Глава 4

Глава 4

НАЧАЛА

Описание начала [«Бытие» 1] суть наука о природе, но столь сложная, что она вся выражена иносказаниями.

Маймонид

К настоящему моменту предложены три теории происхождения материи, находящейся в сегодняшней Вселенной. Наиболее широко признаваемая теория получила название Стандартной модели. Эта теория, в сущности, описывает процессы, связанные с Большим Взрывом. Две другие теории предлагают нам пульсирующую Вселенную и Вселенную в стационарном состоянии.

Теория пульсирующей Вселенной представляет собой модификацию Стандартной модели, С философской точки зрения эта теория, которая подобна идее Платона о вечной, но изменяющейся Вселенной, решает все агностические проблемы, связанные с существованием Вселенной. Согласно этой теории, Вселенная существовала всегда. Вслед за Большим Взрывом энергия и материя распространяются из центральной точки Большого Взрыва, движимые его силой. Предполагается, что гравитационное притяжение масс газа, звезд и галактик расширяющейся Вселенной настолько сильно, что скорость расширения постепенно уменьшается. Через десятки миллиардов лет, благодаря этому гравитационному торможению, расширение прекращается. И под воздействием непрестанного гравитационного притяжения масс Вселенной она начинает движение вспять, по направлению к бывшему центру предыдущего Большого Взрыва. Снова проходят десятки миллиардов лет. Непрерывное движение масс внутрь снова сжимает материю в центре Вселенной. Высокое давление и температура в ядре Вселенной превращают ее вещество из его материальной формы в энергетическую. Происходит новый Большой Взрыв, и начинается следующий цикл расширения -торможения — сжатия - и так до бесконечности. Необходимость в Творце отпадает.

Теория стационарной Вселенной, предложенная Г. Бонди и Т. Голдом в 1940-х годах, напоминает аристотелев взгляд на Вселенную. Она предполагает, что Вселенная существовала всегда и будет существовать вечно в состоянии, подобном теперешнему. По мере того как галактики удаляются друг от друга, а звезды выжигают свое ядерное топливо, охлаждаются и умирают, новый водород зарождается из ничего и заполняет образовавшиеся пустоты. Из этого водорода образуется вещество, служащее затем строительным материалом для звезд¹. Теория не указывает на источник или силу, создающие новый водород, но какая-то материя присутствует всегда. Концепция эта носит сугубо гипотетический характер. Возникновение нового водорода никогда не наблюдалось.

Хотя некоторые ученые продолжают сохранять верность теории стационарной Вселенной, два недавних открытия дали нам весьма убедительные свидетельства в пользу того, что некая форма Большого Взрыва с последующим расширением является частью нашей космической истории. Стационарная Вселенная с непрерывным образованием водорода и без Большого Взрыва противоречит последним космологическим открытиям.

Первое из этих двух открытий — допплеровское смещение света, излучаемого галактиками. В 1842 году Я.К. Допплер, профессор математики в Праге, описал явление, известное с тех пор как «эффект Допплера». Коротко говоря, вот его суть: любая передача энергии, излучаемой движущимся телом и имеющей волнообразный характер (как, например, звук и свет), характеризуется смещением частоты излучаемых волн, принимаемых неподвижным приемником. Вот это изменение частоты и называется эффектом Допплера. Величина смещения частоты зависит от величины и направления скорости излучателя по отношению к приемнику. Получить представление об эффекте Допплера для звуковых волн можно, стоя у края дороги и слушая звук сигнала, непрерывно издаваемого проходящим мимо автомобилем. В этом случае излучателем является гудок движущегося автомобиля, а приемником - наши уши и мозг, находящиеся у края дороги в неподвижном состоянии. Когда автомобиль приближается, тон сигнала повышается. После того как автомобиль проходит мимо и начинает удаляться, тон сигнала понижается. Когда автомобиль приближается, звуковые волны фактически сжимаются. В тот момент, когда излучается очередная звуковая волна, автомобиль находится немного ближе к нам, чем в момент излучения предыдущей волны. Поскольку автомобиль находится ближе к нам, новая волна проходит более короткий путь, чем предыдущая, и доходит до нас за меньшее время. Это уменьшение времени фактически равносильно увеличению частоты (числа колебаний в секунду) волн, достигающих наших ушей. Увеличение частоты воспринимается как повышение тона.

