Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Когда мы смотрим очень далеко — это означает, что мы смотрим далеко в прошлое: ведь свет от самых далеких галактик, которые мы сегодня можем увидеть в наши телескопы, шел к нам более 13 миллиардов лет. Это значит, что мы видим далекие галактики такими, какими они были 13 миллиардов лет назад, в те времена, когда Вселенная была гораздо моложе, чем сейчас. Согласно закону Хаббла, эти ­галактики удаляются от нас с чудовищными скоростями — десятки тысяч километров в секунду! Красное смещение в спектрах этих (наиболее далеких) галактик огромно.

Мы понимаем, что уже близки к пределу: ведь если нашей Вселенной 13,8 миллиарда лет, это означает, что мы никогда не увидим ничего на таком, а тем более большем расстоянии: ведь свет с больших расстояний просто не успел к нам дойти за все время существования Вселенной. Свет, согласно теории относительности, движется с одной скоростью и никогда быстрее. Значит ли это, что самые далекие галактики, которые мы можем увидеть, находятся на расстоянии 13 миллиардов световых лет?

Мы не должны забывать, что за 13 миллиардов лет, пока свет самых далеких наблюдаемых галактик шел к нам, эти галактики успели «улететь» от нас в невообразимую даль. Расчеты показывают, что самые далекие видимые галактики сейчас находятся в 45 миллиардах световых лет от нас! Но это вовсе не значит, что это самые далекие от нас галактики.

Итак, Хаббл изменил картину мира.

Оказалось, что теория Фридмана верна. Она была подтверждена измерениями красного смещения галактик, которые выполнил Хаббл. И это означает, что у Вселенной было начало, и начала она свое существование с загадочного Большого взрыва. После открытия Хаббла можно было обсуждать, что такое Большой взрыв, почему он произошел, кто его устроил (или что его устроило), но сомнений в том, что нечто, именуемое Большим взрывом, действительно произошло примерно 14 миллиардов лет назад, уже не оставалось.

В науке принято доверять проверенным фактам. Красное смещение, а значит удаление галактик, подтверждалось и подтверждается наблюдениями, выполненными десятками обсерваторий во всем мире на протяжении уже почти сотни лет. Поэтому можно спорить по поводу того, что такое Большой взрыв, но в самом факте Большого взрыва (что бы это ни было) сомневаться уже давно не приходится.

10. Вселенная, горячая в начале

Неведомым законам судьбу свою вверяя,
Непостижимым далям звенящей пустоты,
Таинственным виденьем сквозь вечность проступают
Миров чужих, далеких туманные черты…

…Какой должна быть сила, чтоб их лишить покоя?

Чтоб разбросать, как зерна, зародыши Миров?
Чтоб Путь швырнуть наш Млечный неистовым прибоем,
В глубины Мироздания без помощи богов?..

Борис Комберг («Якову Борисовичу Зельдовичу, к 65-летию)

Полноценная космология как наука, а не как набор умозрительных гипотез, зародилась в ХХ веке с теоретических работ Эйнштейна, Фридмана, Леметра[37] и открытия Хаббла. До этих исследований космология была скорее философской, чем естественнонаучной дисциплиной. Мыслители рассуждали, как должна (или может) быть устроена Вселенная. Эти предположения невозможно было ни доказать, ни опровергнуть, а значит, согласно принципам научного метода такие концепции не имели никакого отношения к науке.

Непреложный факт присутствия космологического красного смещения в спектрах галактик и следующий из этого факта закон Хаббла резко изменили ситуацию. Теперь любая картина мира должна была обязательно учитывать, описывать и объяснять открытый Хабблом факт. Те варианты картины мира, где не было разлета галактик, следовало отвергнуть (это пришлось сделать).

Итак, галактики удаляются друг от друга. Вселенная, как предполагали и Эйнштейн, и Хаббл, действительно оказалась однородной и изотропной. Вселенная расширяется, подобно поднимающемуся тесту с изюмом. Если мы представим себя в одной из изюминок (пусть это будет наша Галактика), мы обнаружим, что со временем все прочие изюминки удаляются от нас в разные стороны, и чем дальше находится от нас та или иная изюминка (другая галактика), тем быстрее нарастает расстояние до нее. Замечательно, что, если мы пересядем на другую изюминку, картина не изменится: по-прежнему все прочие изюминки будут от нас удаляться.

Расширение теста с изюмом, разумеется, во многом отличается от космологического расширения — в частности, в том, что в самом начале изюминки были все-­таки не в одной точке теста, хотя и близко друг к другу. А что же было в начале Вселенной? Как это узнать, не придумывая, а опираясь на факты?

Астрономия (точнее, ее наиболее быстро развивающаяся часть — астрофизика) давала все больше данных для этого.