Куда течет река времени

Другой теоретик X. Робертсон в 1928 году пришел к такому же заключению. Более того, сопоставляя расстояния, вычисленные по данным Э. Хаббла 1926 года со скоростями, полученными В. Слайфером, он нашел приблизительное подтверждение закона пропорциональности скорости и расстояния. Знал ли Э. Хаббл, когда проводил свои исследования, результаты X. Робертсона, неизвестно.

В 1927 году ученик знаменитого английского физика А. Эддингтона Дж. Леметр, в сущности, повторил работу А. Фридмана. Он также пришел к заключению о нестационарности Вселенной. Для небольших расстояний Дж. Леметр также получил линейную связь между скоростью и расстоянием, которая фактически отражает однородность Вселенной. Найденный им коэффициент пропорциональности оказывается близким к коэффициенту, вскоре полученному Э. Хабблом.

Однако в начале своей работы и сам Э. Хаббл, и другие непосредственные участники первых обсуждений его открытия не знали или не помнили всех теоретических исследований. Вероятно, только модель де Ситтера с предсказываемым ею разбеганием галактик в почти пустой Вселенной, а также статическая модель Эйнштейна были единственными схемами, которые принимались тогда во внимание.

Когда мы вместе с А. Шаровым описывали все эти перипетии открытия расширения Вселенной в нашей книге, когда, собирая материалы, изучали статьи, документы, расспрашивали наших зарубежных коллег, мы все пытались понять, почему работы А. Фридмана все же не были оценены по достоинству участниками событий.

Наверное, в какой-то степени сказалось то, что в этих работах А. Фридмана ничего не говорилось о наблюдательной проверке теории, в то время как в других перечисленных теоретических работах этот вопрос разбирался и был близок и понятен астрономам-наблюдателям. Поэтому они больше обращали внимание на работы, где говорилось о наблюдениях.

Итак, в 20-е годы нашего столетия теоретики и наблюдатели установили, что мы живем в расширяющейся Вселенной, взорвавшейся в некоторый момент в прошлом.

Это открытие перевернуло представление о Вселенной как о чем-то грандиозном и в среднем неизменном, содержащем в себе вечный круговорот материи.

Конечно, такое открытие должно было иметь решающее значение для понимания природы времени Вселенной.

После открытия Э. Хаббла прошло 60 лет. Но и сегодня интенсивно продолжаются исследования открытого им явления. «Воля, которая устремляется к познанию, никогда не удовлетворяется оконченным делом», — сказал знаменитый итальянец Дж. Бруно. Вооруженность наблюдателей телескопами и приборами в наше время неизмеримо возросла. Астрономы наблюдают сейчас галактики, находящиеся от нас на расстоянии в десять миллиардов световых лет и удаляющиеся от нас со скоростью, почти равной скорости света. Так, у рекордно далекого объекта — квазара (яркого ядра галактики) скорость удаления настолько большая, что все длины световых волн, им испускаемых, увеличены из-за эффекта Доплера в четыре с половиной раза.

В наше время теория расширяющейся Вселенной всесторонне обоснована наблюдениями. Она ведет к важнейшим принципиальным выводам. Один из этих выводов связан с искривлением трехмерного пространства.

Теория Фридмана утверждает, что если во Вселенной достаточно много материи, так что средняя плотность всех ее видов больше некоторого критического значения, то искривленность пространства, вызванная тяготением этой материи, подобна искривленности сферы. Разница заключается лишь в том, что у сферы два измерения, у пространства — три. Но сфера, изгибаясь, замыкается сама по себе. Площадь поверхности сферы конечна. Аналогично этому и искривленное трехмерное пространство замыкается само на себя. Мир оказывается замкнутым.

Конечно, представить себе такое замкнутое пространство непросто. Как сказал знаменитый французский физик и философ Б. Паскаль: «Воображение скорее устанет постигать, чем природа поставлять». Но наука уже давно приучила нас к существованию явлений, которые непредставимы наглядно. Если же средняя плотность вещества во Вселенной меньше критической или равна ей, то пространство бесконечно. А какова наша Вселенная в действительности?

Мы не знаем окончательного ответа на этот вопрос. Критическое значение средней плотности вычисляется по скорости расширения Вселенной. Оно равно примерно пяти солнечным массам в кубическом ящике с длиной ребра в тысячу световых лет. Измерить истинное значение плотности, чтобы сравнить его с критическим значением, очень трудно. Все дело в том, что вокруг галактик и в пространстве между галактиками, по-видимому, много слабосветящейся и даже вовсе невидимой материи. Она получила название «скрытой массы». Ее обнаружить и учесть особенно трудно. Суммарная масса светящихся звезд, планет, газа дает среднюю плотность раз в тридцать меньше критической. Однако «скрытая масса» примерно в тридцать раз больше видимой. Поэтому больше ли плотность вещества во Вселенной, чем критическое значение, или нет, а следовательно, замкнут ли наш мир или бесконечен, сегодня неизвестно.