Когда автомобиль удаляется от нас, происходит обратное. Длина волны увеличивается, волна растягивается. Частота звука становится меньше, то есть тон понижается.

То же самое явление, хотя его и невозможно уловить невооруженным специальными приборами глазом, происходит и со световыми волнами. Спектрометр показывает, что свет, излучаемый объектом, который движется по направлению к нам, смещается к синему концу спектра. Синий цвет характеризуется более короткой длиной волны, то есть большей частотой. Свет, излучаемый объектом, который удаляется от нас, смещается к красному концу спектра, то есть по направлению к более низким частотам и большей длине волны. Величина смещения является мерой скорости объекта относительно наблюдателя (рис. 3).

В начале 1800-х годов Йосеф фон Фраунгофер, оптик из Мюнхена, обнаружил, что если пропустить сквозь призму тонкий луч солнечного света, образовавшийся спектр прерывается сотнями черных линий. Эти линии были найдены также в солнечном свете, отраженном от Луны, и в свете звезд. Они являются результатом избирательного поглощения определенных частот света, проходящего от поверхности звезды сквозь более холодные газы в ее внешней атмосфере.

Тщательное сравнение спектров поглощения для разных звезд показывает, что эти линии часто оказываются расположены в их спектрах не совсем одинаково. В 1868 году сэр Уильям Хаггинс пришел к выводу, что смещение линий объясняется эффектом Допплера, то есть вызвано движением звезд относительно Земли. Измерение допплеровского смещения дает точное значение скорости этого движения.

Рис. 3. Влияние относительного движения на частоту или высоту звука и на частоту или цвет света. Обратите внимание на то, что вследствие разницы в движении автомобиля и звезды относительно каждого наблюдателя звук одного и того же гудка слышен как два звука разной высоты, а свет одной и той же звезды виден как свет двух разных цветов.

В начале девятисотых годов известный астроном Эдвин Хаббл, вместе с помогавшим ему спектроскопистом Милтоном Хьюмасоном, в течение тридцати лет измеряли расстояния до галактик и смещение спектров света, излучаемого звездами этих галактик. Они обнаружили, что большинство спектров смещены в сторону красного цвета (так называемое «красное смещение» - Прим. перев.). Это означало, что галактики удаляются от нас. Они открыли также еще один, не менее интересный феномен, а именно — величина красного смещения оказалась примерно пропорциональной расстоянию от Земли. На основании этого факта они пришли к выводу, что галактики удаляются от нас со скоростями, которые пропорциональны их теперешнему расстоянию от нас.

Эти результаты, а также результаты исследований других астрономов, продолживших их работу в последующие десятилетия, показали, что распределение относительных скоростей большинства галактик подчиняется определенной закономерности. А именно — почти все они удаляются от некоего общего центра со скоростями, пропорциональными их расстояниям от этого центра. То есть, чем дальше находится галактика, тем быстрее она движется. Это выглядит вполне логичным, если допустить, что вся материя начала двигаться одновременно из одного и того же общего центра. Та ее часть, которая приобрела самую высокую начальную скорость, продолжает двигаться быстрее всех и удалилась дальше всего от той точки, которая была общим центром. Материя, которая получила меньшую начальную скорость, движется медленнее. Поэтому за миллиарды лет, прошедших после мгновения, которое мы называем Большим Взрывом, она удалилась на меньшее расстояние от той точки, где он произошел. Поскольку мы тоже находимся внутри движущейся галактики, мы не можем обнаружить, где же находится этот общий центр - точно так же, как наблюдатель, разместившийся на одной из изюмин в толще всходящей на дрожжах булочки, не может сказать, где находится ее центр. Все, что мы можем сделать - это измерить скорость движения галактик относительно нашего собственного движения сквозь космическое пространство.

