

стояние, и естественно предполагать, что в указанных условиях Вселенная

«должна» быть именно такой . Неудивительно, что Больцман считал, что наша

наблюдаемая Вселенная может быть просто статистической флуктуацией по-

добной конфигурации .

Однако общая теория относительности все ставит с ног на голову . Газ при

постоянной плотности в статическом пространстве—времени не может быть

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

405

 

Рис . 13 .7 . Начальные условия (внизу) во Вселенной с расширяющимися и сжимающимися

областями . Размер расширяющихся областей увеличивается, но они становятся все более

разреженными . Сжимающиеся области сначала уплотняются, но в какой-то момент начи-

нают испаряться в окружающую пустоту

решением уравнения Эйнштейна, поскольку Вселенная должна либо расши-

ряться, либо сжиматься . До того как Эйнштейн высказал свои идеи, казалось

логичным начинать мысленные эксперименты, фиксируя среднюю плотность

материи или же общий объем рассматриваемой области . Но в общей теории

относительности невозможно запросто зафиксировать такие параметры, так

как они проявляют тенденцию к изменению с течением времени . Один из

способов воспринимать это — уяснить, что общая теория относительности

всегда предоставляет нам путь для увеличения энтропии любой конкретной

конфигурации: сделайте Вселенную больше и позвольте материи расширяться,

заполняя новый объем . Разумеется, конечным состоянием, к которому спосо-

бен привести этот процесс, может быть только пустое пространство . Именно

оно считается «высокоэнтропийным» состоянием в ситуации, когда мы при-

нимаем в расчет также и гравитацию .

Конечно же, ни один из этих аргументов не следует считать нерушимым . Они

действительно предлагают ответ, который кажется нам связным, логичным

и разумным . И все же это ни в коем случае не окончательное доказательство чего

бы то ни было . Заявление о том, что энтропия какой-то системы во Вселенной

может увеличиваться за счет того, что ее элементы разлетаются по огромным

просторам пространства, кажется вполне безопасным . Но вывод из него — пустое

пространство представляет собой состояние с наибольшей энтропией — это

всего лишь умозрительное заключение . Гравитация — сложная штука, мы очень

многого не знаем о ней, поэтому не следует слишком сильно привязываться ни

к одному из существующих спекулятивных сценариев .

 
 
 

 

406

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

Реальный мир

Давайте применим эти идеи к реальному миру . Если высокоэнтропийные со-

стояния — это те, которые выглядят как пустое пространство, то, по всей ви-

димости, наша фактическая наблюдаемая Вселенная должна эволюционировать

по направлению к такому состоянию . (Так и есть .)

Не вдаваясь в подробности, мы сказали, что когда объекты коллапсируют

под воздействием гравитации, они формируют черную дыру, которая некото-

рое время испаряется, прежде чем окончательно исчезнуть . Совершенно не-

очевидно, что так действительно происходит в реальном мире, где мы наблю-

даем множество объектов, которые гравитация удерживает вместе, и эти

объекты даже приближенно не напоминают черную дыру: планеты, звезды,

даже галактики .

Однако реальность такова, что все эти системы в конце концов распадут-

ся, — нужно лишь подождать достаточно долго . Наиболее очевидно это в слу-

чае галактик, которые можно рассматривать как наборы звезд, движущихся по

орбитам под действием взаимного гравитационного притяжения . Каждая

звезда проходит мимо множества других, и все они взаимодействуют подобно

молекулам в контейнере с газом, за исключением того, что взаимодействие

между ними — исключительно гравитационное (лишь в очень редких случаях

одна звезда может непосредственно врезаться в другую) . При таком взаимо-

действии звезды способны обмениваться энергией .17 Поучаствовав в массе

таких встреч, звезды иногда умудряются набрать так много энергии, что скорость

их движения достигает скорости убегания, и они вылетают из своей галактики .

В результате этого галактика теряет часть своей энергии и, как следствие, сжи-

мается, подталкивая звезды ближе друг к другу . В конечном итоге оставшиеся

звезды оказываются так тесно упакованными в своей галактике, что все они

проваливаются в черную дыру в ее центре . Начиная с этого момента, мы воз-

вращаемся к предыдущей истории .

Схожая логика распространяется и на любой другой объект во Вселенной,

даже если в деталях возможны какие-то отличия . Главная мысль такова: любой

камень, или любая звезда, или любая планета, или любое что угодно еще —

любая физическая система — хочет оказаться в состоянии с высокоэнтропий-

ной конфигурацией составляющих ее элементов . Это выглядит небольшим

литературным преувеличением, ведь у неодушевленных предметов в действи-

тельности нет желаний, но данное описание отражает реальность: в ходе сво-

бодной, беспрепятственной эволюции система естественным образом при-

ходит к конфигурации с наибольшей энтропией .

