10 заповедей нестабильности

Само существование квазаров опровергало любую теорию однородной и постоянной во времени Вселенной и даже не потому, что эти чудовищные по мощности «маяки Вселенной» были очень далекими и очень «старыми». Для физиков более серьезным было то, что их распределение оказалось неоднородным, т. е. воображаемому наблюдателю в теории Голда представилась бы совершенно разная картина пространства-времени в разных точках Вселенной (например, вблизи Земли и в окрестности квазара) и в разные моменты времени. Миллиарды лет назад он мог бы наблюдать только «молодые» или формирующиеся квазары, а сейчас это стало невозможным, т. е. Вселенной можно приписать какой-то возраст и она имеет какую-то историю. Даже если окажется, что мы неправильно оцениваем красное смещение квазаров (как считают некоторые специалисты), и эти объекты находятся значительно ближе к Солнцу, то по многим другим причинам наличие в космосе этих гигантских, причудливых и сверхъярких объектов по-прежнему будет служить решительным опровержением теории стационарной Вселенной. Можно сказать, что существование квазаров не столько опровергает эту теорию, сколько «дискредитирует» ее.

Впрочем, к 1964 г. появились и прямые доказательства правоты теории Большого взрыва. После Второй мировой войны стала интенсивно развиваться радиоастрономия, что позволило обнаружить не только упоминавшиеся выше квазары, спиральные структуры галактик Млечного Пути и скрытые за облаками космической пыли ядра галактик, но и массу других интересных объектов и явлений. В частности, по заданию правительства США (в связи с гонкой космических вооружений) известная Лаборатория Белла провела ряд экспериментов, в одном из которых двое молодых сотрудников (Роберт Вильсон и Арно Пензиас) попытались определить точный вид спектра сверхновых звезд, но неожиданно столкнулись с наличием в космосе постоянного источника радиопомех. Аппаратура, смонтированная ими на телекоммуникационном спутнике, включала в себя антенну длиной около 6 метров, ставшую одним из самых знаменитых приборов в истории науки. Вильсону и Пензиасу никак не удавалось обнаружить источник помех, поскольку дополнительное излучение поступало практически по всем направлениям и его никак не удавалось связать с каким-либо конкретным земным или небесным объектом. Позднее они писали: «…мы столкнулись с изотропным, неполяризован-ным и неменяющимся во времени излучением». В какой-то момент исследователи были настолько сбиты с толку, что начали искать причину искажений в… пухе от голубей, живших на Земле рядом с приемной антенной, однако избавиться от фоновых помех никак не удавалось.

Судьба иногда любит подшучивать над людьми (даже весьма образованными!), поскольку Вильсон и Пензиас выполняли конкретную научную программу, совершенно не связанную с проблемами возникновения пространства и времени, и, более того, оба скептически относились к теории Большого взрыва. Однако в расположенном неподалеку Принстон-ском университете была целая группа физиков, заинтересованных этой теорией и размышляющих о возможностях регистрации предсказанного Гамовым излучения (еще одна ирония судьбы связана с тем, что теоретики Принстона, похоже, не знали о работе Гамова и сами пришли к аналогичному выводу).

Руководитель группы физиков в Принстоне Роберт Дике и его помощник Джим Пиблс тоже считали, что фоновое космическое излучение должно быть остывшим до микроволнового диапазона, и даже начали монтировать собственную регистрирующую антенну из деталей, покупаемых в ближайших магазинах подержанной радиоаппаратуры, когда кто-то сообщил им о странных радиопомехах в опытах Вильсона и Пен-зиаса при температуре 3,1 К. Рассказывают, что Дике сразу понял, о чем идет речь, и с гримасой огорчения объявил своим коллегам: «Ребята, все кончено! Эти парни нас обогнали!».

Как будет рассказано чуть ниже, фоновое космическое излучение (уточненное значение его температуры составляет 2,73 К) возникло не сразу при зарождении Вселенной, а примерно на 300 000 лет позже, когда началось так называемое Великое разделение вещества и излучения (примерно от 12 до 20 миллиардов лет тому назад). Пензиас и Уилсон с самого начала отмечали удивительную однородность (изотропность) регистрируемого излучения (с точностью до 0,0001), свидетельствующую о том, что оно возникло одновременно и везде во всем объеме развивающейся Вселенной. Спектр излучения наглядно демонстрирует, что оно возникло в состоянии равновесия, т. е. при его рождении существовало полное равновесие между веществом и излучением.