Общая теория относительности - Хокинга В.
Скачать (прямая ссылка):
увеличение энтропии было объективным. Вспомним теперь, что в формуле
Бекенштейна — Хокинга в качестве меры энтропии взята попросту конкретная
характеристика пространственно-временной геометрии — площадь поверхности
черной дыры. Означает ли это, что и геометрия дыры тоже субъективна с
вытекающим отсюда выводом, что вся пространственно-временная геометрия (а
значит, и вся физика) должна быть в какой-то мере субъективной? Или же
энтропия в случае черной дыры должна стать объективным понятием? Если
последнее верно, то не может ли энтропия стать объективной также и в
менее экстремальных гравитационных ситуациях (ср. с разд. 3.1)? Более
того, если такой переход от субъективного характера энтропии к
объективному может произойти только в (квантовой) теории гравитации, то
именно в ней окончательно теряет силу линейная суперпозиция цепей фон
Неймана [111]!
В этом случае возможно, что новые законы, вероятно, необходимые для
такого обобщения квантовой механики, при котором измерения станут
неотъемлемой частью теории, приведут к определенного рода квантовой
теории гравитации (см. разд. 2.2), причем под этим я имею в виду теорию,
из которой как соответствующие предельные случаи следуют квантовая
механика и общая теория относительности. Во всяком случае, я бы сказал,
что приводимые мною аргументы (особенно те из них, которые содержатся в
разд. 2.7 и 3.3 и наиболее непосредственно связаны с формулой Бекенштейна
— Хокинга) ставят вопрос о некоторой новой теории, асимметричной по
времени. Соответственно, какая бы нелинейная физика *) ни заменила в
конечном счете нынешнюю теорию с мгновенно редуцируемой волновой
функцией, она вполне может оказаться существенно асимметричной по
времени.
На нынешнем уровне знаний такие рассуждения в высшей степени
спекулятивны. Все же мы знаем, что некий физический
*) Недавно Бялыницкий-Бируля и Мысельский [112] предложили интересную
модификацию уравнения Шредингера, добавив к нему член (Ып |ф[*)ф. Хотя
этот член не является асимметричным по времени, он все же имеет связь с
обсуждаемым нами вопросом: значение постоянной Ь (температура) порядка
10-8 К, что совпадает с температурой по Бекенштейну — Хокингу для черной
дыры массой 10 Mq. Как раз таковы наименьшие из черных дыр, в
существование которых можно верить на достаточных физических основаниях.
V. Сингулярности и асимметрия по времени
291
закон, асимметричный по времени, реально существует! За более привычными
симметричными по времени силами Природы где-то скрыта одна (а возможно, и
не одна) асимметричная сила, ничтожное действие которой почти полностью
замаскировано остальными и остается незамеченным во всех процессах, кроме
одного: хитроумного распада /(“-мезона. Я не хочу сказать, что здесь
обязательно замешана квантовая гравитация. Однако, очевидно, что в числе
нерушимых правил Природы нет требования непременной симметрии по времени!
Более того, в относительной величине Г-нарушаклцей (или СЯ-нарушающей)
компоненты в /(“-распаде (около 10-“), возможно, имеется свой скрытый
смысл. Согласно разд. 3.3, физика элементарных частиц должна как-то
объяснить наблюдаемое значение энтропии на один барион порядка 10". В
связи с этим высказывалась мысль (62, 67, 109], что в ранней Вселенной,
возможно, шел процесс рождения барионов и антибарионов, в котором
превышение барионов над антибарионами составило примерно 1 + 10“" : 1.
Тогда при последующей аннигиляции получилось бы не только (видимо)
требующееся число барионов, но и наблюдаемая энтропия на барион (т. е.
число фотонов, приходящихся на один барион). Если можно считать, что
исходным состоянием, с которого начал развиваться этот первоначальный
процесс рождения, было нечто с квантовыми числами вакуума, то в этом
процессе должен нарушаться закон сохранения барионов, а также СР- и С-
инвариант-ности х) (чтобы число барионов и антибарионов было
неодинаково). Значительное нарушение С-инвариантности, как уже давно
известно, является свойством слабых взаимодействий [20], тогда как СЯ-
инвариантность нарушается в /(“-распаде в столь малой степени, какая, по-
видимому, и требуется. Более того, основываясь на хокинговском процессе
испарения черной дыры, следует ожидать, что несохранение барионов [76] и
в настоящее время где-то имеет место [56, 67].
Однако для объяснения закона, утверждающего, что первоначально Cabcd=0,
нам нужно нечто большее, а именно нарушение Т-, РТ-, СТ- и СЯГ-
инвариантностей по отдельности. Если бы, например, СЯГ-инвариантность не
нарушалась, мы могли бы взять незапрещенный коллапс к сингулярности, для
которой СаЬсЛФ0, и по СЯГ-симметрии получить запрещенную начальную
сингулярность. РТ- и СЯ-инвариантности максимально нарушены в слабых
взаимодействиях, а Т-инвариантность — еле заметна в /(“-распаде, но СЯТ-
нарушения пока еще не были обнаружены. Конечно, имеется СРТ-теорема
[113], которая служит определенной теоретической базой для универсальной
СЯТ-инвариантности, но не следует
