Философия оптимизма

Этот прогноз исходит из уже сделанных наблюдений, уже высказанных концепций и уже сформулированных проблем. Вместе с тем любой прогноз в этой области включает неизбежность новых наблюдений и принципиально новых результатов. Подобная неизбежность является самой достоверной компонентой прогноза, хотя она и не допускает конкретной расшифровки. Ведь мы только вошли в эпоху внеземных наблюдений и изучения неоптических диапазонов. Новые наблюдения неизбежно поставят новые проблемы и изменят развитие астрофизики и астрономии.

Мы еще раз убеждаемся, что научный прогноз представляет собой в общем случае касательную к реальной кривой, касательную, показывающую направление кривой, которое в следующий момент может измениться. Это нисколько не уменьшает значения прогнозов — ни теоретического, ни практического. В современной науке гипотеза больше, чем когда-либо, является условием прогноза достоверных позитивных знаний. В физике элементарных частиц современный период — это период продумывания вопросов, которые будут заданы природе с помощью нового поколения ускорителей. В астрофизике современный период требует продумывания вопросов, которые будут заданы природе с помощью телескопов и астрофизических приемников излучений на спутниках, на Луне и впоследствии на планетах земной группы. Во многом эти вопросы теории элементарных частиц и вопросы астрофизики совпадают. Но и те и другие подготовляются в виде физических и астрофизических гипотез, которые вместе с тем служат неоднозначными прогнозами развития науки. Что касается практического эффекта этих гипотез и прогнозов, то они повышают интеллектуальный потенциал науки, и это сказывается количественно неопределимым, но несомненным ускорением прогресса цивилизации.

Для повышения интеллектуального потенциала науки большое значение имеет неизбежная апелляция к общим космологическим гипотезам при разработке крупных частных астрономических и астрофизических проблем. Из большого числа кардинальных вопросов о структуре и эволюции Вселенной в целом мы рассмотрим вопросы: 1) об однородности Вселенной, 2) о ее конечности или бесконечности, 3) о расширении Вселенной, 4) о ее состоянии до расширения и 5) о симметрии или дисимметрии Вселенной в смысле равного или неравного содержания частиц и античастиц.

Первый взгляд на небосвод обнаруживает неоднородное распределение масс. В звездах вещество резко отличается по плотности от межзвездной среды. Звезды сгруппированы в галактики, где средняя плотность, естественно, больше, чем в межгалактических пространствах. Солнце входит в Галактику, состоящую из ста миллиардов звезд. Дальше идут беззвездные пространства и за ними новые галактики, разделенные расстояниями в 1–5 млн. световых лет. Охватывая еще большие пространства, обнаруживают скопления, состоящие из десятков или сотен галактик. Но более крупных структурных единиц мы не обнаруживаем. Поэтому допустимо предположить, что Вселенная, взятая в масштабах, которые мы охватываем телескопом, однородна. Переходя ко все большим масштабам, мы получаем в пределе одну и ту же плотность материи, с какой бы точки мы ни наблюдали звездное небо. Для сферы радиусом около 3 млрд, световых лет, где находятся сотни миллионов галактик, средняя плотность приближается к 10^-30 г в кубическом сантиметре. Мы можем рассматривать находящуюся в этих пределах материю как некий космический однородный субстрат, игнорируя локальные неоднородности вплоть до скоплений галактик. Расстояния между такими скоплениями становятся очень малыми по сравнению со сферой, охватывающей известную нам часть Вселенной. Мы можем предположить, что Вселенпая однородна и дальше, в пространствах, которые пока еще недоступны телескопу.

Существует некоторый «оптический горизонт», за который мы сейчас еще не можем заглянуть, потому что находящиеся там объекты (если несколько упростить картину) удаляются от нас со скоростью света, красное смещёние становится при этом бесконечным и эти объекты невидимы. Но на значительно меньших расстояниях постулат однородности Вселенной является вопросом, который может быть подтвержден наблюдениями. Объем исследованной Вселенной, для которого ее однородность подтверждается наблюдением, зависит (в указанных пределах) от мощности телескопов, от их размещения вне земной атмосферы и от возможности улавливать все диапазоны электромагнитных волн и все виды космических излучений, иными словами, от хода новой астрономической революции. Но от нее зависят, как мы сейчас увидим, ответы и на другие основные космологические вопросы.