Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

эволюция – циклична. Вызванное ею ускорение на сотни порядков меньше, чем ускорение, которое требуется в инфляционных моделях. Однако за достаточно длительное время она может привести к тем же результатам. С течением времени ускорение приводит к разрежению материи и излучения, делая их все более и более однородными и изотропными; достигается почти идеально равномерное их распределение, и, таким образом, они переходят в состояние вакуума. В тот самый момент, когда Вселенная становится однородной и изотропной, она одновременно становится геометрически плоской. К нам снова возвращается геометрия Евклида.

Как и в инфляционной теории, темная энергия за конечный период времени только сохраняется, но Стейнхардт объясняет, каким образом она в его новой модели запускает серию событий, приводящую к началу нового периода расширения Вселенной. Тонкие детали вышесказанного разработаны с использованием теории суперструн. У нас нет возможности привести здесь его виртуозные описания замысловатых курбетов, выделываемых в его теории «бранами», но то, что возникает в итоге, представляет собой тот же самый спектр флуктуаций в распределении массы, энергии и температуры, как и в старой инфляционной модели. И это несмотря на большое различие предполагаемых физических процессов (как и временные шкалы) этих моделей: теперь та работа, которая совершалась за 10-30 секунд, происходит в течение многих миллиардов лет.

Развитие событий в начале нового тысячелетия сильно напоминало происходившее в 1930‐х гг., когда было показано, что постньютоновская космология, равно как и общая теория относительности, способна предсказывать красные смещения. Однако и в том и в другом случае физика, лежащая в основе конкурирующих теорий, была слишком разной для их возможной перекрестной проверки. На стадии инфляции возникают флуктуации – энергетические, температурные, а также пространственно-временные – пресловутые гравитационные волны. Этого не происходит в обновленной модели Стейнхардта, предполагающей неторопливое развитие событий во времени. Вопрос о том, возможно ли будет когда-то подвергнуть проверке это кардинальное различие, остается открытым. Это не единственный аргумент, с позиций которого можно оспаривать то, что сделал Стейнхардт, поскольку он выдвинул несколько спорных предположений, касающихся теории суперструн. Но, чем больше будет точек соприкосновения между космологической теорией и миром, тем счастливее будут астрономы-наблюдатели.

ЧЕЛОВЕЧЕСТВО И ВСЕЛЕННАЯ

В конце 1940‐х гг. теории стационарной Вселенной вызвали враждебную реакцию со стороны теологов. То же самое случилось в 1980‐х гг., когда различные варианты отступлений, сделанные космологами (воодушевленными некоторыми из новых способов описания Вселенной), привели к живому обмену мнениями, подобно тому как это было во времена Хойла. На протяжении по меньшей мере трех тысячелетий предполагалось участие трех сторон – Бога, человечества и Вселенной. В течение долгого времени отношения, предполагавшие участие Бога, рассматривались тремя разными способами. Существование Бога, как считали некоторые, может быть доказано исходя из известного нам о Вселенной. (Наиболее знаменитой попыткой являются «пять путей» Фомы Аквинского, его «космологический аргумент» заключался в том, что Вселенная является следствием, у которого должна быть первопричина, называемая нами Богом.) Согласно мнению других, если использовать аналогичные доводы, то можно уверенно опровергнуть существование Бога. Третьи же занимали промежуточную позицию. Срединная группа не образовывала единого лагеря. Среди них можно встретить обычных агностиков, но и истинно верующих тоже. Примечательно в этой связи, как аббат Жорж Леметр избегал проведения параллелей между своим Первичным атомом и библейской книгой «Бытия» и отказывался участвовать в традиционных философских дискуссиях о сотворении из ничего во имя поддержания веры. Будучи далеким от соблазна использовать свою теорию для подкрепления библейской истории, Леметр решительно возражал, когда в 1951 г. папа Пий XII отвел ей такую роль. Теории Леметра вполне совмещались с его верой, и это ученого вполне устраивало. Не следует относиться к Богу как к космическому импресарио, нажимающему кнопку, чтобы запустить фейерверк.

