О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Рис. 57. Чтобы описать квантовое происхождение Вселенной, ранний Стивен, еще в 1980-х, представлял ее во мнимом времени. При переходе во мнимое время все измерения ведут себя как направления пространства; два из них показаны на рисунке. Начало Вселенной лежит в центре диска; Вселенная расширяется наружу в радиальном направлении (в направлении мнимого времени). Сегодняшняя Вселенная соответствует круговой границе. Поздний Стивен, однако, пошел гораздо, гораздо дальше – от мнимого времени к отсутствию времени вообще. Используя голографические свойства гравитации, мы приходим к тому, что видим границу диска как голограмму из запутанных кубитов, из которых внутреннее пространство-время – наша прошлая история – проецируется вниз. В голографическую космологию встроен взгляд «сверху вниз», в котором прошлое в некотором смысле зависит от настоящего.

Это понимание открывает дорогу к голографическому dS – QFT дуализму. Так же, как круговая граничная поверхность на рис. 57 содержит AdS, она естественно вмещает и голографическое описание расширяющейся вселенной. При таких сходных чертах дуальные поля и частицы, живущие в этой поверхности, могут разделять довольно многие свойства с AdS голограммами[196]. Физики сейчас напряженно работают над пониманием того, как именно, регулируя и подгоняя разные детали голографических поверхностных миров, мы можем генерировать из них как безжизненное AdS-пространство, так и вселенную, которая раздувается от инфляции и порождает галактики и жизнь. В конце концов, может, у Вселенной и есть граница, посмеивался Стивен.

Главное различие между голограммами, отражающими внутренние пространства AdS и те, что принадлежат вселенным с инфляцией, заключается в природе возникающего добавочного измерения. В первом случае возникающее направление есть криволинейное измерение пространства. Это глубина внутренней области AdS. В случае расширяющейся вселенной возникает временное измерение. То есть сама история голографически зашифрована. И это, возможно, самая сногсшибательная словарная статья во всем нашем голографическом словаре!

Сначала это, возможно, звучит просто шокирующе. Однако представление о том, что время и космологическое расширение есть возникающие свойства вселенной, естественно следует из череды озарений, с которыми мы столкнулись в нашем путешествии. Когда Жорж Леметр впервые высказал идею квантового рождения, он уже догадывался, что время может возникать: «Время начало бы иметь разумное значение после того, как исходный квант разделился на достаточное число квантов»[197]. Спустя пятьдесят лет данное Джимом и Стивеном описание при условии отсутствия границы дало обоснование интуитивной догадке Леметра: она совпала с их идеей, что по мере нашего приближения к началу время переходит в пространство. Голографическое воплощение теории Джема и Стивена, иллюстрируемое рис. 57, уводит нас еще дальше в мир отсутствия времени. Связывая гравитацию и космологическую эволюцию с множеством квантовых взаимодействий, заключенных в трехмерной поверхности, голография и вовсе расстается с первичным понятием времени. В голографической вселенной время было бы в некотором смысле иллюзией. В этом свете исходное предложение об отсутствии границы выглядит и правда довольно консервативным.

Замечательное получилось путешествие, от ньютонова абсолютного времени к времени без времени. Правда, думать о течении времени как о голографической проекции все же немного непривычно, даже для физиков-теоретиков. Я полагаю, пройдет еще очень много лет, прежде чем физики научатся расшифровывать голограммы, в которых закодированы зыбкие истории расширения колеблющихся в нерешительности вселенных вроде нашей. Бесчисленные запутанные математические тонкости, в высшей степени интересные сами по себе, не дадут физикам скучать еще очень и очень долго. И не стоит рассчитывать на то, что скоро в один прекрасный день голография потребует от нас переписать учебники по стандартной космологии. Не стоит забывать, что геометрический язык теории Эйнштейна идеален для описания большей части крупномасштабной Вселенной. С другой стороны, мы можем рассчитывать, что голография приобретет первостепенную важность там, где теория Эйнштейна не срабатывает – внутри черных дыр, и особенно в описании Большого взрыва. В конце концов, в этом природа – и сила – голографических дуальностей. Особенно волнующая возможность заключается в том, что голографическая подоплека расширения Вселенной может оказаться критически важной в ходе инфляции и что тончайшие отпечатки этого в флуктуациях микроволнового фона могут быть зарегистрированы в будущих гравитационно-волновых наблюдениях. Время покажет!