Этот мир придуман не нами
(Продолжение. Начало в №19, 20, 22-38)
Этих фундаментальных знаний, по большому счёту, кот наплакал. Что нам, например, известно о происхождении Вселенной? Среди астрономов распространена весьма умозрительная точка зрения, согласно которой Вселенная возникла в результате взрыва огромной силы, произошедшего около 10-15 миллиардов лет назад.
Согласно этой широко распространённой точке зрения, известной как теория Большого взрыва, в момент возникновения Вселенная была бесконечно плотной и бесконечно горячей, однако по мере её расширения температура и плотность понижались. Вскоре после Большого взрыва из осколков образовались основные строительные элементы материи, которые затем превратились в крупные астрономические тела – звёзды, галактики, группы галактик…
Хотя Вселенная продолжает расширяться в результате первоначального Большого взрыва, и галактики удаляются друг от друга, мощь взрыва ослабла, а температура и плотность Вселенной уменьшились. Её средняя температура оценивается примерно в минус 270 градусов Цельсия, а миллион кубических километров пространства в среднем содержит предположительно не более одного килограмма видимой материи (!).
А был ли Большой взрыв?
По мнению профессора космологии Института фундаментальных исследований Тата (Бомбей, Индия) Джайанта Нарликара, представленный выше сценарий Большого взрыва годами складывался из целого ряда правдоподобных предположений, основанных на немногочисленных фактических данных. Но где гарантия того, что этот сценарий даст ответ на самый главный вопрос, который человечество пытается разрешить с незапамятных времён: ДОСТИГЛИ ЛИ МЫ ТАКОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ, КОТОРЫЙ ПОЗВОЛИЛ БЫ ПОНЯТЬ ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ?
«А зачем? – скажет скептик. – Кому от этого станет лучше или хуже? Вместо того чтобы заниматься всякой ерундой, лучше строить хорошие дороги, добротное жильё, бороться с бедностью на планете, решать экологические проблемы…» Это узкоземная, обывательская, хотя внешне очень даже «правильная» точка зрения: человек-реалист крепко стоит на земле, а не витает в облаках… Но так уж устроен наш мир, что от познания глобальных, фундаментальных вопросов в конечном счёте будет зависеть – и уже сегодня зависит! – будущее рода человеческого.
Если бы Циолковский думал только о дорогах и жилье, он бы никогда не стал основоположником теоретической космонавтики. То, что предлагал он и многие другие лучшие учёные планеты в других сферах науки, не укладывалось в привычные рамки, вызывало недоумение и даже смех. Вот и называли таких людей фантазёрами и сумасшедшими.
Доводилось подробно, простите за выражение, «разжёвывать» тему спасения Земли от комет и астероидов: сегодня этим озаботились не только астрономы, но и сильные мира сего, широкая общественность… А ведь не так уж давно над этой проблемой потешались все, кому не лень: камни с неба падать не могут! Теперь же подавай Космический Щит, иначе конец человечеству. Припёрло!
Чтобы выжить в пучине Большого Космоса, где гораздо больше тьмы и холода, чем света и тепла, надо этот Космос знать. Поэтому профессор Нарликар и многие другие физики и астрофизики продолжают заниматься и фундаментальной проблемой Большого взрыва.
Нарликар обращает внимание на то, что по вопросу понимания происхождения Вселенной учёные придерживаются разных точек зрения. Некоторые полагают, что с объединением всех основных сил природы приближается … «конец физики». Для них решение проблемы происхождения Вселенной – это вопрос не столь уж отдалённого будущего. Но Нарликар разделяет более пессимистическую (и более реалистическую?) точку зрения, которую английский астрофизик Фред Хойл выразил в 1970 году такими словами:
«Я считаю весьма маловероятным, чтобы одно из существ, появившихся на этой планете, а именно человек, обладал мозгом, полностью способным понять физику во всей её совокупности. Я думаю, что это прежде всего невозможно по самой природе вещей, но даже если бы это было возможно, то совершенно невероятно, чтобы это произошло уже в 1970 году».
Физики обычно начинают сомневаться в обоснованности теоретических построений, которые приводят к бесконечным величинам. Теория Эйнштейна ещё более усугубляет проблему, поскольку плотность и движение материи увязываются в ней с геометрическими свойствами пространства и времени. Следовательно, определить эти свойства на стадии Большого взрыва невозможно. Такая полная несостоятельность физических и математических описаний привела к тому, что стадия Большого взрыва получила название «сингулярной».
Эта сингулярность и ассоциируется сегодня с происхождением Вселенной. А как же закон сохранения вещества и энергии, чему нас учили в школе? В данном случае он просто перестаёт работать! Ибо всё вещество и излучение во Вселенной должны были возникнуть в то время.
Сейчас многие учёные определяют возраст Вселенной в 6,6-13,6 млрд. лет. Но в том-то всё и дело, что в такие временные рамки укладывается только возраст Земли – 4,6 млрд. лет. Возраст галактик определяется в 15 млрд. лет, а возраст шаровых звёздных скоплений – в 18 млрд. лет, то есть телега оказывается впереди лошади! Вселенная ещё не возникла, а галактики и скопления уже были… Чудеса!
