Происхождение Вселенной, Солнечной системы и Земли. Мир глазами современной науки - Владимир Воронцов

Разумеется, всё это тоже только теоретическое предположение, о чём не преминул отметить сам автор вышеупомянутой статьи: «Большинство проблем, обсуждаемых в этой статье, относится к „метафизической космологии“, к той ветви космологии, которая не может опираться на непосредственные наблюдения. Это не означает, однако, что такие проблемы не поддаются рациональному анализу: идеи можно проверять по тому, насколько они вписываются в общую картину Вселенной» (Vilenkin, 1985).

Действительно, фактических подтверждений у инфляционной модели Большого взрыва практически нет. Поиск того вакуума, который может произвести Вселенную, успехом не увенчался. Из вакуума, имеющегося в нашем распоряжении (причём в неограниченном количестве), получить ничего не удаётся. Американский учёный Брэд Лемли, обсуждая эту проблему в журнале Discover, пишет: «Квантовая теория утверждает, что вакуум подвержен квантовым неопределённостям. Это значит, что из него могут материализоваться объекты, которым, впрочем, свойственно мгновенно в нём же исчезать… Теоретически, благодаря этой квантовой причуде, которую физики именуют флуктуацией вакуума, может возникнуть всё на свете… Впрочем, с огромной вероятностью возникает лишь пара субатомных частиц… и крайне быстро исчезает. Спонтанное возникновение устойчивого объекта размером хотя бы с молекулу крайне маловероятно. Однако в 1973 г. доцент Колумбийского университета Э. Трайон предположил, что Вселенная могла появиться именно таким образом. Вся Вселенная, по словам А. Гута, может быть «бесплатным завтраком» (Lemley, 2002).

«„Вселенная из ничего“ – это вымысел, фикция, не имеющая никакого обоснования в объективной реальности», – пишет американский математик Амир Ацель (1950—2015) (Ацель, 2015).

Астроном Дэвид Дарлинг в журнале New Scientist по этому поводу высказался более категорично: «Не позволяйте толкователям космологии одурачить вас. У них тоже нет ответов на вопросы – хотя они хорошенько поработали над тем, чтобы убедить всех, и себя в том числе, в том, что им всё ясно… На самом же деле объяснение того, как и откуда всё началось, – до сих пор серьёзная проблема. Не помогает даже обращение к квантовой механике. Либо не существовало ничего, с чего всё могло бы начаться – ни квантового вакуума… ни каких бы то ни было физических законов, в соответствии с которыми ничтó могло превратиться в нéчто. Либо же существовало нéчто, и в этом случае оно требует объяснения» (Darling, 1996).

Гипотетичность идеи зарождения материи Вселенной из вакуума – не единственное слабое место в теории Большого взрыва. Если детально проанализировать события, которые предположительно должны были происходить после Взрыва, то можно выявить ряд важнейших параметров, которые при этом должны быть соблюдены в абсолютной точности.

2.2.3 Идеальная скорость расширения. Исследования скорости расширения Вселенной показали, что она очень близка к критическому значению, при котором Вселенная способна преодолеть собственную гравитацию и расширяться вечно. Будь эта скорость чуть меньше – произошёл бы коллапс Вселенной, а будь она чуть больше – космическое вещество давно бы рассеялось. Интересно выяснить, насколько точно скорость расширения Вселенной попадает в этот очень узкий допустимый интервал между двумя возможными катастрофами. Если бы в начальный момент предполагаемого Большого взрыва скорость расширения Вселенной отличалась от своего реального значения более чем на 1/100000000000000000 долю, этого оказалось бы достаточно для полного нарушения тонкого баланса. Таким образом, сила взрыва Вселенной с невероятной точностью должна была соответствовать её гравитационному взаимодействию. Что обеспечило ему такую точность и откуда она могла взяться? Удовлетворительный ответ на этот вопрос до сих пор не получен (Девис, 1989; Хокинг, 2007).

2.2.4 Идеальная картина расширения. Загадка идеальной скорости расширения Вселенной – первая в череде космических чудес8. Другая связана с характером расширения Вселенной в пространстве. По данным современных наблюдений, Вселенная в больших масштабах чрезвычайно однородна, что касается распределения вещества и энергии. Глобальная структура космоса почти одинакова как при наблюдении с Земли, так и из отдалённой галактики. Галактики рассеяны в пространстве с одинаковой средней плотностью, и из каждой точки Вселенная выглядит одинаково по всем направлениям. Заполняющее Вселенную первичное тепловое излучение падает на Землю, имея во всех направлениях одну и ту же температуру с точностью не ниже 10—4. Это излучение на пути к нам проходит в пространстве миллиарды световых лет и несёт на себе отпечаток любого встречающегося ему отклонения от однородности. Крупномасштабная однородность Вселенной сохраняется по мере расширения Вселенной. Отсюда следует, что расширение происходит однородно и изотропно с очень высокой степенью точности. Это означает, что скорость расширения Вселенной не только одинакова по всем направлениям, но и постоянна в различных областях. Если бы Вселенная в одном направлении расширялась быстрее, чем в других, то это привело бы к уменьшению температуры фонового теплового излучения в этом направлении и изменило бы видимую с Земли картину движения галактик (Девис, 1989).