Промежуточную позицию занимало большое количество людей, работавших в области научной и околонаучной космологии (возможно, даже большинство), которые почти не уделяли внимания этим вопросам. Коперник и его последователи отодвинули – в пространственном смысле – человечество на второй план, и это помогло ослабить традиционную связь теологии с этим предметом, и теологи, не желавшие попадать в неловкую ситуацию, ограничивались наставлениями в том, что в отличие от ученого, который объясняет как все происходит, как эволюционирует Вселенная, у них есть ответ на вопрос о том, зачем все происходит. По прошествии более чем ста лет они приспособились к нападкам со стороны атеистов и агностиков-эволюционистов, чью аргументации можно передать примерно следующим образом:

теолог: Благодаря милости Божьей животные ведут себя предусмотрительно в отношении своего потомства.

диспутант: Нет. Только те виды животных, которые обладают этим качеством, выживают и производят следующее поколение.

Или, выражаясь более прямо:

теолог: Только благодаря милости Божьей мы обитаем во Вселенной, столь превосходно приспособленной к нашим потребностям, то есть удовлетворяющей всем условиям, необходимым для нашего существования.

диспутант: Стои́т ли за этим Бог или нет, нас не должно удивлять, что мы оказались в условиях, благоприятных для нашего существования. Если бы они отсутствовали, то и нас бы не было. Наше бытие ничего не доказывает.

Эхо этого спора отозвалось в космологии конца XX в., когда несколько авторов попытались объяснить основополагающие аспекты Вселенной, основываясь на человеческом существовании.

На протяжении всей истории находились те, кто утверждал, что устройство мира, каким мы его себе представляем, зависит от создаваемых нами же категорий и законов. Разум является, в некотором смысле, творцом природы, что не уставал повторять (в числе других) Иммануил Кант. Видимое нами вокруг себя регулируется, кроме прочего, тем, что мы из себя представляем как биологические существа. Астрономов с давних времен заботила ограниченность человеческого восприятия и тот факт, что есть целый мир разнообразных излучений (инфракрасный свет Гершеля, ультрафиолет Риттера и т. д.), представление о котором мы можем получать только с помощью приборов. Многие из наших отношений со Вселенной зависят от отличительных признаков жизненных форм (языка, нашей физиологической природы и т. п.), но есть и другие, связанные с самим нашим материальным существованием. Нам известны элементы, необходимые для существования живых организмов, включая азот, кислород, фосфор и, прежде всего, углерод. Водород и гелий, как сейчас считается, образовались во время первичного нуклеосинтеза, и только после долгого процесса они превратились в более тяжелые элементы, что происходило главным образом в недрах звезд. За смертью звезд следует рассеяние этих элементов, а затем объединение их в планеты и жизненные формы. До того как это произойдет, должно пройти в общей сложности порядка десяти миллиардов лет, а потому нет ничего удивительного в том, что мы – форма жизни на основе углерода – обнаруживаем себя во Вселенной, возраст которой насчитывает более десяти миллиардов лет. В этом смысле в утверждении, будто человек связан со Вселенной, нет ничего заведомо оккультного или мистического. Однако достаточное условие отнюдь не является необходимым, и находятся такие, кто хотел бы сделать его необходимым, провозгласив, что само наличие человеческой жизни накладывает особые ограничения на физические состояния, обеспечивающие обитаемость Вселенной.

Большинство попыток оценить вероятность существования жизни где-либо еще зависели во многом не только от астрономически определяемых условий, но и от того, что мы знаем о биологических качествах земной жизни. Это не затрагивает вопроса «зачем мы здесь?», но обеспечивает условия изучения обстоятельств возникновения жизни и, к примеру, того, как различные физические обстоятельства (даже такие, как изменение скорости расширения или временно́й шкалы Вселенной) будут влиять на результат. В этом нет ничего нового. Например, Томас Чемберлин верил в запасы некой атомной энергии у Солнца просто потому, что все другие известные альтернативы делали