Вот что пишет Нарликар по поводу возраста Вселенной 6,6-13,6 млрд. лет:
«Этот колоссальный по человеческим меркам срок с точки зрения астрономии не столь уж велик. Возраст нашей планеты 4,6 млрд. лет, Млечного Пути, по различным оценкам, – от 10 до 15 млрд. лет, а самых больших скоплений звёзд, так называемых шаровых звёздных скоплений, ещё больше – 17-18 млрд. лет. Отсюда следует, что если бы вещество возникло в результате Большого взрыва, то большинство из этих астрономических систем не успело бы сформироваться за прошедшее с того момента время» (Д. Нарликар, «А был ли Большой взрыв?», «Курьер ЮНЕСКО», 1984 г., октябрь, стр. 14).
Учёные начали искать выход из столь пикантного положения. И нашли: новую модель «постоянного состояния» Вселенной выдвинули в 1948 году Герман Бонди, Томас Гоулд и Фред Хойл. Она опирается на постоянно расширяющуюся Вселенную, не имеющую ни начала, ни конца (!). И закон сохранения вещества и энергии сохраняется: вещество в такую Вселенную откуда-то поступает. Откуда?!
Такие вещи очень забавляли нас в школе на уроках астрономии. Материя не может возникнуть «из ничего». Если где-то вещество «схлопывается», коллапсируется, как в черных дырах, то, значит, где-то есть дыры белые, откуда вещество «перетекает» из другого мира и… образовывает нашу Вселенную. Но откуда взялось то, «не наше» вещество? Выходит, есть другие вселенные? Таких вопросов возникают десятки! И наука не может дать на них однозначные ответы. Поэтому концепция Большого взрыва тоже под большим вопросом!
Есть ли конец у Вселенной?
Вопрос о пространственной бесконечности Вселенной имеет свою довольно богатую событиями историю. Ещё великие философы древности пытались решить вопрос о бесконечности Вселенной с помощью сравнительно простых и, на первый взгляд, очевидных логических рассуждений.
Представим себе, говорили они, что у Вселенной есть край и человек достиг этого края. Однако стоит ему только вытянуть руку и она окажется за границами Вселенной. Но тем самым рамки мира раздвигаются ещё на некоторое расстояние. Тогда можно будет приблизиться к новой границе и повторить ту же операцию ещё раз. И так без конца… Значит, Вселенная не может иметь границ.
«Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной, ибо иначе края непременно она бы имела», – писал Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей».
Действительно, если необычайно трудно представить себе бесконечность Вселенной, т. е. представить себе пространство, которое в любом направлении простирается бесконечно далеко, то ещё труднее представить себе обратное, что у Вселенной где-то существует край, граница. Ведь в таком случае действительно возникает вопрос: а что находится дальше?
Рассуждения Лукреция Кара внешне хотя и логичны, но опираются на наши обычные земные представления, молчаливо предполагая, что они справедливы всегда и везде. Между тем весь опыт познания природы убедительно показывает, что так называемая «наглядность» – плохой советчик в решении научных вопросов. Поэтому для решения проблемы бесконечности нужны не столько логические рассуждения, сколько изучение реальных свойств окружающего мира.
Николай Коперник, разработавший гелиоцентрическую систему мира, предполагал, что Вселенная ограничена сферой так называемых «неподвижных звёзд». К такому выводу польский учёный пришел на основе довольно простых логических рассуждений.
Все светила обращаются вокруг Солнца с одинаковой угловой скоростью, совершая один оборот в сутки.
Отсюда следует, что чем дальше расположено от Солнца то или иное небесное тело, тем большей линейной скоростью оно должно обладать. Если предположить, что существуют звёзды, которые находятся на бесконечно больших расстояниях от Солнца, они должны помещаться в пространстве с бесконечно большими скоростями. Но так как это невозможно, мир должен быть конечным.
Сейчас нам ясно, в чём ошибка подобных рассуждений. Всё дело в том, что Солнце вовсе не является центром мира, оно – лишь центр нашей Солнечной системы. Но во времена Коперника вывод о конечности Вселенной казался неопровержимым.
Первым, кто усомнился в этом, был Джордано Бруно. Однако его выводы не носили астрономического или физического характера, а были основаны на общих рассуждениях философского толка. Сегодня для многих астрофизиков, специалистов по космологии (науки, изучающей крупномасштабную структуру Вселенной), стало понятно: чтобы судить о бесконечности или конечности Вселенной, надо выяснить, как распределена в ней материя.
Ни вашим, ни нашим!
Теоретические расчёты позволяют определить для модели Вселенной критическую плотность её вещества. Величина её составляет одну стотысячную массы протона на один кубический сантиметр пространства, то есть 6х10 в минус 29-й степени граммов на кубический сантиметр. Если средняя критическая плотность вещества во Вселенной превосходит критическую, значит, с точки зрения теории относительности Эйнштейна, мировое пространство «замкнуто в самом себе». Если же средняя плотность вещества во Вселенной меньше критической, то Вселенная бесконечна.
Так вот, современные наблюдения показывают, что СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ ВЕЩЕСТВА ВО ВСЕЛЕННОЙ ПРИМЕРНО РАВНА КРИТИЧЕСКОЙ. А это значит, что, по крайней мере, при современном уровне знаний о Вселенной, у нас нет достаточных оснований сделать однозначный вывод о конечности или бесконечности нашего мира. Чтобы сделать такой вывод, необходимо располагать гораздо более точными оценками средней плотности материи в космических масштабах.
(Продолжение следует)
Автор: Александр Суетин
