О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Стивен был чудом. В нем невероятным образом сочетались погруженность в смысл величайших научных проблем и какая-то безудержная беспечность, шаловливость, которые могли внезапно проявиться в любое время и в любом месте. Как-то раз он, ничуть не заботясь о последствиях, сбежал из Королевской больницы в Пэпуорте, чтобы посмотреть пантомиму в театре. В каждой научной лекции Стивена непременно встречалась пара-другая шуток[115]. И при всей зашифрованности его высказываний, иногда напоминающих прорицания оракула, он с удовольствием предавался и обычной болтовне, не смущаясь тем, что на каждое слово могли уходить минуты.

Эта присущая Стивену уникальная смесь мудрости и веселья не оставляла ни у кого – где бы он ни появлялся – никаких сомнений в том, что вокруг него творится настоящее волшебство. Конечно, этому способствовало и то, что он никогда не входил куда бы то ни было тихо и незаметно, как большинство из нас.

Когда в июне 1998 года я появился у него в доме, выполнение задуманной Стивеном программы построения квантовой космологии шло полным ходом. Неистовый шум, поднявшийся после публикации «Краткой истории времени», уже успел стихнуть, а вторая революция, произведенная теорией струн, рождала все новые фантастические идеи. Команда Стивена работала не покладая рук. Тем временем прогресс в строительстве новых телескопов преобразовывал космологию: из области чисто теоретических спекуляций она превращалась в количественную науку, твердо опирающуюся на детальные наблюдения, которые охватывали миллиарды лет эволюции космоса. В космологии наступило «золотое десятилетие» открытий – казалось, перед нами лежит раскрытая книга природы, которую осталось только прочесть.

Несколько первых страниц этой книги уже удалось перевернуть. Ключевую роль здесь сыграл запущенный NASA в 1989 году спутник, названный аббревиатурой COBE, что расшифровывалось как «Исследователь космического фона» (Cosmic Background Explorer). Первым же экспериментом, выполненным с борта COBE, было установлено, что реликтовое космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) имеет почти идеально тепловой спектр, соответствующий температуре в 2,725 кельвина. Но COBE провел и второй эксперимент: на его борту находился дифференциальный микроволновой радиометр, предназначенный для сканирования неба в поисках малейших различий в температуре CMB-излучения. Это был грандиозный по значению эксперимент. Космологам с самого начала было ясно, что ранняя Вселенная не могла быть полностью однородной – просто потому, что сегодняшняя Вселенная явно неоднородна. Мы видим, что вещество сконцентрировано в галактиках и скоплениях галактик. Если бы в самом начале Вселенная состояла из идеально однородного газа, крупномасштабная паутина галактик никогда бы не сформировалась, а так как галактики – это космические колыбели жизни, то не было бы и нас. И наоборот, даже мельчайшие изменения плотности первичной плазмы с течением времени должны были бы тысячекратно усилиться под воздействием тяготения. В конечном счете вещество в более плотных областях стало бы конденсироваться в облака и структурироваться. Расчеты совместного действия противоположных друг другу эффектов расширения и гравитационной конденсации показывают, что для образования галактик за 10 миллиардов лет горячая ранняя Вселенная должна была иметь неоднородности плотности, по крайней мере, порядка одной стотысячной части. И с момента почти случайного открытия CMB в середине 1960-х годов космологи искали признаки этих мельчайших неоднородностей. Спутник COBE был их последней надеждой. Он был спроектирован именно с расчетом на этот критический уровень чувствительности. COBE должен был прощупать самую основу теории горячего Большого взрыва.

К огромному облегчению космологов, COBE нашел в точности то, что искал. Его данные свидетельствовали: в ранней Вселенной действительно были чуть более горячие и чуть более холодные области. Хотя средняя температура CMB составляла 2,7250 K, в одном участке неба она могла быть равна, скажем, 2.7249 K, а в другом – 2,7251 K. «Мы как будто увидели Бога», – не помня себя от волнения, сказал на пресс-конференции руководитель научного коллектива COBE.