Космологические коаны. Путешествие в самое сердце физической реальности

Мне могут возразить: «Действительно ли можно столь уверенно говорить, что мы доподлинно знаем космическую историю?» Есть основания полагать, что это так. Вот вам только один пример. На момент написания этой книги астрономы могут тремя разными способами показать, что от 4,6 % до 5,2 % процента вселенной составляет обычная материя, такая как протоны и нейтроны. Во-первых, они могут сравнить распространенность космического дейтерия с его теоретически предсказанным количеством, оставшимся нам в наследство от разогретой до миллиардов градусов вселенной на раннем этапе ее развития. Во-вторых, путем прямых спектроскопических измерений газообразного водорода в пространстве между галактиками; и, в-третьих, по характеру температурных флуктуаций реликтового излучения. Совпадение результатов, полученных тремя разными методами, использующими совсем разные физические явления и разную аппаратуру, представляется убедительным. Подобные взаимосвязанные и дополняющие друг друга измерения иных величин, характеризующих нашу вселенную, включая черную материю и черную энергию, привели к построению убедительной и непротиворечивой стандартной космологической модели большого взрыва. Для модели большого взрыва парадокс Ольберса не проблема: вселенная одновременно и расширяется, и ее возраст конечен. Оба эти свойства идут вразрез с предположениями философов, столетиями (а может, и тысячелетиями) неявно считавшими вселенную бесконечной, вечной и статической.

Модель большого взрыва — самосогласованная, детально проверенная теория, базирующаяся на фундаментальных физических законах. Она убедительна и многократно досконально проверена экспериментально разными методами. Такая теория успешно объясняет основные этапы развития наблюдаемой вселенной. Это — истина.

Поэтому может показаться несколько удивительным, что многие космологи, и я в том числе, верят: с большой долей вероятности мы существуем в мироздании, в космосе, всегда расширяющемся в будущее, возможно, всегда из прошлого, — при постоянном образовании материи и энергии.

Точно так, как в теории стационарной вселенной.

28. Небесные сферы (Срингар, Кашмир, 1611 год)

Город кажется наполненным энергией: похоже, ожидают каких-то высоких гостей. Но тебя это не интересует. Тебя сюда привели слухи о том, что в городе есть человек, разбирающийся в астрономии.

После бесконечных расспросов и блуждания по улицам ты оказался в небольшой мастерской, где трудится крошечного роста, слегка не от мира сего, но очень умный слесарь по имени Али. Ему не терпится показать тебе свою последнюю работу. Это безупречный отполированный металлический шар без единого шва, едва ли не завораживающий своей гладкостью и идеальной сферичностью. Ты изумлен: разве возможно такое совершенство?

Повернув шар, ты видишь, что Али недавно начал наносить на одну из сторон шара звезды и созвездия. Он объясняет, что его «небесная сфера» будет отображать видимые на небе звезды на поверхности сделанного им шара.

Ты ничего не можешь с собой поделать и воображаешь, что смотришь наружу из центра шара, стараясь разобраться в космологической модели Али. Ты спрашиваешь: «Но ведь не все звезды располагаются на одинаковом расстоянии от нас здесь, на Земле? Или, чтобы запечатлеть звезды на разных расстояниях, нам потребуется много вложенных друг в друга сфер?»

Твои слова произвели впечатление, и Али, кажется, готов еще раз все взвесить. Он отвечает, что да, более сложная модель может оказаться точнее. Тогда ты спрашиваешь его: «Но сколько всего потребуется сфер? Как далеко простираются звезды?» Али внимательно смотрит на тебя, а затем шепчет: «Следуй за мной».

Спустившись по узкой лестнице, ты оказываешься в большой комнате с удивительным предметом в центре. Это набор большого количества вложенных друг в друга ажурных сфер, каждая со своим изощренным узором. Наружные, большие, сферы более однородны, но на каждой достаточно отверстий, чтобы были видны внутренние сферы. Головокружительно сложные и красивые узоры меняются от сферы к сфере.

Ты смотришь на Али, готовый воздать хвалу его работе, но видишь, что он чем-то подавлен.

«Я достиг своего предела, — почти кричит он. — Я не могу изготовить следующую сферу».

«Но почему? — спрашиваешь ты. — При таких размерах слишком трудно работать с металлом?»

«Нет, глупец! — сердито огрызается он. — Это потому, что следующая внешняя сфера должна быть меньше сферы самой далекой от центра!» Ну что же, ты знаешь геометрию и поэтому понимаешь, кто здесь глупец. Придумав уважительную причину, ты начинаешь прощаться и делаешь шаг к двери. Но Али преграждает тебе дорогу. Он смущен и предлагает выпить чаю.

За время скитаний ты закалил волю, но устоять перед кашмирским чаем с молоком и специями не можешь. И утром, когда Али кончает говорить, ты покидаешь его, горячо поблагодарив. Твое представление о вселенной уже никогда не будет прежним.