Уайнберг имел в виду именно эффект Допплера, когда заявлял: «Наши знания о расширении Вселенной целиком и полностью покоятся на том факте, что астрономы умеют измерять движение светящегося тела по линии прямой видимости»². Как мы уже знаем, мудрецы, которых цитирует Нахманид, обсуждали это «недавно открытое» всеобщее расширение более 2000 лет назад! Хотя опереться в своих рассуждениях они могли не на Допплера, а только на откровение.

Вторым указанием на то, что у нашей истории есть Начало, есть некая отправная точка, является сравнительно недавно открытое существование изотропного радиационного фона, то есть радиационного фона, неизменного и одинакового для всех направлений во Вселенной. Это открытие было сделано в 1964 году Арно Пензиасом и Робертом Уилсоном в лаборатории Белл Телефон, расположенной в городе Крау-форд Хилл, штат Нью Джерси, США³.

Чтобы понять значение обнаружения этой однородной радиации, нам следует предварительно ознакомиться с радиационной теорией и ее терминологией. Мы все знакомы с тепловой радиацией - теплом Солнца или теплом, исходящим по вечерам от каменной стены, нагретой Солнцем в течение дня. Эта радиация прекращается только тогда, когда объект охлаждается до абсолютного нуля. Абсолютный нуль - это 0°К, или минус 273°С. При этой очень низкой температуре прекращается тепловое движение электронов, что и приводит к отсутствию теплового излучения. Это абсолютный нуль!

При исследовании радиационных свойств какого-либо тела обычно в качестве определяющего параметра говорят о температуре, до которой надо нагреть непрозрачное бесцветное (или черное) тело, чтобы оно излучало такую же тепловую энергию, как и исследуемое тело. Очень важным моментом является то, что это излучение не зависит от материала, из которого это тело изготовлено. Оно зависит только от температуры «черного тела». Фактически, идеальным черным телом считается не тело, а внутренний объем некоей коробки с непрозрачными стенками.

При абсолютном нуле тепловое движение прекращается, но при всех температурах, превышающих абсолютный нуль, тепловая радиация существует. Человек и большинство высших животных обладают весьма высокой чувствительностью к радиации, соответствующей температуре черного тела в несколько тысяч градусов Кельвина. Мы называем эту радиацию светом и оцениваем ее длину волны или частоту с помощью зрения как различные цвета спектра. Нервные окончания, находящиеся в нашей коже, воспринимают радиацию, соответствующую температуре в сотни градусов Кельвина. Эту радиацию мы ощущаем как тепло или инфракрасное излучение. Радиоволны являются примером излучения тел с очень низкой температурой, как и микроволновое излучение. При радиационных температурах, намного превышающих те, которые соответствуют световому излучению, мы попадаем в область рентгеновского и гамма-излучения. Эта радиация способна пронизывать наше тело. В целом взаимосвязь между различными энергиями радиации сводится к тому, что, чем выше энергия, тем выше частота и меньше длина волны. Чем выше радиационная энергия, тем выше температура черного тела, испускающего такую радиацию. Независимо от вида энергии всякое излучение распространяется как поток фотонов.

Пензиас и Уилсон использовали для изучения радиационных характеристик космического пространства рожковую антенну, первоначально сконструированную для системы связи через спутник Эхо. Эта специальная антенна принимает радиационные сигналы только из небольшого участка неба, на который она направлена. Пензиас и Уилсон обнаружили, что независимо от направления антенны в принимаемом радиационном сигнале неизменно присутствовала существенная по величине радиационная энергия с длиной волны в 7,35 сантиметра, соответствующая микроволновому участку спектра энергий. Все выглядело так, как если бы вся Вселенная была пронизана этим микроволновым фоном. Эта длина волны соответствует радиации, излучаемой черным телом, нагретым до температуры 3,5°К, то есть на три с половиной градуса выше абсолютного нуля.

