Космос - Карл Саган

380

В Индии много богов, и каждый имеет множество воплощений. Среди бронзовых статуй эпохи Чола*, отлитых в XI веке, есть несколько изваяний бога Шивы. Самая красивая и грандиозная из них представляет создание Вселенной в начале космического цикла, мотив, известный как космический танец Шивы. Бог, который в этом своем воплощении носит имя Натараджан, или Король Танца, имеет четыре руки. В верхней правой руке у него барабан, звук которого символизирует музыку творения. В верхней левой — язык пламени, напоминающий, что Вселенная, только что созданная, по прошествии миллиардов лет непременно будет уничтожена.

Мне нравится думать, что эти глубокие и поэтичные символы предвосхищают современные астрономические идеи**. То, что Вселенная начала расширяться в момент Большого Взрыва, весьма вероятно, но вовсе не очевидно, что ее расширение будет продолжаться вечно. Расширение может постепенно замедлиться, остановиться и обратиться вспять. Если количество вещества во Вселенной меньше некоторой критической величины, тяготения разбегающихся галактик окажется недостаточно, чтобы остановить расширение Вселенной, и оно будет длиться вечно. Но если помимо видимого нам вещества есть еще немало материи, скрытой в черных дырах или, например, в форме горячего, но невидимого межгалак-

* Династия Чола правила в Индии с 850 по 1275 г. — Пер. ** В надписях майя также встречаются даты, относящиеся к очень далекому прошлому, а иногда и к далекому будущему. Одна из надписей касается событий, происходивших более миллиона лет назад, другая, вероятно, заглядывает в прошлое на 400 миллионов лет назад, хотя на сей счет у специалистов по культуре майя нет единого мнения. Пусть увековеченные в надписях события являются мифологическими — удивителен сам масштаб временной шкалы. За тысячелетие до того как европейцы освободились от библейской идеи, что миру всего несколько тысяч лет, майя вели счет на миллионы лет, а индусы — на миллиарды. — Авт.

381

тического газа, тогда Вселенная окажется связана собственной гравитацией, и ее судьба будет напоминать индуистскую последовательность циклов, в которой расширение сменяется сжатием, одна вселенная — другой и так до бесконечности. Если мы живем в такой пульсирующей Вселенной, тогда Большой Взрыв — это не создание Космоса, а скорее исход предыдущего цикла, распад прежнего воплощения.

Ни одна из этих современных космологий не выглядит особенно привлекательной. Одна говорит, что Вселенная возникла около десяти или двадцати миллиардов лет назад и будет вечно расширяться, разгоняя галактики, пока последняя не исчезнет за нашим космическим горизонтом*. Тогда внегалактические астрономы потеряют работу, звезды остынут и умрут, сама материя распадется и Вселенная станет тонкой холодной дымкой из элементарных частиц**. Согласно другой теории — модели пульсирующей Вселенной — Космос не имеет ни начала, ни конца, мы находимся посреди бесконечного цикла космических смертей и перерождений, и никакая информация не сохраняется при переходе от одной пульсации к другой. Ни одна из галактик, звезд, планет, жизненных форм, цивилизаций, возникших в прошлом

* В наше время расширение Вселенной не приводит к уходу галактик за горизонт, поскольку сам горизонт Вселенной расширяется со скоростью света. — Пер.

** Судьба материи в открытой бесконечно расширяющейся Вселенной не совсем ясна. Такие объекты, как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, образованием которых завершается эволюция звезд, а также планеты и астероиды вполне способны существовать неограниченно долго. Существует, правда, гипотеза, что протон — основная частица, определяющая строение атомов, — может оказаться неустойчивой с периодом полураспада около 1031 лет. В таком случае по прошествии времени, в 1022 раз превышающего нынешний возраст Вселенной, в мире действительно не останется ничего, кроме очень небольшого количества излучения и легких элементарных частиц. — Пер.

382

воплощении Вселенной, не перетекает в нынешнюю реальность, ни одна не минует Большого Взрыва, чтобы обрести известность в настоящем мироздании. Судьба Вселенной в обоих вариантах космологии рисуется довольно безрадостной, но нам остается только искать утешение в масштабах времени, о которых идет речь. Все описываемые события занимают десятки миллиардов лет и даже больше. Человечество и наши потомки, кем бы они ни были, могут многого достигнуть за десятки миллиардов лет, остающихся до гибели Космоса.

