Потом было много работ предшественников этой теории ещё в 19-ом веке. Так с
казать, не из пустоты всё это появлялось. Но, тем не менее, то, о чём говорит
Александр Николаевич, Ц это некий ренессанс полевого подхода, вернее, п
опытка уравнять все взаимодействия, все физические взаимодействия.
А.Г. Единая теория, о которой так долго говорили большевики…
В.Л. Является ли гравитация выделенным взаимодействием или н
е является всё-таки?
А.П. Я уже попытался сказать, что она является выделенной. Пото
му что этот самый фон физический, если мы его без всяких приближений расс
матриваем, его определить нельзя.
В.Л. Есть некие вещи, которые всё-таки непреодолимы в полевых т
еориях.
А.П. Да. Но, кстати, её мощь можно увидеть на одном примере очень
интересном. Опять же, если мы вернёмся к замкнутой Вселенной, которая опи
сывается трехмерной сферой, то можно на самом деле показать, что её энерг
ия, импульс и все остальные сохраняющиеся величины Ц ноль, как и должно б
ыть для замкнутого мира. С помощью полевой теории этот замкнутый мир рас
сматривается просто как некое гравитационное поле, расположенное в пло
ском бесконечном пространстве Минковского. Она обладает таким свойств
ом, и, в общем-то, так и должно быть, то есть это соответствует истине.
Но раз мы к космологической модели вернулись, может, мы вернёмся как раз к
космологической постоянной…
В.Л. Да, и всё-таки… Я начал с принципа Маха и чётко сказал, что с
овременное научное сообщество его отвергает. Правда, не хорошо говорить
«современное сообщество». Когда-то в советское время было модно говорит
ь, что Ньютон кому-то сказал, что «я в гипотезе Бога не нуждаюсь»; вот так же
сейчас современные релятивисты говорят, что «мы не нуждаемся в принципе
Маха». Вот как не удивительно, каким-то хитрым боком этот принцип Маха вс
ё-таки заставляет о себе говорить снова и снова. И сейчас это связано в пе
рвую очередь с тем, о чём вы говорили. С тем, что в последние годы открыто ус
коренное расширение Вселенной.
И это ускоренное расширение Вселенной можно интерпретировать на самом
деле так, что космическая пустота на самом деле заполнена некоей энергие
й, обладающей антигравитационными свойствами. Причём заполнена по совр
еменным данным фактически на 70 процентов, то есть она превалирует. Мы живё
м в мире, состоящем из этой энергии космического вакуума.
Я хочу сказать, что если мы вернёмся ко времени создания общей теории отн
осительности, то мы увидим, что эта ситуация является не новой для общей т
еории относительности. На самой заре создания общей теории относительн
ости, когда Эйнштейн, пытаясь воплотить принцип Маха, создал геометричес
кую теорию гравитации, он начал искать, каким образом ему можно инерцион
ные свойства тел объяснить гравитирующим действием неких удалённых ма
сс.
И он быстро, очень быстро столкнулся с трудностями. Потому что эти массы, к
огда он их располагал на каком-то расстоянии, даже на очень большом, Ц он
и начинали динамически то расширяться, то сжиматься. И вдруг он заметил, ч
то, оказывается, в его теории есть некая свобода, туда можно добавить неки
й «лямбда-член» так называемый. Когда-то мой учитель и наш общий учитель
Яков Борисович Зельдович говорил, что это джин, выпущенный из бутылки, и д
олгое время никак его не могли обратить в ноль. Так вот, этот космологичес
кий член фактически является той самой энергией вакуума. Его можно интер
претировать как энергию пустоты. И если сейчас мы вернёмся обратно в 2003-й г
од и увидим, что вся Вселенная контролируется отрицательной энергией ва
куума, то мы должны сказать: «Так пустоты-то нет на самом деле». И Эйнштейн,
и, кстати, Де Ситтер, который впервые открыл Вселенную, заполненную такой
пустотой, он как раз и говорил: «Зачем вам эти удалённые массы, которые обе
спечивают инерцию, которая наконец разрешает спор между двумя наблюдат
елями, сидящими на двух шарах, так сказать?». Он говорил: «Вот есть энергия
пустоты Ц возьмите её…»
Я как раз некоторое время назад выдвинул такую как бы совсем крайнюю точ
ку зрения, что эта отрицательная энергия вакуума или «лямбда-член» долж
на не качественно, а количественно определять массу тел, массу элементар
ных частиц. Собственно, это реанимация принципа Маха на современном уров
не.
Наблюдения показывают, что нет пустоты. В том смысле, в котором она понима
лась в 19-м веке: Вселенная есть пустота, заполненная энергией. И последние
открытия, они, по-видимому, оставляют открытым и вопрос о том, так прав был
Мах или нет? Вот такая ситуация сейчас с этим делом.