Открытие радиационного фона, соответствующего 3,5°К, явилось для астрофизиков сенсацией. Оно явилось мощным аргументом в пользу теории Большого Взрыва.

Если оценка условий, существовавших в первые несколько минут после Большого Взрыва, правильна, то должен был существовать радиационный фон, соответствующий излучению черного тела с температурой около 5°К и равномерно распределенный по всей Вселенной. Его присутствие является остаточным феноменом интенсивной высокотемпературной радиации, которая должна была возникнуть в момент зарождения Вселенной. Без мощнейшего разрушительного воздействия интенсивного радиационного поля частицы, существовавшие в начальной Вселенной, были бы буквально вдавлены друг в друга. А это привело бы к образованию тяжелых элементов под воздействием гигантских давлений, существовавших во время ранних фаз расширения. Результатом этого была бы Вселенная, состоящая в основном из тяжелых элементов. Но это не соответствует данным наблюдений, показывающих, что примерно 75 процентов (по весу) материи Вселенной составляет водород, а оставшиеся 25 процентов - главным образом гелий. Более 99 процентов массы Вселенной существует в форме водорода и гелия, двух самых легких элементов из тех 92, которые естественно встречаются во Вселенной.

Атом водорода состоит из ядра, представляющего собой один протон, и одного электрона, вращающегося вокруг ядра. Поэтому он и является самым легким элементом. В ядре гелия есть два протона и два нейтрона; он является вторым по массе ядра элементом. Элементы тяжелее гелия могли образовываться в течение первых мгновений, последовавших за Большим Взрывом. Это могло происходить в результате слияния свободных протонов и нейтронов с ядрами гелия. Но этот процесс слияния неизменно сопровождался разрушением образовавшегося более тяжелого ядра существовавшей в этот период интенсивной радиацией. Даже водород и гелий находились в это время в виде ядер, так как их электронная оболочка была снесена радиацией. Образование известных нам сегодня тяжелых элементов (как, например, углерод с шестью протонами и шестью нейтронами в его ядре или железо с 26 протонами и 30 нейтронами) заняло миллиарды лет. Это происходило (и все еще происходит) внутри массивных звезд, где уже существующие водород и гелий спрессовываются и сливаются, образуя элементы жизни.

Но какая связь между сегодняшним вездесущим радиационным фоном, ассоциирующимся с бодрящей температурой в 3,5°К выше абсолютного нуля, и радиацией во время Большого Взрыва, соответствующей миллиардам градусов? Ответ на этот вопрос можно найти в охлаждающем элементе вашего домашнего-холодильника.

По мере расширения сверхсжатого вещества ранней Вселенной его температура понижалась. Температура должна была падать, так как охлаждение является неотъемлемым атрибутом расширения. Именно расширение сжатого газа (обычно это фреон) охлаждает ваш холодильник. В процессе расширения Вселенной, спрессованной перед этим до размеров горчичного семени, в ту необъятную Вселенную, которая известна нам сегодня, начальная невообразимо высокая температура в 10³²°К снизилась до зябких 3,5°К. То есть до 269 градусов ниже точки замерзания воды! Расширение Вселенной растянуло длину волны фотонов, энергия которых была вначале крайне высокой, от миллиардных долей сантиметра до 7,35 сантиметра, как было недавно обнаружено Пензиасом и Уилсоном. При этой длине волны температура фотонов, некогда столь горячих, составляет всего лишь 3,5°К. Эта радиация, соответствующая 3,5°К, являет собой, вероятно, единственное поддающееся измерению свидетельство когда-то невообразимо горячего начала нашей Вселенной. Нечто вроде ископаемых фотонов.

В результате этих двух открытий - эффекта Допплера, указавшего нам на несомненно расширяющуюся Вселенную, и изотропной космической радиации при 3,5°К, оставшейся вследствие этого расширения - современные космологи приняли теорию Большого Взрыва в качестве Стандартной модели. Большой Взрыв является частью индивидуальной истории каждого из нас в той же мере, как и наши фамильные предки.

