От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной - Марио Ливио Страница 57

«В каком-то смысле теория стационарной Вселенной, можно сказать, зародилась тем вечером, когда мы с Бонди и Голдом в очередной раз зашли в кино в Кембридже… В нем [то есть в фильме «Глубокой ночью»] рассказаны четыре истории о потусторонних явлениях, на первый взгляд не связанные друг с другом, а соль заключалась в том, что конец четвертой истории неожиданным образом оказывался связан с началом первой и таким образом закладывалась основа для бесконечного цикла [332].»

Когда коллеги возвратились в Колледж Св. Троицы, Голд вдруг спросил: «А вдруг Вселенная как раз такая?» Он имел в виду, что Вселенная, вероятно, вовлечена в вечный цикл без начала и конца. Идея была, конечно, интересная и многообещающая – с одной оговоркой: она на первый взгляд противоречила открытию космолога Жоржа Леметра и астронома Эдвина Хаббла, по чьим данным стало известно, что Вселенная расширяется. Казалось бы, космическое расширение указывает скорее на линейную эволюцию, которая начинается с горячего и плотного состояния (Большого взрыва) и четко задает направление оси времени. Хойл, Бонди и Голд прекрасно знали об открытии Хаббла и Леметра, поскольку уже много раз говорили между собой и о нем самом, и о его возможных следствиях. В интервью, данном в 1978 году, Голд вспоминал об этих оживленных дискуссиях:

«В итоге получилось, что в течение какого-то времени мы с Хойлом и дело очень подолгу засиживались в комнатах Бонди в колледже и постоянно – на этом настаивал Хойл – обсуждали, что же на самом деле означает открытие Хаббла. Вот галактики и все прочее, к примеру, разлетаются в стороны – не значит ли это, что потом станет ужасно пусто? А в прошлом все было очень плотное? [333]»

Все эти рассуждения привели к неожиданному результату: Хойл, Бонди и Голд начали серьезно задумываться над вопросом, можно ли каким-то образом увязать наблюдаемое расширение Вселенной с теорией стационарной Вселенной.

Однако прежде чем исследовать эту увлекательную тему, вернемся ненадолго в двадцатые годы. Открытие расширения Вселенной – не просто величайшее астрономическое открытие ХХ века: его роль в ляпсусах Хойла и Эйнштейна так велика, что было бы познавательно сделать краткое отступление, чтобы очертить историю этого прорыва. Эта история имеет прямое отношение к нашей главной теме еще и потому, что в 2011 году в хронологии тогдашних событий обнаружился крайне интересный поворот, наделавший большого шума среди астрономов и историков науки.

Когда космологи говорят, что наша Вселенная расширяется, они основывают свое утверждение в первую очередь на доказательствах, которые черпают из очевидного движения галактик. При этом часто приводят очень упрощенный пример, позволяющий наглядно представить себе, о чем речь.

Представьте себе двумерный мир, существующий исключительно на поверхности резинового мячика (илл. 25). То есть галактики в таком мире – просто приклеенные к поверхности маленькие плоские кружочки (вроде тех, которые получаются, когда прокалываешь бумагу дыроколом). Для обитателей подобного мира нет пространства ни вне шарика, ни внутри него: весь мир – это только поверхность. Обратите внимание, что центра у этого мира нет, поэтому все кружочки на поверхности находятся в равном положении (вспомним, что центр мячика лежит вне этого мира). Границ или пределов у этой Вселенной тоже нет. Если точка пустится в путь по сферической поверхности в том или ином направлении, ни до какого края она не дойдет. А что будет, если начать надувать мячик? Независимо от того, к какому кружочку на поверхности вы по воле случая принадлежите, вы увидите, что все остальные кружочки разлетаются от вас. Более того, чем дальше от вас кружочек, тем быстрее он будет удаляться: кружочек, который отстоит от вас на расстояние вдвое больше другого кружочка, будет двигаться вдвое быстрее (поскольку за то же время будет покрывать расстояние вдвое больше). Иначе говоря, скорость удаления будет пропорциональна расстоянию. Общая теория относительности Эйнштейна предполагает, что ткань пространства-времени в нашей Вселенной ведет себя именно так, и простой пример с мячиком можно вывернуть наизнанку. То есть из открытия, что все далекие галактики от нас удаляются, в сочетании с тем фактом, что скорость удаления пропорциональна расстоянию, следует, что пространство нашей Вселенной растягивается (к этому мы вернемся в главе 10). Обратите внимание, что расширение Вселенной нельзя сравнивать со взрывом гранаты. Взрыв гранаты происходит в пространстве, которое уже существовало, у него есть определенный центр (и границы). Во Вселенной движение к расширению возникает, поскольку растягивается сама ее ткань. И все галактики ничем не отличаются друг от друга: из любой точки вы увидите, как все остальные галактики разбегаются от вас во все стороны.

При упоминании расширения Вселенной первым обычно вспоминают астронома Эдвина Хаббла, в честь которого назван знаменитый космический телескоп. Всем известно, что Хаббл в сотрудничестве со своим ассистентом Милтоном Хьюмасоном рассчитал расстояния и скорость разбегания нескольких десятков галактик, а в статье 1929 года [334] сформулировал закон, носящий его имя: галактики разбегаются от нас со скоростями, пропорциональными расстоянию до них. Из «закона Хаббла» Хаббл и Хьюмасон вывели общий темп расширения Вселенной в нашу эпоху: на каждые 3,26 миллиона световых лет расстояния скорость разбегания галактик возрастает примерно на 500 километров в секунду. Учитывая, что данные наблюдений, которыми располагал Хаббл, были очень ограниченны, вывести из них расширение Вселенной было бы очень смелым и отчаянным шагом, если бы не некоторые теоретические идеи, поддерживающие эту гипотезу; многие из них были выдвинуты даже до наблюдений. Скажем, еще в 1922 году российский математик Александр Фридман [335] показал, что общая теория относительности допускает существование расширяющейся безграничной Вселенной, полной вещества. Хотя результаты Фридмана не привлекли особого внимания (не считая самого Эйнштейна, который впоследствии подтвердил, что логика Фридмана совершенно точна, однако отмахнулся от его выводов, поскольку полагал, что «им вряд ли удастся приписать физический смысл»), идея динамической Вселенной на протяжении 1920 годов постепенно набирала ход. Поэтому толкование наблюдений Хаббла с точки зрения расширяющейся Вселенной завоевало популярность очень быстро.