Квантовая физика наилучшим образом объясняет три другие известные силы – электромагнетизм, слабое и сильное взаимодействие, а также все объекты атомного и ядерного размера, в которых они проявляются: химические элементы, электроны, протоны, нейтроны, кварки, глюоны и т. д. и т. п.
Первое красивое уравнение, которое я представил выше, – это уравнение Эйнштейна, центральная часть общей теории относительности. Второе уравнение описывает квантовый вакуум – центральное понятие квантовой физики.
Так в чем же заключается кризис?
Эти два уравнения – как и две теории, общая теория относительности и квантовая физика, – принципиально несовместимы. Так же несовместимы, как огонь и вода. А значит, их брак в рамках стандартной космологической модели – это катастрофа. Лукавство, на самом деле.
Попробую объяснить это по-другому.
В 1994 г. я освещал на канале ABC News историю строительства Евротуннеля. Это 50-километровый туннель (фактически три параллельных туннеля) под Ла-Маншем, по которому курсируют высокоскоростные поезда, соединяющие, грубо говоря, Фолкстон (Англия) и Кокель (Франция).
Используя гигантские проходческие щиты, английские и французские инженеры прокладывали туннель с двух сторон. Потребовалось тщательное планирование, изобретательность и грамотное использование GPS-технологий, чтобы маршруты проходчиков идеально совпали в середине.
Кризис в космологии связан с тем, что две половины стандартной модели – общая теория относительности и квантовая физика – не совпадают. Общая теория относительности и квантовая физика – это своего рода два огромных проходческих щита, работающих на противоположных концах Вселенной: космическом и ядерном. Каждый из щитов прекрасно справляется со своей задачей, но их маршруты катастрофически расходятся.
На протяжении десятилетий мы искали и продолжаем искать разумные пути объединения и гармонизации проблемного брака общей теории относительности и квантовой физики. В качестве одного из решений предлагаются вариации теории струн, утверждающие, что пиксели пространства-времени – это не четырехмерные точки, как их видит общая теория относительности, а многомерные струны.
Эта весьма интригующая идея, похоже, устраняет нестыковку общей теории относительности и квантовой физики. Она также приводит к поразительному выводу о том, что наша Вселенная является лишь одной из бесконечного числа вселенных. Подробнее о гипотезе мультивселенной мы поговорим позже