Однако Большой Взрыв вовсе не обязательно требует наличия Творца. Теория, описывающая Вселенную как вечно пульсирующую, освобождает скептика от необходимости увязывать это начало с Тем, Кто Начинает. Впрочем, недавние космологические наблюдения привели к появлению серьезных сомнений в возможности существования пульсирующей Вселенной.

Пульсирующая Вселенная представляется нам нескончаемым состоянием циклического движения: расширение, постепенное замедление расширения, сжатие, схло-пывание в точку и последующий взрыв. Один из фундаментальных принципов движения, закон инерции, был впервые сформулирован Исааком Ньютоном. Закон утверждает, что тело, находящееся в состоянии покоя, будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока не будет выведен из него какой-либо силой. Если эта сила приводит тело в движение, то оно будет продолжать двйгаться прямолинейно до тех пор, пока другая сила не изменит это направление и/или скорость движения. Мера этого стремления сохранять состояние прямолинейного движения называется импульсом (или количеством движения) тела.

В момент Большого Взрыва вещество Вселенной получило мощный толчок. Импульс, который приобрело вещество от этого толчка, уже в течение 15 миллиардов лет поддерживает наш полет сквозь космическое пространство. Импульс этот является единственным источником как общего движения Вселенной, так и всех последующих движений, возникших из него. Но расширение Вселенной не происходит свободно. Неотъемлемой характеристикой материи является взаимное притяжение ее частей, то есть сила гравитации. Что есть источник гравитации, каким образом она передается через пространство — ответы на эти вопросы наука еще не нашла. Но сила гравитационного притяжения может быть измерена. Она пропорциональна произведению масс объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. По-видимому, гравитационное воздействие распространяется в пространстве со скоростью света.

Если Вселенная находится в состоянии вечной пульсации, тогда в ней должно находиться достаточно материи, чтобы сила гравитации в конце концов одержала верх над импульсом расширения. Если же материи недостаточно, то Вселенная будет расширяться бесконечно или по крайней мере до тех пор, пока на нее не подействует какая-то иная сила, которую нам еще не довелось наблюдать.

Толчок от Большого Взрыва оказался настолько силен, что галактики до сих пор продолжают разлетаться от общего центра. Но гравитационное притяжение, присущее материи и энергии Вселенной (сейчас признается всеми, что гравитацию генерируют все формы энергии, а не только та, которую мы называем материей), замедляет полет галактик. Если во Вселенной есть достаточное количество материи, полет галактик постепенно, в течение миллиардов лет, будет замедляться, затем прекратится, после чего галактики двинутся вспять, к центру, точно так же, как мяч, подброшенный нами вверх, возвращается на Землю. Результатом этого процесса будет следующий Большой Взрыв.

Для того чтобы такое попятное сжатие расширившейся Вселенной могло произойти, необходимо определенное количество материи, которому соответствует средняя плотность космической материи, называемая критической⁴. Рассчитанная величина критической плотности составляет всего несколько атомов водорода на кубический метр пространства. Поскольку в одном кубическом метре воды содержится около 10²⁹, или 100 миллиардов миллиардов миллиардов атомов водорода, то ясно, насколько ничтожная средняя плотность космической материи требуется для того, чтобы галактики повернули вспять. Но сегодняшняя Вселенная настолько необъятна, что даже два или три атома на кубический метр означает громадное общее число атомов и соответственно громадную общую массу материи.

По сегодняшней оценке космической плотности во всей Вселенной находится лишь 10 - 20 процентов материи, требуемой для того, чтобы Вселенная в конечном итоге вновь сжалась. Материи, существующей во Вселенной, попросту недостаточно для того, чтобы генерировать гравитационную силу, необходимую для прекращения разбегания мириадов звезд и галактик. Этот вывод согласуется с анализом данных измерения эффекта Допплера, который также предсказывает бесконечное расширение Вселенной. Сравнение допплеровского смещения в спектре света, пришедшего от галактик, и расстояния от этих галактик до Земли, указывает, что скорость их движения не замедляется в достаточной мере для того, чтобы привести к прекращению их движения от центра. А это означает, что расширение Вселенной будет продолжаться. Вечно. Был только один Большой Взрыв.