Таким образом, эволюция Вселенной должна была начаться не просто со взрыва строго определённой силы, а со взрыва, который должен был быть так организован, чтобы обеспечить столь равномерное движение образующегося в нём вещества во всём пространстве на протяжении всех предполагаемых 13,7 млрд лет. Английский учёный Стивен Хокинг9 отмечает, что такое просто невозможно. Даже ранняя Вселенная не могла быть однородной, потому что «это нарушило бы существующий в квантовой механике принцип неопределённости» (Хокинг, 2006а).

«Почему Вселенная так однородна в больших масштабах? – пишет Хокинг. – Почему она выглядит одинаково во всех точках пространства и во всех направлениях? В частности, почему температура космического фона микроволнового излучения практически не меняется при наблюдениях в разных направлениях? Когда на экзамене нескольким студентам подряд задаётся один и тот же вопрос и их ответы совпадают, вы можете быть совершенно уверены в том, что они советовались друг с другом. Однако в описанной модели с момента Большого взрыва у света не было времени, чтобы попасть из одной удалённой области в другую, даже если эти области располагались близко друг к другу в ранней Вселенной. Согласно же теории относительности, если свет не может попасть из одной области в другую, то и никакая другая информация тоже не может. Поэтому разные области ранней Вселенной никак не могли выровнять свои температуры друг с другом, если у них не были одинаковые по какой-то непонятной причине температуры прямо с момента рождения» (Хокинг, 2007).

Действительно, крайне маловероятно, чтобы подобное одновременное и согласованное расширение могло произойти чисто самопроизвольно, и это сомнение усиливается в рамках традиционной теории Большого взрыва тем, что различные области первичного космоса причинно не связаны друг с другом. Дело в том, что, согласно теории относительности, никакое физическое воздействие не может распространяться быстрее света. Следовательно, различные области пространства могут оказаться причинно связанными друг с другом лишь по прошествии определённого промежутка времени. Например, спустя 1 секунду после Взрыва свет может пройти расстояние не более одной световой секунды, что соответствует 300 тыс. км. Области Вселенной, разделённые большим расстоянием, через 1 секунду ещё не будут оказывать влияния друг на друга. Но к этому моменту наблюдаемая нами область Вселенной уже занимала пространство не менее 1014 км в поперечнике. Следовательно, Вселенная состояла примерно из 1027 причинно не связанных друг с другом областей, каждая из которых тем не менее расширялась с точно одинаковой скоростью (Девис, 1989).

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

Исаак Ньютон: что управляет мирозданием В своём эссе De gravitatione Ньютон обосновывал вечность и неизменную природу пространства тем, что «она порождается вечным и неизменным Существом». В 31-м параграфе «Оптики» Ньютон отверг идею, будто мир мог возникнуть из хаоса под действием одних лишь законов природы. Мир, указывал Ньютон, должен был быть создан Богом, который является личностью, «весьма сведущей в механике и геометрии». К такому выводу он пришёл на том основании, что гравитации, направленной к центру тела, было явно недостаточно, чтобы объяснить, как планеты оказались на орбитах. Тело, падающее к Солнцу, должно было приобрести поперечную компоненту движения, чтобы начать вращение по орбите, а не упасть на Солнце или пролететь мимо него. Поскольку параболические и гиперболические траектории соответствовали обратноквадратичному закону гравитации, то, чтобы попасть на замкнутую эллиптическую орбиту, планета должна испытать строго определённый «толчок» в строго определённый момент времени. Точно вычислить этот момент и силу толчка могло только Божество, которому следовало принять во внимание «несколько расстояний: от Солнца до основных планет, от Сатурна, Юпитера и Земли – до спутников, и скорости, с которыми эти планеты могли вращаться на заданной дистанции вокруг центральных тел, имеющих заданное количество материи». Кроме этого, Ньютон считал, что для существования и длительной работы систем требуется предохранение в форме Божественного провидения, без которого планеты сбились бы с пути или врезались в Солнце. Движение, согласно известному афоризму Ньютона, легче теряется, чем приобретается. Вторжение внешних тел вносит хаос в систему, поскольку те воздействуют на любые планеты, оказавшиеся поблизости. Да и Солнце может терять свою массу посредством испарения. Ньютон считал, что Бог, который «пребывал всюду с начала времён», непосредственно поддерживает Вселенную и управляет ей (Брук, 2004).