Если Вселенная и в самом деле пульсирует, то возникает ряд еще более странных вопросов. Некоторые ученые думают, что, когда расширение сменится сжатием, когда спектры далеких галактик приобретут голубое смещение, произойдет инверсия причинности и следствие станет предшествовать причине. Сначала по воде разойдутся круги, а потом я брошу камень в пруд. Сперва загорится факел, а потом я его подожгу. Вряд ли мы сможем понять, что означает подобная инверсия причинности. Будут ли люди рождаться в могиле и умирать в чреве матери? Потечет ли время вспять? Имеют ли смысл все эти вопросы?

Ученые задаются вопросом, что случается в пульсирующей Вселенной в критический момент, когда сжатие уступает место расширению. Некоторые думают, что в этот момент происходит спонтанное изменение законов природы, что физика и химия, которые задают порядок в нашей Вселенной, — это всего-навсего одно из бесконечного разнообразия возможных сочетаний законов природы. Нетрудно показать, что лишь очень ограниченный диапазон законов природы допускает существование галактик, звезд, планет, жизни и разума. Если законы природы непредсказуемо изменяются в критические моменты, только невероятно редкое сов-

383

падение заставит космический игровой автомат выкинуть джекпот — породить вселенную, допускающую наше существование*.

Живем ли мы во Вселенной, которая будет бесконечно расширяться, или в той, что испытывает бесконечные циклические пульсации? Это можно выяснить, тщательно подсчитав общее количество вещества во Вселенной или попробовав разглядеть край нашего космоса.

Радиотелескопы способны обнаружить очень слабые и очень далекие объекты. Заглядывая в бездны пространства, мы устремляем свой взор в глубины времени. Ближайший квазар находится примерно в полумиллиарде световых лет**. Самый далекий, вероятно, в десяти или двенадцати миллиардах. Но глядя на объект, удаленный на двенадцать миллиардов световых лет, мы видим его таким, каким он был двенадцать миллиардов лет назад. Исследуя далекий космос, мы изу-

* Законы природы не могут случайно перетасовываться в критических точках. Ведь тогда на одной из множества пульсаций, которые прошла Вселенная, реализовался бы закон тяготения, неспособный вызвать сжатие Вселенной. Позволь Вселенная реализоваться такому закону тяготения, она стала бы бесконечно расширяться, лишившись возможности в будущем пройти очередную критическую точку и испытать новую пульсацию с иным набором законов природы. Отсюда можно сделать вывод, что либо Вселенная существует на протяжении конечного времени, либо на возможные физические законы, действующие на каждой ее пульсации, наложены строгие ограничения. Если физические законы не полностью произвольно меняются в критических точках, значит, должны существовать закономерности или правила, определяющие, какие законы допустимы, а какие нет. Такой набор правил стал бы частью новой физики, стоящей над той, что существует сейчас. Наш язык недостаточно богат; похоже, в нем нет подходящего названия для такой новой физики. Слова «парафизика» и «метафизика» уже задействованы для обозначения иных и, по всей видимости, совершенно бесперспективных видов деятельности. Возможно, подойдет слово «трансфизика». — Авт.

** В действительности ближайший известный квазар находится на расстоянии около 2 млрд. световых лет. — Пер.

384

чаем далекое прошлое, приближаемся к горизонту Вселенной, к эпохе Большого Взрыва.

В пустынном районе штата Нью-Мексико установлена система VLA (Very Large Array), состоящая из двадцати семи отдельных радиотелескопов. Электронные коммуникации соединяют телескопы в единую фазированную решетку, уподобляя их одному инструменту, в поперечнике достигающему десятков километров, что соответствует максимальному расстоянию между антеннами*. В радиодиапазоне VLA имеет разрешающую способность, то есть возможность различать тонкие детали объектов, сравнимую с крупнейшими наземными оптическими телескопами.

Иногда радиотелескопы соединяют с телескопами на другой стороне земного шара, увеличивая базу до размеров, сопоставимых с диаметром Земли. В некотором смысле получается телескоп размером с планету**. В будущем возможен вывод телескопов на гелиоцентрическую орбиту, чтобы они находились с другой стороны от Солнца. В результате получится радиотелескоп, сравнимый по размеру с внутренней частью Солнечной системы. Подобные телескопы могут раскрыть внутреннее строение и природу квазаров. Возможно, удастся найти эталонную свечу для квазаров и определить расстояние до них методом, независимым от их красных смещений. Разобравшись в строении самых далеких квазаров и природе их красного смещения, мы, возможно, узнаем, было ли расширение Вселенной быстрее миллиарды лет