А.П. В связи с этим «лямбда-членом» остаётся проблема. Ведь ква
нтовая теория предсказывает, что он должен быть очень большим, верно? А на
самом деле то, что наблюдается, очень малая величина. Почему это происход
ит? Это остаётся открытым вопросом.
В.Л. Вот прекрасное замечание. Да, есть противоречия на соврем
енном уровне. Как мы теперь понимаем, впервые пустоту начал заполнять Эй
нштейн, который хотел объяснить инерцию кривым пространством-временем.
Есть работы, где он просто пытался из кривизны пространства-времени пол
учить массу и инерцию, они были безуспешными. Но потом появилась новая на
ука, которая тоже начала заполнять пустоту, она появилась позже, это наук
а Ц квантовая механика. И известная идея Дирака о существование виртуал
ьных частиц, о том, что вакуум не пуст Ц там есть виртуальные частицы, Ц э
то, на самом деле, есть воплощение идеи о том, что в пустоте должна быть эне
ргия.
И смотрите, что получается. С одной стороны, современная квантовая теори
я даёт огромную энергию этого вакуума. Примерно на сто порядков больше, ч
ем ту, которую мы сейчас наблюдаем во Вселенной.
Но мы знаем, что наука развивается сложным образом. Возможно, там происхо
дит компенсация. Ведь нет теории квантовой гравитации, поэтому нет ответ
а на вопрос. Для меня кажется более важным следующее, что открытие энерги
и пустоты вакуума поднимает теорию относительности на более высокую ве
личину.
Геометрическая теория Эйнштейна, она была создана таким образом, как буд
то бы она знала, что пустота не может быть пустой. Вот что удивительно. И в э
том смысле общая теория относительности где-то уже приближается к самой
загадочной из всех наук Ц к термодинамике. Все теории, созданные в ХХ век
е, должны были оглядываться на законы сохранения энергии. Неизвестно, по
чему они должны работать Ц это принимается как постулат термодинамики.
И в этом смысле «лямбда-член» Эйнштейна Ц это и есть некое совершенно уд
ивительное предсказание одного из главных следствий квантовой механик
и Ц энергии вакуума. И на это хотелось бы обратить особое внимание. Но, ко
нечно есть проблемы очень большие.
А.П. Возвращаясь, вернее, оставаясь в рассуждении о «лямбда-чл
ене», на самом деле к нему подходят с разных точек зрения. Можно подойти с
помощью некоего небольшого изменения самой геометрической теории. В те
ории Эйнштейна «лямбда-член» задаётся с самого начала, изначально. А мож
но немножко изменить построение теории, которое приведёт к каким-то ура
внениям. Потом можно их решать, и в процессе этого решения «лямбда-член» в
озникнет как константа интегрирования. Уже на этом уровне мы опять будем
иметь уравнение Эйнштейна с «лямбда-членом», но он может быть каким угод
но Ц просто постоянной величиной. На основании этого происходят разные
спекуляции. Вот, мол, как понять, почему «лямбда-член» действительно мал с
ейчас…
В.Л. Я перебью. В начале мы говорили о каких-то классических ве
щах. Александр Николаевич и я, мы стоим на классических позициях в смысле
понимания гравитации и так далее. Но вот сейчас мы начинаем говорить уже
о неких гипотезах, поскольку «лямбда-член», его значение в современной ф
изике, или, говоря современным языком, просто энергия вакуума космическо
го, энергия пустоты, отсутствие пустоты в природе Ц это сейчас только на
чинает осмысливаться в связи со старыми геометрическими идеями. И вот то
, что сейчас Александр Николаевич говорит, он обращает внимание на то, что
в последние годы появилось… Ведь смотрите, если «лямбда-член» есть, то во
зникает вопрос: вообще откуда он берётся? В теории относительности это п
росто константа, которую она допускает просто геометрически, умозрител
ьно. Эйнштейну не нужен был эксперимент. Он пользовался простыми мысленн
ыми экспериментами. И он пришёл к идее общей теории относительности, вну
три которой была заложена идея отсутствия пустоты, энергии пустоты. И то,
что мы сейчас возвращаемся из очень простых принципов к идее отсутствия
пустоты, сейчас заставляет нас уже ставить новый вопрос: а почему «лямбд
а-член» таков, каким мы его сейчас видим? И вот здесь ряд очень новых, интер
есных идей может быть.