Большой Взрыв и последующее бесконечное расширение Вселенной указывают на то, что когда-то было начало и что по меньшей мере в этой картине мира может найтись место для Того, Кто Начал.

Впрочем, определенное сомнение, касающееся величины общей массы Вселенной, все еще остается. Характер движения галактик во Вселенной дает основание некоторым теоретикам предполагать, что на их движение влияет гравитационная сила, которая не может происходить только от видимой материи Вселенной - последней недостаточно для этого. Поэтому они считают, что вдобавок к материи, которую можно наблюдать, в космическом пространстве существуют большие количества невидимой материи.

Роль этой невидимой материи могли бы выполнять громадные количества нейтрино, которые, как полагают, появились в первые секунды существования Вселенной. Нейтрино представляют собой мельчайшие, не обладающие зарядом частицы, почти не взаимодействующие с другими формами материи. Как раз в эти мгновения, когда вы читаете эту книгу, миллионы нейтрино проходят сквозь нее и сквозь ваше тело тоже. Вопрос заключается в следующем: имеют ли нейтрино массу покоя? Если ответ на этот вопрос был бы утвердительным, общая масса Вселенной оказалась бы гораздо большей, и это могло бы сместить гравитационный баланс в пользу конечного коллапса Вселенной.

В ночь на 23 февраля 1987 года произошло исключительное событие. Свет от взорвавшейся звезды, сверхновой, достиг Земли. У этого света на путешествие сквозь космическое пространство ушло 170 ООО лет. В тот момент, когда звезда взорвалась, на Земле предки неандертальцев занимались изготовлением каменных топоров. Если бы они тогда взглянули на небо, они не увидели бы ничего примечательного. Хотя в этот момент произошел взрыв, он отстоял от Земли на 170 ООО световых лет. Свету от этой сверхновой, которую назвали 1987А, предстояло достичь Земли на 170 000 лет позже.

Считается, что при взрыве сверхновой образуется большое количество нейтрино. И действительно, детекторы нейтрино в Японии и в Соединенных Штатах зафиксировали всплеск количества этих почти неуловимых частиц примерно в то же время, когда наблюдалась световая вспышка сверхновой. После 170 000 лет (по земному счету времени) пути фотоны (эти частицы энергии с нулевой массой покоя, которые мы называем светом) и нейтрино прибыли на Землю одновременно. Это означает, что они двигались с одной и той же скоростью, то есть скоростью света, с. Согласно закону относительности Эйнштейна только частицы с нулевой массой покоя могут двигаться с этой скоростью. Как отметил Джон Бэколл, сотрудник Института Фундаментальных Исследований в Принстоне, поскольку нейтрино прибыли на Землю примерно в то же время, что и свет, их масса покоя должна быть исчезающе малой, а это значит, что «нейтрино не могут внести заметного вклада в решение проблемы [общей массы Вселенной]»⁵. И поэтому существующая оценка массы космической материи указывает на то, что Вселенную не ожидает коллапс.

Есть еще один ключ к проблеме расширения нашей Вселенной. Речь идет об энтропии Вселенной. Энтропия представляет собой меру беспорядка, хаоса, существующего в данной системе. Я собираюсь детально обсудить понятие энтропии ниже, когда мы будем рассматривать чудо превращения хаоса в порядок. А пока что достаточно будет заметить, что у любой системы, инертной или живой, сложной или простой - если она «предоставлена сама себе» - есть тенденция к увеличению беспорядка, к увеличению энтропии.