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

407

 

Возможно, вы думаете, что на самом-то деле эволюция ограничена: напри-

мер, энтропия планеты могла бы быть намного выше, если бы вся ее масса

сколлапсировала в черную дыру, но внутреннее давление удерживает ее в ста-

бильном состоянии . Здесь в игру вступает чудо квантовой механики . Вспомни-

те, что на самом деле планета — это не набор классических частиц; как и любой

другой объект, она описывается волновой функцией . Эта волновая функция

характеризует вероятность того, что мы найдем составляющие планеты в любой

из возможных для них конфигураций . Одной из возможных конфигураций

неизбежно будет черная дыра . Другими словами, у внешнего наблюдателя,

смотрящего на планету (или на любой другой объект), всегда есть крохотный

шанс увидеть спонтанный коллапс планеты в черную дыру . Этот процесс на-

зывается квантовым туннелированием .

Однако не стоит начинать беспокоиться раньше времени . Да, это правда .

Практически у всего, что только можно найти во Вселенной, — Земли, Солнца,

вас, вашей кошки — есть шанс в любой момент квантово протуннелировать

в форму черной дыры . Но этот шанс чрезвычайно мал . Для того чтобы вероят-

ность возросла настолько, чтобы к ней можно было относиться серьезно, должен

пройти огромный промежуток времени — во много, много раз больше возраста

Вселенной . Однако во Вселенной, которая живет вечно, это означает, что шансы

однажды все-таки пронаблюдать такой результат довольно велики — более того,

это неизбежно . Никакое скопление частиц не может существовать во Вселенной

вечно, не меняя своего состояния . Вывод из всего этого таков: материя всегда

найдет способ перейти в высокоэнтропийную конфигурацию, если таковая,

в принципе, существует . Это может быть туннелирование в форму черной дыры

или какие-то более приземленные варианты . Неважно, о каком комке материи

во Вселенной идет речь; он может увеличить свою энтропию, испарившись в раз-

реженный газ из частиц, уносящихся прочь в пустое пространство .

 

Энергия вакуума

Как мы обсуждали в главе 3, во Вселенной можно найти не только материю

и излучение, там есть также темная энергия, ответственная за ускорение Все-

ленной . Мы не можем точно сказать, что такое темная энергия, но среди кан-

дидатов на это звание в настоящее время лидирует «энергия вакуума», также

известная под названием космологической постоянной . Энергия вакуума — это

всего лишь постоянное значение энергии, присущей каждому кубическому

сантиметру пространства, которое остается неизменным в пространстве

и времени .

 

408

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

Существование темной энергии одновременно и упрощает наши идеи от-

носительно высокоэнтропийных состояний в присутствии гравитации, и де-

лает их более изощренными . Я говорил, что естественное поведение материи —

рассеиваться по пустому пространству, которое, таким образом, становится

наиболее вероятным кандидатом на звание состояния с максимальной энтро-

пией . Во Вселенной, подобной нашей, где энергия вакуума мала, но все же

больше нуля, этот вывод становится еще более здравым . Положительная

энергия вакуума постоянно подталкивает расширение Вселенной, что под-

держивает общую тенденцию материи и излучения к рассеиванию . Если в те-

чение следующих нескольких лет человеческие существа сумеют создать машину

или лекарство, обеспечивающие бессмертие, то космологам на протяжении

своей бесконечной жизни придется наблюдать становящуюся все более пустой

Вселенную . Звезды будут умирать, черные дыры испаряться, и все сущее будет

разлетаться в стороны под воздействием ускорения, сообщаемого энергией

вакуума .

В частности, если темная энергия — это действительно космологическая

постоянная (а не что-то иное, что в конечном счете сойдет на нет), то мы можем

быть уверены в том, что Вселенную никогда больше не ожидает Большое сжа-

тие ни в какой форме . В конце концов, Вселенная не только расширяется, но

и ускоряется, и это ускорение будет продолжаться вечно . Данный сценарий —

и не будем забывать, что он остается наиболее популярным предсказанием

эволюции реального мира среди современных космологов, — ярко иллюстри-

рует причудливую природу нашего низкоэнтропийного прошлого . Мы рас-

сматриваем Вселенную, которая уже существовала какое-то фиксированное

время в прошлом, но которую ждет бесконечное будущее . Первые несколько

десятков миллиардов лет ее существования — это горячая, кипучая, сложная

и интересная неразбериха, за которой последует бесконечный период холодной,

пустой тишины . (За исключением редких статистических флуктуаций; см .

следующий раздел .) Хотя это не более чем интуитивное ощущение, кажется

излишним расточительством провести бесконечность в темном одиночестве

после относительно волнующих и захватывающих ранних лет в прошлом нашей

Вселенной .

