Карта Вселенной. Главные идеи, которые объясняют устройство космоса

Часть этой проблемы была связана с чрезмерной специализацией и отсутствием взаимодействия между разными научными областями астрономии и физики. Герман и Альфер занимались астрофизикой звезд, отдельной образовательной дисциплиной, которая воспринималась как мало связанная с космологией. Хельге Краг в своей книге «Космология и полемика» (Cosmology and Controversy) считает, что предлагаемые Гамовым, Германом и Альфером в разных работах противоречивые и разнообразные значения температуры Вселенной только запутали астрономов[25]. Кроме того, оставалось неясным, имеет ли данная температура действительно космическое происхождение или она включает в себя какие-то воздействия от излучения звезд. Эта путаница в определениях и интерпретациях возникла очень давно, и, возможно даже, именно она привела к тому, что не была установлена точная дата самой первой истинной регистрации реликтового излучения, произошедшей еще до попыток Дикке. Дело в том, что, как выяснилось позднее, еще в 1941 г. температуру Вселенной измерил (не осознавая этого факта) канадский физик Эндрю МакКеллар. Он изучал так называемый углеродно-азотный цикл в качестве потенциального источника энергии в углеродных звездах и в процессе исследований обратил внимание на излучение токсичных органических соединений класса цианогенов (содержащих азот и углерод), присутствие которых было зарегистрировано в излучении хвоста кометы Галлея еще в 1910 г. Изучая спектры излучения таких молекул в космическом пространстве для выяснения их функций и происхождения, МакКеллар вдруг обнаружил, что эти ядовитые цианогены являются исключительно холодными и их температура составляет лишь 3 °К (–270 °C). На регистрацию этой странной, абсурдно низкой и кажущейся «эзотерической» температуры космоса никто не обратил никакого внимания. Краг полагает, что Герман и Альфер допустили еще одну ошибку, не обсуждая и не рассматривая вопрос о том, каким образом должна оцениваться измеряемая ими температура. Например, в своей статье 1948 г. в журнале Nature они не смогли рассчитать и представить точную длину волны, на которой космическая температура могла быть зарегистрирована. Герман и Альфер не представили даже кривую спектра излучения черного тела. Они забыли упомянуть, что космическая температура должна быть измерена в микроволновом диапазоне, и поэтому Краг считает (и я согласна с ним), что это упущение помешало экспериментально обнаружить фоновое излучение. Отсутствие указания на микроволновую область помешало астрономам соединить точки на полученных кривых. Все расчеты Германа и Альфера были проведены в контексте изложения, принятого в совершенно непривычной для астрономов области знаний (ядерной физике). Космологи просто не смогли их правильно интерпретировать^{9}.

Как уже говорилось, Герман и Альфер пытались теоретически описать процесс образования химических элементов в ранней Вселенной, и это поставило их в невыгодную позицию. Они не только не искали температуру ранней Вселенной, но на каком-то уровне сознания, похоже, и не верили, что кто-то может ее обнаружить. Найденное ими значение противоречило начальной гипотезе Гамова. Ученые поняли, что в первые несколько минут после зарождения Вселенной существовало очень узкое временно́е окно, в течение которого водород и гелий могут сливаться и образовывать более тяжелые элементы. Затем оно «закрывается» вследствие быстрого охлаждения из-за расширения Вселенной, что делает дальнейшее слияние (и образование тяжелых элементов) почти невозможным. Несмотря на публикацию ценных результатов, некоторым специалистам казалось, что авторы скорее деморализованы тем, что не могут решить поставленную перед собой фундаментальную проблему.