Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла

С Джоном Хорганом мы впервые встретились в Кембриджском университете летом 2005 года, а с тех пор успели познакомиться ближе. Я к нему испытываю огромное уважение, но все же думаю, он был не прав. Да, стараниями Оле Рёмера мы получили световую константу, и после него, благодаря постоянному прогрессу науки, еще массу информации о механизмах Вселенной. Но узнать предстоит куда как многое — и эти дела отнюдь не обещают превратиться в нудную рутину.

Покинув брюссельский отель «Метрополь», я изучал лишь тринадцать из всех аномалий, известных современной науке. Некоторые из них, так сказать, более аномальны, чем другие, но ни одна не может обойтись без дальнейших исследований и объяснений. Одни требуют серьезного отношения воленс-ноленс; к другим, возможно, энтузиасты относятся чересчур трепетно. Астроном Саймон Уайт, в частности, предполагает, что усилия его коллег познать тайну темной энергии, скорее всего, чрезмерны по сравнению с реальной ценностью этого знания. Порой научная аномалия ставит нас перед неприятными и совершенно нежелательными фактами — таково, например, заблуждение насчет свободы воли. Но при всем разнообразии волнующих или пугающих моментов, каждый такой случай предоставляет великолепную возможность для исследований и открытий. Те, в свою очередь, как было с радиоактивностью или квантовой теорией, помогут в разгадке аномалий, которые пока остаются неизвестными ученым. Как высказался однажды Джордж Бернард Шоу, наука не может решить ни одну проблему, не создав при этом десяток новых.

Древние лучи звезд, пронизывающие темный холст надо мной, ежеминутно, ежесекундно подтверждают правоту писателя. Рёмер разрешил проблему орбитального цикла Ио, установив предел скорости света. И своим постулатом создал новую космологическую проблему, при решении которой может обнаружиться еще тысяча следующих.

Звезды — гигантские термоядерные реакторы, излучающие свет и тепло в виде квантов. Солнце — сравнительно маломощная модель такой энергетической установки, но людям оно дает гораздо больше света и прямое ощущение тепла: наша звезда, в отличие от Ориона, находится достаточно близко, чтобы дотронуться до Земли своим жаром. Пока я прохлаждаюсь на холме, Солнце около девяти минут назад выпустило тот фотон, который только что увидели в Австралии. Вот я щелкнул пальцами — и следующий фотон отлетает от светила к нескольким прохожим, гуляющим с утра пораньше по пляжу под Сиднеем. Через девять минут он туда доберется.

Здесь, в ограниченной скорости света, кроется еще одна аномалия. Хотя разницу между теплом Бонди-Бич и холодком на холмах Юго-Западной Англии легко измерить, Вселенная в целом удручающе однообразна в этом смысле. В какую точку космического пространства ни сунься со своим термометром, везде температура более или менее одинакова — примерно на три градуса выше абсолютного ноля, физически возможного максимума холода. Каковой, учитывая конечную скорость света, есть полный абсурд.

На первый взгляд ничего необычного — к эффектам теплового баланса мы приучены. Вот я лежу на траве, и ноги мои имеют ровно ту же температуру, что голова. Спина, правда, озябла слегка, но это оттого, что почва, с которой она прямо соприкасается, забирает некоторую долю тепла, а в целом оно равномерно распределяется по организму.

Причина здесь та же, что у свечения звезд: нагретые тела излучают энергию в виде фотонов, которые сталкиваются с другими, обычно менее горячими телами и частицами. В момент столкновения энергия передается от теплого к холодному, пока их температуры не уравновесятся. По прошествии достаточного времени должен установиться всеобщий тепловой баланс.

Проблема в том, что у Вселенной этого времени как раз не оказалось. В момент рождения она явно не была однородной, в ней царили все виды энтропии. Благодаря изучению различных характеристик звезд мы знаем о расширении Вселенной; это означает, что за 13,7 миллиарда лет, минувших с Большого взрыва, стремительное рассредоточение оставило отдельные области космоса — прежде всего скопления галактик — вне контакта с другими, как бы за горизонтом. Поскольку скорость света ограничена, фотоны из «горячих» зон не успели достичь большинства «холодных» частей, чтобы Вселенная пришла в равновесие. Однако же повсюду в ней, фигурально говоря, от края до края, температура в основном одинакова.

У астрономов этот феномен так и называется — проблема горизонта. Вернее, назывался до тех пор, пока Алан Харви Гут не предложил решение. Грубо говоря, следующее: сразу после Большого взрыва Вселенная начала разлетаться со сверхскоростью. Затем она столь же мгновенно «остепенилась» и перешла на более размеренные темпы. Причина этого неясна.

Однако проблему горизонта теоретическая модель Гута разрешила вполне успешно: согласно ей до начала инфляционного расширения Вселенная была настолько мала, что фотоны могли быстро пролететь ее из конца в конец, установив тепловой баланс. И только потом она взорвалась; предполагаемое единое поле распалось.