Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Ну и наконец, если средняя плотность материи во Вселенной окажется меньше критической, разлет, как и во втором случае, будет продолжаться бесконечно, и расстояние между галактиками будет неограниченно увеличиваться (кривая 3 на графике). В этом смысле результат развития по вариантам 2 и 3 одинаков — Вселенная оказывается «открытой», и разлет галактик в такой Вселенной может продолжаться бесконечно. Различается для кривых 2 и 3 только кривизна пространства Вселенной (для случая 2 кривизна равна нулю, и такое пространство можно назвать плоским).

Замечательно то, что во всех случаях Вселенная не оказывается стационарной: расстояние между галактиками либо растет, либо уменьшается со временем, но не остается постоянным, как предполагалось в стационарном варианте модели Эйнштейна с космологической постоянной.

Это был сильный и неожиданный результат.

Впервые в современной истории всерьез обсуждался вариант нестационарной (либо расширяющейся, либо сжимающейся) Вселенной[36], который не был придуман — он следовал из математических уравнений, строившихся на основе известных законов природы!

Но наблюдения свидетельствовали, что галактики находятся на огромных расстояниях друг от друга, — как минимум это миллионы световых лет. По-видимому, можно было предложить два варианта, как это могло случиться. Либо галактики как-то (непонятно как) уже сформировались на огромных расстояниях друг от друга, а сила тяготения их друг к другу «стаскивает», и мы находимся на этапе, когда все галактики будут со временем «слетаться», чтобы в конечном итоге столкнуться. Либо галактики, наоборот, разлетаются под влиянием какой-то силы или начального «толчка», и в прошлом галактики были ближе другу к другу (а еще раньше, в некий «момент 0», все они были в одном месте).

В обоих случаях модели Фридмана говорили о том, что «момент 0» существовал! Был начальный момент, когда произошло какое-то величайшее событие в истории нашей Вселенной: либо галактики (вдруг) возникли на больших расстояниях друг от друга, либо они возникли все в одном месте, но какая-то неведомая сила «разбросала» их по огромному объему. А что будет дальше — зависит от средней плотности Вселенной. Существование «момента 0» говорило о том, что у Вселенной было начало!

Фридман это хорошо понимал. И прямо об этом писал.

Автору этой книги представляется, что в развитии картины мира можно выделить по крайней мере три важнейших, можно сказать, революционных, интеллектуальных прорыва.

Первый — это появление картины мира Анаксимандра. Это был грандиозный интеллектуальный рывок, когда человек пришел к мысли, что тяжелая Земля не может стоять на бесконечных подставках и постаментах, а просто парит в пространстве. К этому привело критическое мышление философа, его логика. Он осо­знал, что такое решение логичнее тупиковой идеи о бесконечных подставках. Замечательно, что никаких экспериментов и наблюдений, которые подтверждали бы эту идею, не было. Это была умозрительная концепция, и она была принята потому, что в ней было меньше противоречий, чем в альтернативных идеях.

Второй прорыв — это картина мира Джордано ­Бруно. Философ пришел к мысли, что Вселенная безгранична в пространстве, что никаких границ у Вселенной нет и не может быть. У такой Вселенной нет центра и нет окраин, она всюду и всегда примерно одинакова.

И, наконец, третий интеллектуальный прорыв связан с концепцией Александра Фридмана. Из уравнений Фридмана получалось, что у Вселенной должно быть начало. Что же касается бесконечности и кривизны Вселенной, то, как и у Эйнштейна (не надо забывать, что именно уравнения Эйнштейна лежали в основе разработок Фридмана), Вселенная Фрид­мана — это так называемая гиперсфера конечного размера — как и у Эйнштейна, но меняющаяся со временем.

Можно заметить, что идея меняющейся со временем (эволюционирующей) Вселенной автоматически разрешала и гравитационный парадокс Зелигера, и фотометрический парадокс Ольберса. Во Вселенной Фридмана гравитация ведет себя так, как ей и положено: она честно притягивает галактики друг к другу. Если общая масса галактик велика, гравитация победит, и галактики приблизится другу к другу, объединяясь в единый ком материи. Если же загадочный начальный толчок был столь мощен, что галактики приобрели огромные скорости и тяготение не сможет их побороть, — расширение Вселенной будет продолжаться вечно.

Что касается фотометрического парадокса, то он решается самим фактом существования начала Вселенной. Если у Вселенной было начало, значит, позади у нас пусть большой, но не бесконечный интервал времени. Это значит, что свет от каких-то далеких галактик просто еще не дошел до нас с каких-то направлений, и в этом направлении мы видим черное небо.

Фридман в своей научно-популярной книге «Мир как пространство и время», изданной в 1923 году, написал: