Природа времени: Гипотеза о происхождении и физической сущности времени

Еще Ньютон понимал, сколь сложна проблема устойчивости Вселенной. Его рассуждения по этому поводу очень интересны. Вот как они выглядят в пересказе Девиса; «Если бы Вселенная коллапсировала под действием собственной гравитации, каждая звезда «падала» бы в направлении центра скопления звезд. Предположим, однако, что Вселенная бесконечна и звезды распределены в среднем равномерно… В этом случае отсутствовал бы общий центр… Любая звезда испытывала бы воздействие гравитационного притяжения от всех своих соседей, но вследствие усреднения этих воздействий по различным направлениям не возникло бы никакой результирующей силы…» {15}. Таким образом, по мнению Ньютона, именно по этой причине Вселенная не коллапсирует (обратим внимание, что этот подход Ньютона, в какой-то мере, предшествует принципу Маха, так как ставит поведение единичного субъекта Вселенной в зависимость от состояния и поведения всей остальной Вселенной).

Эйнштейна, однако, такие рассуждения Ньютона не удовлетворили. Он считал, что во Вселенной должны быть наряду с гравитацией и космические силы отталкивания, которые, в конце концов, и не позволяют сжиматься Вселенной. Именно по этой причине Эйнштейн и ввел в свое уравнение гравитационного поля дополнительный член, который приводит к появлению силы, обладающей нужными свойствами. Только привлечение дополнительных сил отталкивания (антигравитации) и позволило Эйнштейну создать свою модель стационарной Вселенной. Был ли сам Эйнштейн доволен таким решением проблемы устойчивости Вселенной? Если и да, то очень короткое время. Ведь никто никогда никаких сил отталкивания не наблюдал и не фиксировал. Пришлось допустить, что они очень слабы и по этой причине и на Земле, и в солнечной системе, даже в нашей Галактике, их не удается обнаружить. Для обоснования этого допущения пришлось, в свою очередь, допустить, что эти силы всемирного отталкивания обладают совершенно специфическими свойствами — они усиливаются с увеличением расстояния. Ничего подобного никто и никогда во Вселенной не предполагал — все силы уменьшаются с увеличением расстояния (и силы гравитации, и электромагнитные). Вы представляете, как, очевидно, мучился Эйнштейн с его великолепной научной интуицией, изначально чувствуя некоторую натяжку. Между тем, общая теория относительности была опубликована, и ее начали испытывать на прочность специалисты.

И вот тут оказалось, что уравнения Эйнштейна (с теми силами отталкивания) могут быть решены без сил отталкивания, но для расширяющейся Вселенной. Итак, с разрывом лет в семь прозвучали два первых удара колокола — похоронного звона по модели стационарной Вселенной; сначала (1917) голландский астроном Вилем де Ситтер, а затем и советский математик Александр Фридман (1923–1924) теоретически показали, что Вселенная может расширяться, оставаясь при этом устойчивой под действием сил всемирного тяготения.

И Эйнштейн сдался, и в общем-то, без боя, ибо это, кроме всего прочего, принесло ему огромное облегчение: он смог наконец-то сбросить с себя огромную тяжесть и отказаться от им же придуманных, но внутренне никогда его не устраивавших космических сил отталкивания. Впоследствии Эйнштейн признался, что его гипотеза о силах отталкивания — это главная ошибка его жизни.

А когда в конце 20-х годов американские астрономы Эдвин Хаббл и его коллега Хьюмасон экспериментально (наблюдательно) подтвердили, что галактики удаляются от нас и друг от друга, последние сомнения стали быстро рассеиваться — модель расширяющейся Вселенной стала господствующей. С тех пор прошло 70 лет. Не смешно ли сегодня сомневаться? Может быть, смешно. Однако давайте посмотрим, на что опирается концепция нестационарной — расширяющейся Вселенной.

Открытие Хаббла случилось в самый подходящий момент — в нем остро нуждались и де Ситтер, и А. Фридман, и Эйнштейн, да в общем-то все, кого волновала проблема стабильности Вселенной. Ценность его в том, что расширение как бы удалось увидеть-пощупать. Ведь применив эффект Доплера к излучению космических объектов, Хаббл обнаружил (впрочем, он не был первым) красное смещение в спектрах их излучения и интерпретировал его (и тут он, пожалуй, был первым) как следствие удаления от нас галактик.

Короче говоря, уже «в начале 30-х годов теоретики и экспериментаторы смогли построить такие модели Вселенной, которые, с одной стороны, описываются решениями уравнений Эйнштейна, а с другой — согласуются с результатами Хаббла».

Вопрос о стабильности Вселенной был снят с повестки дня.

А все это вместе сегодня считается одним из величайших достижений науки XX века… Склонимся и мы в почтении перед «лучшими умами человечества». Но, отдав дань, зададим себе вопрос: что все-таки открыл Хаббл?

1. Конечно же, то, что в спектрах излучения галактик некоторые линии смещены к красному концу спектра. Можно ли эту часть открытия Хаббла подвергать сомнению? Безусловно, нет! Это — твердо установленный факт.

2. Красное смещение вызвано эффектом Доплера, а попросту говоря, тем, что галактики удаляются — «разбегаются» от нас.