А.П. Я продолжу. Итак, оказывается, что «лямбда-член» может быт
ь другим. И если мы попытаемся перейти от классической теории к квантово
й (вот что это такое Ц различия), то оказывается, что как бы можно построит
ь много-много Вселенных с различными «лямбда». И можно построить некую ф
ункцию, которая описывает вероятность с какой возникнет Вселенная с дан
ной «лямбда», и так для всего непрерывного спектра, скажем, от минуса до пл
юса. И окажется, что более всего вероятно возникновение Вселенных как ра
з с «лямбда» очень близкой к нулю. То есть примерно с той, которая наблюдае
тся сейчас. Хотя не будет точно указано, что она точно равна нулю, что мы, в о
бщем-то, сейчас и наблюдаем.
В.Л. Я только уточню, что речь идёт о неких новых теориях, котор
ые не являются, на самом деле, сильно отличными от теории гравитации. Но вс
ё-таки они выводятся немножко по-другому. И удивительным образом в этой т
еории константа, которую мы называем энергией пустоты, или «лямбда-член
ом», как мы интерпретируем её сейчас, она получается в результате неких н
ачальных условий. Она не задаётся, как в теории Эйнштейна, и мы потом гадае
м, почему она такая, а не другая. А, оказывается, сейчас возникают новые тео
рии, в которых эта константа получается как результат начала. Как всегда
в космологии, попытки уйти от начала, уйти от вопроса начала, конечно, конч
аются рано или поздно каким-то тупиком. Это начало всегда возникает и воз
никает, естественно, понятие конца.
А.П. Это опять была энергия. Но может, вернёмся снова к определе
нию энергии в общей теории относительности, поскольку я немного не догов
орил. Дело в том, что в общей теории относительности, как мы уже сказали, эн
ергия не локализуется. Так, самым современным и очень энергично развиваю
щимся направлением является определение не локальных величин, а квазил
окальных величин. С чем это связано? Это связано с тем, что можно ограничит
ь гравитирующую систему некой сферой и уже рассматривать не локальную э
нергию, а энергию внутри этой сферы. И самым замечательным образом оказы
вается, что мы не должны знать, что там внутри расположено, а для нас будет
достаточно знать только потенциалы гравитационного поля на поверхност
и этой сферы. Зная их, мы можем определить энергию, импульсы и всё, что внут
ри сферы расположено. Ну и рассматривать взаимодействие таких объектов
уже совершенно нормально, как в обычной физической теории, а не геометри
ческой.
В данном случае, конечно, возникает ещё один интересный момент. Владимир
Михайлович говорил об электродинамике. Так вот, оказывается, что условия
на поверхности сферы могут тоже задаваться различным образом. А в завис
имости от этих, как в электродинамике, от этих граничных условий будет оп
ределяться энергия внутри этой сферы. Это тоже такой интересный момент.
Полевой подход, он тоже к таким квазилокальным величинам приводит. И к ни
м приводят многие другие подходы. Теория одна, а подходы разные. Подходы м
атематические могут быть совершенно разными. То есть, может быть, специа
лист в одном подходе и не специалист в другом, а всё равно рано или поздно,
если всё делается правильно, человек приходит именно к квазилокальным в
еличинам. То есть к энергии, которая определяется внутри некоторого объё
ма и для этого определяется потенциал на поверхности.
Один из важных подходов Ц подход Брауна-Йорка. Он заключается в следующ
ем. Чтобы правильно определить сохраняющиеся величины уже не во всём про
странстве-времени, а внутри этой поверхности, необходимо только в её окр
естности ввести плоское фоновое пространство. Так вот подход Брауна-Йор
ка, он замечателен тем, что геометрия этой сферы, она сама задаёт однознач
ным образом это плоское фоновое пространство. И благодаря этому определ
ение энергии в этом случае и в других сохраняющихся величин, оно оказыва
ется однозначно определённым. И этот подход является одним из самых пред
почтительных сейчас.
В.Л. Но всё-таки вопрос об энергии, попытка локализовать энерг
ию гравитационного поля даже частично внутри некой сферы, квазилокальн
ый подход так называемый, является ли это всё-таки приближением?
А.П. Нет, это, конечно, должно быть приближением для некоторых м
оделей типа островной модели.
В.Л. И в идеологическом смысле, на самом деле, это, может быть, пр
осто технический приём. Но всё-таки мир наш кривой или плоский?
А.П. Мир наш кривой.
В.Л. Мир наш кривой.
А.Г. То есть космологические выводы мы делаем всё-таки в польз
у…
А.П. Космологические выводы не могут делаться в таких приближ
ениях, это глобальные…
В.Л. Да, если речь идёт уже о самых глобальных вопросах, то, коне
чно, их невозможно решить на плоском фоне, его нет. Нет места, где его распо
ложить на бесконечности, мы живём в кривой вселенной.
А.П. Нельзя задать граничных условий однозначно.
А.Г. Спасибо огромное.

Ископаемые ящеры


02.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35