Матрица или Есть ли предел скорости звука во Вселенной?
После того, как американский астроном из Колумбийского университета Дэвид Киппинг ошарашил мир своей гипотезой, гласящей, что мы живем в сотворенной Кем-то матрице, и вся наша земная физическая реальность – это «симуляция с вероятностью в 50 процентов», думать о чем-то другом не хочется, но – надо. Вот как раз о «другом» и подумали британские и российские ученые, определившие максимальную скорость звука во Вселенной. Матрица, конечно, матрицей, а что там вокруг нас творится, знать все равно надо, правда?
Начнем все же с «симуляции». И сразу скажем, что приоритет «матричной» идеи принадлежит вовсе не Дэвиду Киппингу, а его коллеге, профессору Оксфордского университета Нику Бострому, еще в 2003 году выдвинувшему гипотезу о том, что, возможно, наша реальность – не что иное, как некое подобие компьютерной виртуальной реальности, или все той же «симуляции», созданной высокоразвитыми «зелеными человечками» из других миров.
«Шанс, что нас окружает симуляция, равна вероятности, что мы находимся в физическом мире, - пишет Дэвид Киппинг в статье, только что опубликованной в журнале «Scientific American». - Если наша Вселенная является симуляцией, большая часть моделируемых реальностей была бы бесплодной из-за сокращения вычислительных ресурсов каждого уровня симуляции. Таким образом, если бы гипотеза отсутствия симуляций была верна, вероятность того, что мы живем во Вселенной без симуляций, составила бы сто процентов».
При этом Киппинг считает подтверждением своей гипотезы существование некой «таинственной материи» внутри удаленной от нас на сотни световых лет галактики Dragonfly 44 или, выражаясь астрономическими языком, галактики DF44. Вроде как в этой галактике и живут те самые разумные существа, создавшие матрицу, внутри которой мы живем. Однако голландские ученые из Астрономического института Каптейн не разделяют оптимизма американца, и, основываясь на данных, полученных с помощью космического телескопа «Хаббл», считают, что ничего «таинственного» в этой DF44 нет, галактика как галактика.
Плохо это, или хорошо, но мы, хомо сапиенсы, пока сами создать полноценную симуляцию реальности не способны. А значит, утверждение о том, что нас окружает симуляция, никак не опровергает вероятности того, что мы все-таки обитаем в физическом, а не в виртуальном мире, созданном, если, опять же, верить Киппингу и Бострому, суперцивилизациями с каких-то далеких планет.
Возможно, когда-нибудь земляне доберутся и до галактики Dragonfly 44, и выяснят, кто это захотел втиснуть нас в матрицу виртуальной реальности, и есть ли там вообще обитаемые миры с разумными существами. Но для начала надо создать космический корабль, способный развивать скорость, превышающую скорость света. Не исключено, что такие фотонные «скороходы» появятся уже в конце ХХI - середине XXII века. Но пока мы имеем дело с техникой, едва способной преодолеть сверхзвуковую скорость, - например, к 2023 году в США обещают построить самолет, в десять раз превышающий скорость звука, - а значит, и предел скорости звука в Космосе интересует нас с практической точки зрения куда больше, чем предел скорости света во Вселенной.
Поскольку и звук, и свет – волны, только с разным «поведением», призовем в помощь Альберта Эйнштейна, специальная теория относительности которого устанавливает абсолютный предел скорости движения волны, - это скорость света в вакууме, достигающая 300 тысяч километров в секунду. Но мы не знаем верхнего предела скорости звуковых волн при прохождении, например, через твердые тела или жидкости.
Задавшись этим вопросом, британские ученые из Лондонского университета Королевы Марии и Кембриджского университета, а также их российские коллеги из Института физики высоких давлений в Троицке, обнаружили, что ограничение скорости звука зависит от двух фундаментальных констант. А именно, - от постоянной тонкой структуры, то есть, фундаментальной физической постоянной, характеризующей силу электромагнитного взаимодействия; и отношения масс протона и электрона, поскольку это одна из важных физических констант, известных с точностью до 1836,152672.
Британцы, опубликовавшие в журнале «Science Improvements» результаты своего исследования, уверены, что ограничение скорости звука во Вселенной как скорости распространения в среде упругих волн, составляет 36 километров в секунду, - а это почти вдвое быстрее скорости звука, проходящего через алмаз, самый твердый материал на Земле.
Что нам дает это, казалось бы, отвлеченное от насущной реальности открытие? Дает многое: мы можем, например, узнать предельные значения таких свойств, как вязкость и теплопроводность, относящиеся к высокотемпературной сверхпроводимости, получим более точные сведения о кварк-глюонной плазме и природе «черных дыр» в Космосе. А заодно сможем узнать, где именно обитают разумные цивилизации во Вселенной, – или хотя бы на каких планетах других солнечных систем может быть жизнь. Дело в том, что позволяющие рассчитать максимальную скорость звука во Вселенной точные значения постоянной тонкой структуры и отношения массы протона к массе электрона, а также равновесие между ними, управляют ядерными реакциями такого типа, как распад протонов и ядерный синтез в звездах. А астрофизики и физики не дадут соврать: как раз равновесие между этими двумя величинами и определяет «зону обитаемости» или «зону Златовласки», – проще говоря, того места в Космосе, где условия наиболее благоприятны для появления жизни, в том числе и разумной жизни. А значит, именно в «зоне Златовласки» нам надо искать космических братьев по разуму. А как найдем, так сразу и спросим, - живем ли мы в искусственно созданной этими «братьями» матрице, или наш мир вполне реален?
Торопиться нам некуда, Земля наша проживет еще миллиарды лет, и мы, люди, тоже, наверняка, так сразу не исчезнем. А значит, надо набраться терпения и не терять надежды на то, что однажды какой-нибудь умник откроет «кротовую нору», позволяющую без всяких там сверхзвуковых и сверхсветовых ракет мгновенно преодолевать любые космические расстояния и попадать в любой уголок Вселенной. Например, в ту же галактику DF44, где и впрямь может существовать разумная сверхцивилизация, способная создавать целые виртуальные миры и заселять их существами вроде нас, землян. А быть может, и нет там ничего.
Поживем – узнаем.