Ученые сравнили рождение Вселенной с древним библейским сюжетом

Физики Паоло М. Бассани и Жоау Магейхо описали сценарий, при котором законы физики и сами свойства материи не заданы раз и навсегда, а эволюционируют, начиная с крайне хаотического состояния, напоминающего ранние философские и религиозные представления о «первичном хаосе». Они опубликовали исследование под названием «Как создать Вселенную» в открытом архиве arXiv, а позже статья вышла в журнале Physical Review D.

Исследователи используют математический аппарат, в том числе идеи, связанные с марковскими процессами, чтобы описать цепочку переходов от «беззаконного» состояния к тому, где параметры, вроде гравитационной постоянной или скорости света, перестают меняться и «застывают» в устойчивых значениях. В такой картине ранняя Вселенная проходит через фазу случайных вариаций в «константах природы», что сопровождается нарушением строгого сохранения энергии и позволяет рождаться материи «из ниоткуда» — до тех пор, пока система не переходит в более упорядоченный, стабильный режим.

Авторы отмечают, что этот переход от хаотического начала к миру с устойчивыми законами отчасти перекликается с библейским мотивом превращения «тьмы и бездны» в устроенную Вселенную, однако подчеркивают, что их модель — физическая и математическая, а не богословская. По их замыслу, древние сюжеты можно рассматривать как символическое описание процессов, которые современная космология пытается формализовать через уравнения и модели, а не как дословное описание того, что происходило в первые мгновения существования Вселенной.

Что именно предлагают Бассани и Магейхо

В центре работы — идея, что эволюция законов физики тесно связана с созданием или уничтожением материи. Авторы вводят специальные «глобальные часы», сопряженные с фундаментальными константами (например, скоростью света или гравитационной постоянной), и показывают, что когда эти параметры меняются во времени, это автоматически приводит к нарушению обычного закона сохранения энергии для материи и открывает окно для её рождения.

На ранних стадиях этой гипотетической Вселенной система находится в состоянии «higgledy‑piggledy» — так физики цитируют образное выражение Джона Уилера для обозначения радикального космического хаоса, когда привычные понятия пространства, времени и устойчивых законов еще не работают. Постепенно случайные «мутации» в величинах констант и в структуре фундаментального гамильтониана играют роль естественного отбора: те варианты, где удается создать устойчивую материю и прекращаются разрушительные флуктуации, оказываются «поглощающим состоянием» марковской цепи — своего рода финишной прямой, где законы «замирают» и становятся похожи на те, что мы наблюдаем сегодня.

Таким образом, модель разбивает историю воображаемой Вселенной на несколько этапов: от неописуемого хаоса (стадия, которую авторы даже не пытаются формализовать) до появления первых структур пространства‑времени и, наконец, до режима, где случайность сменяется почти детерминированной «рутиной» с практически неизменными законами и сохранением энергии. В этой логике порядок рождается не из заранее заданного дизайна, а как результат отбора конфигураций, в которых материя может возникнуть и сохраниться, а хаотическая эволюция законов останавливается.

От Библии до марковских цепей и «эволюции» законов

Идея сопоставить космологические модели с библейским сюжетом о сотворении мира не нова: мотив перехода от хаоса к космосу (упорядоченной Вселенной) встречается и в Ветхом Завете, и в античной философии, и в мифологиях других культур. Современные физики время от времени обращаются к этим образам как к метафорам, чтобы объяснить непрофессиональной аудитории абстрактные концепции вроде квантовых флуктуаций, инфляции или «пены» пространства‑времени — но научные модели при этом остаются независимыми от богословских интерпретаций.

Работа Бассани и Магейхо вписывается в более широкий тренд попыток «эволюционизировать» сами законы природы. Ранее, например, Ли Смолин предлагал гипотезу космологического естественного отбора, согласно которой новые вселенные рождаются внутри черных дыр, а параметры фундаментальных констант «подстраиваются» под максимальное производство черных дыр, но Бассани и Магейхо обходятся без мультивселенной и черных дыр, концентрируясь на эволюции законов в рамках одной модели Вселенной.

В популярной интерпретации их подход сравнивают с биологической эволюцией: случайные «мутации» констант дают широкий разброс возможных «миров», а отбор благоприятствует тем конфигурациям, где может существовать устойчивая материя и где хаотические изменения в законах угасают. Для математического описания такого процесса авторы используют концепцию поглощающих марковских цепей, в которых система, блуждая по множеству состояний, с течением времени с высокой вероятностью оказывается в одном из «конечных» устойчивых состояний и уже не покидает его.

Доклад о статье вызвал обсуждение в научно‑популярной среде: к примеру, физик Сабина Хоссенфельдер посвятила работе отдельный разбор, где отметила оригинальность подхода к «тонкой настройке» констант без обращения к инфляции и мультивселенной, но при этом указала на открытые вопросы и допущения модели. Комментаторы подчеркивают, что, как и многие спекулятивные идеи в квантовой космологии, эта гипотеза пока не имеет прямых экспериментальных проверок и в первую очередь важна как попытка по‑новому взглянуть на связь между хаосом, законами природы и возникновением материи.

Напомним, ученые обнаружили инопланетный материал внутри кратера Хапчхон в Корее.