Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Новое дыхание «пульсирующей Вселенной» придал наш зна­менитый физик Андрей Сахаров в 1980 году, предположив, что в этот самый момент происходит обращение стрелы времени — соответственно, при уходе дальше в прошлое радиусы Вселенной снова начинают увеличиваться.

Сейчас, впрочем, проблему «начала» Вселенной предпочита­ют решать другим образом, и об этом мы еще расскажем.

А пока вернемся к нашему шарику. Что же будет, если мы бросим шарик со скоростью, большей второй космической (если плотность Вселенной будет меньше критического значения)? Небесная механика нам говорит, что в отсутствие действия дру­гих тел (условие, заведомо выполняющееся в случае Вселенной, которая содержит все тела в себе самой) шарик так и будет бес­конечно удаляться от Земли, а его скорость будет стремиться к некоему постоянному значению. Точно так же и Вселенная, чья плотность окажется меньше критической, так и будет бесконеч­но расширяться, с темпом расширения, стремящимся к некой постоянной величине.

Это модель была рассмотрена Фридманом во второй рабо­те — «О возможности мира с постоянной отрицательной кри­визной». И, как уже видно из названия статьи, и здесь полная плотность Вселенной определяет геометрию мира, который в данном случае оказывается имеющим постоянную отрицатель­ную кривизну. В математическом смысле это четырехмерная псевдосфера с мнимым радиусом. Двумерным аналогом такого пространства является поверхность гиперболоида вращения или же так называемой седловидной поверхности. Сумма углов треугольника (и на такой поверхности, и в таком мире) ока­зывается меньшей 180 градусов. Мир постоянной отрицатель

318

ной кривизны называется «открытым», его объем бесконечен, _й световой луч, однажды испущенный, уже никогда не вернется обратно.

Но число возможных геометрий для Вселенной не исчер­пывается этими двумя случаями. Третий (и, в сущности, самый простой) вариант был рассмотрен Эйнштейном и де Ситгером в 1932 году. Это Вселенная, полная плотность которой в точности равна критической. Трехмерное пространство такого мира будет привычным нам плоским пространством, в котором выполняют­ся все аксиомы евклидовой геометрии. И сумма углов треуголь­ника в нем будет в точности равна 180 градусов, и параллельные прямые никогда не пересекутся. Этот мир тоже «открытый».

Легко понять, что в нашей аналогии с шариком такой мир бу­дет соответствовать случаю, когда скорость шарика в точности равна второй космической. И так же, как такой шарик уйдет на бесконечность и будет иметь там нулевую скорость, «плоская» Вселенная будет расширяться неограниченно долго, со скоро­стью расширения, асимптотически стремящейся к нулю.

Но это в 1932 году Эйнштейн настолько принял идею Фрид­мана о нестационарной Вселенной, что, как видим, даже занял­ся ее развитием. Поначалу же он решительно ее отверг. И его можно понять — стремясь достичь стационарности, он, как мы уже сказали, пошел на ничем теоретически не оправданную мо­дификацию уравнений буквально только что созданной им же самим теории. И тут — все его усилия пошли прахом. Так что, ознакомившись с теорией Фридмана, отозвался он о ней доста­точно резко: «Результаты относительно нестационарного мира, содержащиеся в работе Фридмана, представляются мне подо­зрительными. В действительности оказывается, что указанное ^в них решение не удовлетворяет уравнению поля».

Но великий ученый был велик во всем, и как человек — тоже. Всего буквально через год Эйнштейн признает, что ошибался ^Не Фридман, а сам он в оценке работы Фридмана: «Я считаю ра­боты Фридмана правильными и проливающими новый свет». ^ ^в *931 году, когда теория нестационарной Вселенной получила

319

всеобщее признание, Эйнштейн сказал: «Первым на этот путь стал Фридман».

Однако решающим доказательством расширения Вселенной как мы уже сказали, стало открытие Хаббла. Именно оно, судя по всему, так подействовало на Эйнштейна, что он отрекся не только от идеи стационарной Вселенной, но и от лямбда-члена Существуют свидетельства, что Эйнштейн называл гипотезу лямбда-члена самой своей большой ошибкой в науке.

История, однако, показала, что Эйнштейн несколько поторо­пился...

В определенном смысле еще интереснее сложилась судьба открытия Хаббла. Хаббл, как и Фридман, тоже считается отцом современной космологии, его заслуги велики и неоспоримы. И космический телескоп, чьими великолепными снимками каж­дый из вас, думаем, не раз любовался, носит его имя по праву. Однако Нобелевскую премию (а открытие Хаббла, вне всякого сомнения, является открытием такого калибра) он так и не по­лучил.

И причина в немалой степени заключается в самом Хаббле. Да, настоящий ученый должен уметь признавать свои ошибки, но не менее важно для него уметь настоять на своей правоте. А Хаббл, много лет совершенно правильно трактовавший крас­ное смещение в спектрах далеких галактик как результат космо­логического расширения Вселенной, вдруг стал говорить, что смещение это вызывается неким «космическим старением» све­та по пути к нам.