Существование положительной космологической постоянной позволяет

нам доказать хотя бы частично строгое утверждение, вместо того чтобы без

конца развлекаться разнообразными мысленными экспериментами . Косми-

ческая теорема об отсутствии волос утверждает, что при традиционном

наборе «разумных предположений» Вселенная с положительной энергией

вакуума, включающая также несколько материальных полей, в конечном

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

409

 

счете проэволюционирует в пустую Вселенную, не содержащую ничего,

кроме энергии вакуума, — если, конечно, она просуществует достаточно

долго для того, чтобы энергия вакуума одержала верх . Другими словами,

космологическая постоянная всегда выигрывает .18

Окончательная Вселенная — пустое пространство с положительной энер-

гией вакуума — называется пространством де Ситтера в честь нидерландско-

го физика Виллема де Ситтера, одного из первых, после Эйнштейна, исследо-

вателей космологии в рамках общей теории относительности . Как мы уже

упоминали в главе 3, пустое пространство с нулевой энергией вакуума извест-

но как пространство Минковского, тогда как пустое пространства с отри-

цательной энергией вакуума — это пространство анти-де Ситтера . И хотя

пространство—время в пространстве де Ситтера пусто, оно благодаря поло-

жительной энергии вакуума все же искривлено . Энергия вакуума, как мы знаем,

постоянно подталкивает пространство к расширению . Если мы рассмотрим

в пространстве де Ситтера две частицы, изначально находящиеся в состоянии

покоя, то увидим, как вследствие расширения пространства они будут посте-

пенно отдаляться друг от друга . Аналогично, если мы посмотрим на их движе-

ние в прошлом, то увидим, что они сближались, замедляясь, так как простран-

ство между ними растягивалось .

 

-

 

 

Рис . 13 .8 . Три разные версии «пустого пространства» с разными значениями энергии

вакуума: пространство Минковского, где энергия вакуума равна нулю, пространство де Сит-

тера, где она положительна, и пространство анти-де Ситтера, где она отрицательна . В про-

странстве Минковского две частицы, первоначально находившиеся в покое, остаются не-

подвижными по отношению друг к другу; в пространстве де Ситтера они разлетаются,

а в пространстве анти-де Ситтера приближаются друг к другу . Чем больше значение энергии

вакуума, тем сильнее разлет или сближение

 
 
 

 

410

 

Часть IV . Из кухни в Мультиленную

 

Все, о чем мы здесь ведем речь, указывает на то, что пространство де Сит-

тера должно служить конечной точкой космологической эволюции при поло-

жительной энергии вакуума и, следовательно, состоянием с самой высокой

энтропией, какое только можно себе представить в присутствии гравитации .

Это не строгое утверждение — текущий уровень развития науки пока недо-

статочно высок для того, чтобы делать строгие выводы касательно таких во-

просов, — но весьма многообещающее .

Возможно, вы задаетесь вопросом, как пустое пространство может обладать

высокой энтропией, ведь энтропия должна отражать число способов реорга-

низации микросостояний, а что нам реорганизовывать, если в наличии имеет-

ся только пустое пространство? Однако это та же самая загадка, с которой мы

уже сталкивались при изучении черных дыр . Ответ должен быть такой: суще-

ствует большое количество микросостояний, описывающих квантовые состо-

яния пространства самого по себе, даже когда оно пусто . Действительно, если

мы верим в голографический принцип, то можем присвоить конкретное зна-

чение энтропии, содержащейся в наблюдаемом объеме пространства де Сит-

тера . Это огромное число, и энтропия тем больше, чем меньше энергия вакуума .19

Наша собственная Вселенная эволюционирует по направлению к пространству

де Ситтера, энтропия каждого наблюдаемого участка которого составляет

около 10120 . (Тот факт, что это значение совпадает с энтропией, которую мы

получили бы, сколлапсировав всю материю в наблюдаемой Вселенной в черную

дыру, — совпадение . Это то же самое совпадение, что и факт, что плотность

материи и энергия вакуума в настоящее время примерно равны, несмотря на

то что материя доминировала в прошлом, а энергия вакуума будет доминировать

в будущем .)

Хотя пространство де Ситтера представляется допустимым кандидатом на

звание высокоэнтропийного состояния, идея энергии вакуума чинит препятствия

для наших попыток понять энтропию в контексте квантовой гравитации . Главная

проблема заключается в том, что эффективная энергия вакуума — значение,

которое вы бы фактически получили, измерив энергию вакуума в конкретном

событии пространства—времени, — может меняться, по крайней мере на какой-

то период времени . Космологи говорят об «истинном вакууме», в котором

энергия вакуума принимает минимальное возможное значение, и о различных

«ложных вакуумах», где эффективная энергия вакуума выше . Действительно, не

исключено, что прямо сейчас мы находимся в ложном вакууме . Идея о том, что

«высокая энтропия» непременно означает «пустое пространство», становит-

ся намного сложнее, когда выясняется, что пустое пространство может принимать

разные формы, соответствующие разным значениям энергии вакуума .

 

Глава 13 . Жизнь Вселенной

 

411

 

И это хорошо: мы не хотим, чтобы пустое пространство было состоянием

с самой высокой энтропией, какая только возможна, потому что мы живем не

там . В следующих двух главах мы посмотрим, не в силах ли разные значения

энергии вакуума каким-то образом помочь нам разобраться в загадках Вселен-

ной . Но сперва мы должны убедиться в том, что без выбора какой-то стратегии

использования ложных вакуумов нам должно казаться очень удивительным то,

что мы не живем во Вселенной, где кроме нас ничего больше нет . А это означа-

ет, что нам необходимо еще раз навестить гигантов, на плечах которых мы

стоим: Больцмана и Лукреция .