Светлая мысль о темной материи

Людям свойственно протестовать против любых ущемлений их свободы, всеми правдами и неправдами рваться к недостижимому. Как только на дороге глухой забор — мы тут же спрашиваем себя: а что за ним? — и тут наша фантазия с лихвой компенсирует скудность предлагаемого на первых порах опыта. По факту, мы все же не умеем вообразить себе что-либо совсем необыкновенное, не похожее ни на что. В итоге вместе подлинной природы всяческих «трансцендентных» вещей — какие-то антропоморфные конгломераты. Но свою роль стимула, моральной поддержки и предвкушения они честно отрабатывают. И в самом деле: если мы можем хотя бы размышлять о том, что скрывается за стеной, — стена уже не абсолютно непроницаема; даже если там вообще ничего и никого, мы вправе заселить пустоту нашими порождениями — от смутных представлений до массовой индустрии.

В частности, как только заходит речь о Вселенной в целом, — наша космологическая мысль тут же поднимает вопрос о множественности миров, а удивительная полнота знания об обычной материи немедленно толкает нас на поиски чего-то не столь обыкновенного. Вроде, полным-полно вполне наблюдаемых вещей, с которыми можно играться до бесконечности; но нет нам счастья, пока не изобретем мы эдакую мистическую неощутимость, темную материю, которую не уловить никакими известными науке способами — а значит, есть простор для самых экзотических концептуализаций и попыток измерить не весть что. Удивительнейшим образом оказывается, что весьма значительная доля наблюдаемого не может быть объяснена без участия выдуманной нами таинственной субстанции, так что любознательному человечеству самое время заняться освещением этого модного и многообещающего уголка бытия.

Для философа такое положение дел вряд ли будет неожиданным. Мир качественно бесконечен; одну и ту же вещь можно рассматривать под очень разными углами. Наука ведет к знанию. Мудрость помнит о том, как мало мы, по сути дела, знаем. Да, знать — всегда хорошо; но невежество — не позор, хотя и может быть большим несчастьем. Постыдно — намертво прилепиться к уже известному и отбиваться всеми силами от всего прочего.

Сегодня, когда тема темной материи стала в астрофизике столь же избитой, как Большой взрыв или черные дыры, — со столь же необъятной экспериментальной базой, — может показаться, что обнаружение темной материи и пристегивание ее к нашей всеобъемлющей математике физического мира — вопрос (не очень далекого) времени. Мы прекрасно умеем строить приборы, позволяющие всецело подтвердить великую правильность наших догадок. Пока же всяк волен угадывать, как сие диво дивное могло бы выглядеть.

Почему бы и нет? Вероятно, мои личные предпочтения далеки от академического мэйнстрима, — но почему бы не разрешить маленькое невинное удовольствие себе — и, быть может, кому-то из тех, кому случится прочесть эти строки до эпохи, когда темная материя станет не таким уж темным делом.

Большинство популяризаторов подают темную материю как особую субстанцию, с необычными характеристиками и способами взаимодействия, не укладывающимися в стройное здание стандартной модели всяческих фундаментальностей. Но в контексте философских развлечений, такой подход не вызывает особого энтузиазма: ну что такого в том, чтобы открыть еще одну физическую силу? — это сейчас скучная обыденность. Не то, чтобы стандартную модель нельзя было улучшить и расширить, — напротив, она просто обязана расти. Возможно, какие-то варианты темной материи вполне вписываются в колею такого, экстенсивного развития. Но есть у меня подозрение, что и наши старые знакомые способны засветиться неординарно, если вдруг появится возможность поглядеть на них не так, как всегда. Стандартная модель воздвигалась вокруг и на потребу человечества: она идеально приспособлена к описанию всего, что мы видим здесь и теперь; но почему бы не допустить, что она же годится и для того, чтобы посмотреть на нас чьими-то еще глазами — и придать краскам нашей жизни чуть больше интенсивности.

Например, задумаемся о возможных эффектах относительного движения материальных тел. И, пожалуйста, не надо жужжать мне в уши полнейшей исчерпанностью темы в эпоху повсеместной победы релятивизма. Если что-то подразумевается само собой на протяжении десятилетий и веков — это вовсе не свидетельство разумности. Можно, допустим, усмотреть логическое противоречие между результатом наших трудов по возведению ковариантной Вселенной и положенными в основу этого строительства идеями — и в первую голову понятием системы отсчета. То есть, сначала мы допускаем, что наблюдатель может представить себе пространство-время целиком и построить систему координат, не допускающую никаких исключений; однако потом вдруг оказывается, что какие-то части пространства-времени для него совершенно недосягаемы, поскольку он заперт наглухо в тюрьме своего светового конуса. Логическая непоследовательность налицо. Какой бы успешной ни оказалась такая теория в обычных на сегодняшний день приложениях, она вряд ли может серьезно претендовать на роль чего-то, пригодного для Вселенной целиком.

