В течение столетий мир вокруг нас постоянно изменялся и расширялся. Теперь мы видим дальше, понимаем его лучше и поражаемся тому, как он трансформируется в зависимости от ограничений, наложенных на наше восприятие. Его описание, которое нам удается построить, становится все более изощренным, но одновременно более простым.
Мы подобны маленьким слепым кротам под землей, которые почти ничего не знают о мире. Но мы продолжает его изучать…
Часть IV
По ту сторону пространства и времени
Я обрисовал основы теории квантовой гравитации и картину мира, которая из нее вытекает. В этой последней части я описываю некоторые следствия этой теории, а именно, что она говорит о Большом взрыве и черных дырах. Я также рассказываю о текущем состоянии возможных экспериментов для проверки теории и о том, что, как мне кажется, хочет сказать нам природа, – в частности, о чем свидетельствует провал попыток пронаблюдать суперсимметричные частицы.
В заключение я выскажу некоторые соображения о том, что все еще ускользает от нашего понимания мира, в особенности о термодинамике и роли информации в теории без времени и пространства, такой как теория квантовой гравитации, а также о том, как появляется время.
Все это подводит нас к самому краю наших знаний о мире, к той смотровой площадке, откуда мы можем взглянуть на то, о чем мы еще совершенно ничего не знаем, – на глубочайшие тайны, которые нас окружают.
8
По ту сторону Большого взрыва
Мастер
В 1927 году молодой бельгийский ученый и католический священник, получивший иезуитское образование, изучил уравнения Эйнштейна и – как и Эйнштейн – понял, что, согласно этим уравнениям, Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Но вместо того чтобы безосновательно отвергнуть этот результат и упрямо пытаться его избежать, как поступил Эйнштейн, бельгийский священник поверил в него и стал искать астрономические данные для его проверки.
В то время галактики не назывались галактиками. Их называли туманностями, поскольку в телескоп они выглядят как маленькие бледные облака среди звезд. Никто еще не знал, что это колоссальные далекие звездные острова, подобные нашей собственной Галактике. Однако молодой бельгийский священник понимает, что скудные данные о галактиках на самом деле совместимы с возможностью расширения Вселенной: близкие к нам галактики удаляются с большой скоростью, словно ими кто-то выстрелил в небо; далекие галактики удаляются еще быстрее. Вселенная раздувается, подобно воздушному шарику. Два года спустя эта догадка подтверждается благодаря двум американским астрономам – Генриетте Левитт и Эдвину Хабблу. Левитт открывает хороший метод измерения расстояний от туманностей, подтвердивший, что они находятся очень далеко, за пределами нашей собственной Галактики. С помощью этого метода и большого телескопа Паломарской обсерватории Хаббл собирает точные данные, которые подтверждают, что галактики удаляются, а их скорости пропорциональны расстоянию до них.
Рис. 8.1.
Генриетта ЛевиттНо именно молодой бельгийский священник еще в 1927 году сделал ключевой вывод: если мы видим летящий вверх камень, значит, раньше он находился ниже и что-то швырнуло его вверх. Если мы видим удаляющиеся галактики и Вселенная расширяется, значит, раньше галактики были ближе, а Вселенная была меньше и что-то заставило ее начать расширяться. Молодой бельгийский священник выдвигает предположение, что Вселенная изначально была чрезвычайно маленькой и плотной и начала свое расширение с гигантского взрыва. Он называет это начальное состояние первоатомом. Сегодня мы знаем его как Большой взрыв.
Молодого бельгийца звали Жорж Леметр. По-французски его имя звучит как
Как уже упоминалось, Эйнштейн скептически отнесся к идее расширения Вселенной. Он вырос с мыслью, что Вселенная статична, и не мог принять идею, что это не так. Даже великие совершают ошибки и склонны к предубеждениям. Леметр встретился с Эйнштейном и попытался пошатнуть его предубеждения. Эйнштейн был непреклонен и дошел до того, что сказал Леметру: «Правильные вычисления, отвратительная физика». Позднее Эйнштейн был вынужден признать правоту Леметра. Не всякому дано опровергнуть Эйнштейна.