Закон роста энтропии имеет важные последствия в термодинамике космоса. Это было очень ярко описано Стивеном Уайнбергом в его классической книге «Первые три минуты». В каждом цикле расширения и сжатия пульсирующей Вселенной энтропия должна возрастать. Такова природа расширяющихся и сжимающихся сред. Именно поэтому вашему домашнему холодильнику необходим электрический мотор. После того как газ расширился и охладил рабочий элемент холодильника, необходим внешний источник энергии для того, чтобы вновь внести некоторый порядок в газ — то есть снова сжать его. Если Вселенная и в самом деле совершает бесконечное число циклов, то при каждом цикле ее энтропия не может не увеличиваться. Это увеличение проявилось бы в росте отношения числа фотонов к числу частиц, обладающих массой покоя. А именно из этих частиц состоит материя Вселенной.

Далее, если закон энтропии, который всегда справедлив для земных условий, применим и в космическом масштабе (и вспомните, что все ведущие физики считают, что законы физики, которые мы наблюдаем на Земле, действительны и для всей Вселенной; без этого допущения не существует никакой основы для каких бы то ни было расчетов в космологии), тогда при следующем цикле расширения и сжатия Вселенной число фотонов по отношению к другим частицам станет больше, чем имелось до этого.

Но здесь усматривается явный парадокс: если мы живем в вечно пульсирующей Вселенной, тогда у нее не было начала. Время уходит назад в бесконечное прошлое. Для того чтобы Вселенной прийти из бесконечно далекого прошлого в настоящее время, в «сейчас» нашего существования, потребовалось бы бесконечное число циклов расширения и сжатия. Это бесконечное число циклов, согласно законам термодинамики, увеличило бы отношение числа фотонов к числу ядерных частиц также до бесконечности. Поскольку число фотонов - величина конечная, то если отношение их количества к числу частиц равно бесконечности, то число частиц должно было равняться нулю. Нулевое количество частиц означает, что во Вселенной нет материи. Единственным ее компонентом были бы фотоны. Но само наше существование говорит о том, что это не так. Во Вселенной есть материя, и мы сами являемся ее частью. Эти рассуждения привели Уайнберга к выводу, что «трудно представить себе, каким образом вселенная могла пройти до настоящего времени через бесконечное число циклов»⁶. Какое-то начало должно было существовать.

Свидетельства, которые предлагаются ведущими современными космологами, указывают на то, что происходящее сейчас расширение Вселенной является следствием Большого Взрыва, что оно не ограничено само по себе и будет продолжаться. Вселенная не находится в состоянии циклической пульсации расширений и сжатий. Был только один Большой Взрыв, когда была сотворена наша Вселенная.

В Псалме 148:4-6 написано: «Хвалите Его, небеса небес и воды, которые превыше небес. Да хвалят имя Господа, ибо Он повелел, и сотворились. Поставил их на веки и веки; дал устав, который не прейдет.»

Основываясь на этих стихах, мудрецы говорят, что Вселенная может существовать вечно. Но если ей суждено погибнуть, это не будет результатом естественного процесса. Это будет деянием Бога, как и ее сотворение.

Небеса вечны. Это следует из описания нашей Вселенной в Библии, и то же самое говорят нам самые обоснованные данные науки.

ВАЖНЫЙ УРОК ИСТОРИИ

Астрофизика, в некотором смысле, есть составная часть грандиозных попыток обнаружить Создателя. Как и следовало ожидать, астрофизики и мудрецы, занимавшиеся толкованием Библии, входят в одну и ту же команду, только далеко не все они осознают это. И именно поэтому и теологи, и ученые должны отдавать себе отчет в том, что данные, полученные в результате поисков, подвергаются субъективной фильтрации. Иногда появляется соблазн использовать только ту информацию, которая соответствует предвзятому мнению, и отвергать ту, что противоречит ему.

Иоганн Кеплер сумел сделать вывод о том, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим, а не по круговым орбитам, поскольку у него хватило смелости использовать данные, которые противоречили всеобщему убеждению, что орбиты имеют строго круговую форму.