Как оно обычно бывает, человечество переварило релятивистскую физику — переработало ее в набор мертвых словечек, и люди уже не задумываются над тем, что говорят. Не говоря уже о том, что любая формальная сингулярность говорит о концептуальных проблемах и требует разработки более продвинутых моделей, стоит хотя бы внимательнее приглядеться к следствиям общепринятой теории (очень даже полезной в пределах своей области применимости). По сути дела, эйнштейновская относительность есть констатация того факта, что использование света в качестве единого для всех способа коммуникации не позволяет сравнивать наблюдения в системах отсчета, движущихся относительно друг друга быстрее света. Но разве это не очевидно с самого начала? Чтобы пообщаться, такие наблюдатели должны искать иные переносчики информации. При этом никоим образом не запрещено ни их быстрое относительное движение, ни взаимодействие по каким угодно каналам. Два наблюдателя могут обмениваться световыми сигналами, пока скорость их относительного движения не очень велика; однако они оба останутся невидимыми для кого-то третьего, по отношению к кому их связка перемещается чересчур резво. Впрочем, этот третий волен найти себе компанию в своем световом конусе — и уже не заботиться о той шустрой парочке. В такой модели пространство-время обладает своего рода ячеистой (или решеточной) топологией, а существам внутри одной ячейки будет казаться, что их ограниченная Вселенная — это верх мечтаний матушки-природы, в полном соответствии с мнениями нынешних физиков.

Тут мы упираемся в темную материю. Есть бесконечность релятивистски разделенных миров — и для узников каждого светового конуса масса материи, не принадлежащей их миру, ошеломляюще превосходит все, что они способны наблюдать. Модные писатели громко заявляют, что темная материя может составлять до 99% массы Вселенной; учитывая, что вне нашей камеры бесконечность других, — это недостаточно смелое предположение.

Так что? Неужели мы обречены на вечное одиночество, без малейшей надежды вступить в контакт с нашими очень быстрыми (или очень медленными) коллегами? Вряд ли. В своем световом конусе сверхсветовая (темная) материя остается все той же старой знакомой, и для ее полноценного описания вполне годится наша стандартная модель. Поскольку же тела разных световых ячеек имеют ту же физическую природу, они способны взаимодействовать друг с другом. Остается только догадаться, как сверхсветовой электрон ведет себя в присутствии медленного электрона, — и то же самое выяснить для прочих обитателей стандартной модели. Может случиться, что некоторые пришельцы из-за бугра примут вид обычных полей и частиц; какие-то еще проявят себя как кажущиеся сингулярности или, по крайней мере, беспричинные, на первый взгляд, события, вроде спонтанного нарушения симметрии в каких-то фазовых переходах. Природа не обязана выбирать только один путь.

В качестве простенькой иллюстрации, посмотрим на материальное тело, очень быстро движущееся в ограниченном объеме. Для обычного наблюдателя, оно будет выглядеть как заполняющее весь объем поле. Внутреннее (сверхсветовое) движение полностью скрыто, и все, что мы получаем на выходе, — усредненное влияние всей совокупности виртуальных взаимодействий на наш макроскопический мир, нечто вроде спектра. Такова общеизвестная квантовая парадигма. Наш собрат-физик, сидящий внутри элементарной частицы, должен будет основательно поработать, чтобы мы не могли приписать внешнее движение этой частицы сугубо физическим силам; точно так же, в нашем мире подобная деятельность, вероятно, предполагает перестройку материи в масштабах видимой Вселенной.

При оптимистическом сценарии, мы все-таки научимся когда-нибудь посылать сигналы иной, не зависящей от электромагнетизма природы, и тогда световые барьеры станут прозрачными. Кросс-барьерные взаимодействия станут обычным делом, и движение всякого материального тела будет сочетать явления разных уровней иерархии. Хотя, конечно же, я допускаю, что иерархическая организация природы (и физического мира в частности) — для кого-то не самая свежая новость.