Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Забегая немного вперед, скажем, что судьба модели де Ситтера в современной космологии, несмотря, казалось бы, на значительную искусственность (полное отсутствие вещества!), оказалась определенно удачнее судьбы модели Эйнштейна.

Смертельным ударом для модели Эйнштейна оказалось от­крытие Эдвином Хабблом разбегания галактик. Впрочем, стро­го говоря, первым был американский астроном Весто Слайфер. Исследование спектров других галактик (хотя в то время их на­зывали «внегалактическими туманностями» и кипели споры об их природе) он начал еще в 1912 году. А в том же 1917 году, в кото­ром вышла вышеописанная работа Эйнштейна, он опубликовал статью, где на основе красного смещения линий в измеренных спектрах «туманностей» сделал вывод об их удалении от нас.

Однако, повторим еще раз, так как, ни природа данных «ту­манностей», ни расстояние до них известны еще не были, ника­ких «космологических» выводов в его статье не делалось. Так что лавры первооткрывателя Эдвин Хаббл все же носит по пра­ву. Своими наблюдениями 1927-1929 годов на 250-см телескопе- рефлекторе (самом большом телескопе того времени) обсерва­тории Маунт Вилсон он убедительно доказал, что загадочные «спиральные» туманности на самом деле являются гигантскими звездными системами — галактиками, такими же, как и наша Галактика. Самой первой «туманностью», в которой Хаббл разглядел отдельные звезды, была знаменитая Туманность Андромеды.

Но этим открытия Хаббла отнюдь не ограничились. Он су­мел измерить расстояние до этих галактик! Хаббла «выручили» Цефеиды — звезды типа дельты Цефея, которые изменяют свой блеск по периодическому закону. Ранее было показано (по звез­дам нашей Галактики), что светимость и период изменения бле­ска цефеид находятся во взаимосвязи. Таким образом, измеряя период, мы можем получить светимость звезды-цефеиды. А зная светимость и видимую звездную величину, мы можем вычислить Расстояние (разумеется, здесь есть свои сложности, мы связан­ные, например, с межзвездным поглощением света).

311

Таким путем Хаббл смог определить расстояние до тех двух десятков туманностей, красное смещение (а следовательно, и скорость удаления) которых ранее измерил Слайфер. А это, в свою очередь, позволило ему получить свое знаменитое соот­ношение: v = Hr, где v — скорость удаления от нас галактики, г — расстояние до нее, а Н — постоянная, носящая ныне его имя, «постоянная Хаббла».

Необходимо сразу отметить, что скоростью удаления галакти­ки, фигурирующей в законе Хаббла, является скорость, обуслов­ленная космологическим расширением Вселенной. Это весьма принципиальный момент, который иногда упускают из виду. Так, Большой Взрыв, положивший начало нашей Вселенной, за­частую представляют в виде взрыва некой гигантской космиче­ской «бомбы», после чего начался разлет вещества в простран­стве. Естественно, столь же часто после подобных представлений возникает следующий вопрос: а где же, в таком случае, находится то самое место, откуда «начался» «разлет» Вселенной? В каком оно созвездии и насколько от нас далеко в этом направлении?

А так как задающий подобный вопрос зачастую знает, что га­лактики удаляются от нашей во все стороны, у такого человека может возникнуть идея, что «центр Вселенной» находится где- то в нашей Галактике или, по крайней мере, поблизости от нее.

На самом деле все совсем не так. В момент рождения Вселенной произошел не разлет вещества в пространстве (в са­мые начальные моменты, кстати, никакого вещества еще вооб­ще не было), а начало «раздуваться» само пространство-время. Хорошей аналогией (хотя и не совсем точной) является тут уже упомянутый воздушный шарик. В рамках этого классического примера представим, что галактики — это точки на поверхно­сти шарика, и начнем этот шарик надувать. Где для двухмерного существа, живущего на шарике, будет находиться «центр» рас­ширения? Нигде и в то же самое время — везде. Ведь о центре шарика двумерное существо, живущее на его поверхности, не имеет никакого понятия. Любая (а не одна-единственная, чем-то «выделенная») галактика будет удаляться от всех других.

312

И как раз именно потому, что скорости галактик в законе Хаббла имеют своей причиной «расширение» пространства- времени, они могут превышать скорость света. И никакого противоречия с теорией относительности тут нет — ведь она запрещает сверхсветовые скорости (что конкретно имеется в виду под «сверхсветовыми» скоростями в теории относительно­сти — было объяснено в начале главы) в пространстве — а тут у нас «расширяется», как уже было сказано, само пространство- время. Условно говоря, мы не можем двигать точки по линейке со сверхсветовой скоростью — но тут у нас «увеличивается» сама линейка.