Ньютон утверждал, что движущийся объект будет продолжать свое движение до тех пор, пока на него не подействует внешняя сила. Это было в высшей степени нелепо. Это не только противоречило мнению Аристотеля, который полагал, что естественным состоянием всех объектов является состояние покоя, но и не соответствовало повседневному человеческому опыту. Катящийся шар всегда, в конце концов останавливается.

Подумайте о том профессиональном и социальном давлении, которое оказывало общепринятое мнение на этих ученых. Психологическое напряжение, сопутствующее профессиональной деятельности людей, которые выдвигали непопулярные теории, огромно. Задумайтесь, например, над следующим: в 1906 году Людвиг Больцман, один из основателей статистической механики, покончил жизнь самоубийством. Одной из причин этого трагического исхода было то, что результаты его работы подвергались жестокой критике с философской точки зрения. Между тем сегодня результаты научной деятельности Больцмана составляют неотъемлемую часть физики. Не каждый ученый способен противостоять давлению общепринятого мнения, считающегося истинным.

Интересным примером научной необъективности может послужить позиция Альберта Эйнштейна, которую величайший ученый продемонстрировал в тот период, когда еще только шло накопление данных, свидетельствующих в пользу расширяющейся Вселенной. Альберт Эйнштейн завершил разработку своей знаменитой и сложной общей теории относительности в 1915 году. Почти сразу после этого он попытался решить релятивистские уравнения, чтобы получить описание пространственно-временных зависимостей для всей Вселенной. В то время космология считала Вселенную изотропной и не расширяющейся. Еще не было измерено допплеровское смещение в свете галактик, далеко отстоящих от Млечного Пути. Решение уравнений Эйнштейна, опубликованное им в 1917 году, показывало, что Вселенная расширяется. Но эта концепция тогда была не в духе времени⁷. Опираясь на господствующую в то время космологию, Эйнштейн ввел в свои уравнения некую «космологическую постоянную». Это позволило ему видоизменить его релятивистские уравнения таким образом, чтобы заставить их описывать нерасширяющуюся Вселенную. Много лет спустя Эйнштейн относился к этому эпизоду как к одной из самых тяжелых ошибок в его профессиональной жизни.

Космологическая постоянная была ни чем иным, как приемом, который студент-первокурсник назвал бы «коэффициентом вранья» - абсолютно субъективной подгонкой к тому объективному решению, которое ему хочется получить. Этот «коэффициент» позволил его уравнениям дать ему желаемый ответ. Пятью годами позже математик Александр Фридман решил уравнения Эйнштейна без этого коэффициента. Решение, которое получил Фридман, указывало на расширяющуюся Вселенную. Его решение также показывало, что если количество массы материи, существующей во Вселенной, меньше определенного критического значения, то Вселенная будет расширяться вечно. Если же масса Вселенной больше этой величины, то расширение в конечном итоге прекратится и Вселенная начнет сжиматься. Как мы убедились, все сегодняшние данные указывают на расширяющуюся Вселенную - о которой тысячу лет назад поведал нам Нахманид в своем истолковании библейской традиции.

ПРИМЕЧАНИЯ

1.    Бонди. «Космология». (Bondi, Cosmology).

2.    Уайнберг. «Три первых минуты».

3.    Отличное описание их вклада в космологию см. Уайнберг, « Три первых минуты».

4.    Анализ проблемы критической плотности можно найти в книгах по космологии, перечисленных в Библиографии, а также в следующих журнальных статьях: Гор, «Вселенная некогда и в будущем» (Gore, «The once and future universe». National Geographic 163 (1983): 704), и Ротман, «Космический литий говорит об открытой вселенной» (Rothman, «Cosmic lithium suggests the universe is open», Scientific American 261 (August 1989):16).

5.    Вусли и Вивер. «Великая сверхновая 1987» (Woosley and Weaver, «The great supernova of 1987», Scientific American 261 (August 1989):36).

6.Уайнберг.    «Три первых минуты».

7.    Уитроу. «Структура и эволюция вселенной» (Whitrow, The Structure and Evolution of the Universe), и Эйнштейн, «Принцип относительности» (Einstein, The Principle of Relativity).