Вселенная

 Во все века жила, затаена, 
 Надежда - вскрыть все таинства природы. 

В. Брюсов

Что такое Вселенная? Договоримся примерно так: Вселенная - это то, что, по современным представлениям, в принципе может наблюдать земное человечество.

"По современным представлениям" - кто же знает, не изменятся ли они? "Земное человечество" - если все же есть другие вселенные, там могут быть, хотя это звучит не совсем по-русски, другие человечества; они могут наблюдать совсем другое. "В принципе" - эта оговорка несет даже два смысловых значения. Во-первых, "наблюдать" - не обязательно "видеть", хотя бы и в телескоп. Какие-нибудь мю-мезоны и в микроскоп не увидишь, в лучшем случае можно увидеть их следы в камере Вильсона. А кварки, говорят, никогда и следов не оставят. И все-таки в существовании мюонов никто, а в существовании кварков почти никто не сомневается. Во-вторых, человечеству, может быть, просто не отпущено достаточно времени, чтобы увидеть все, что можно видеть. Взорвется, например, поблизости сверхновая - от Солнечной системы и пыли не останется. А то и само человечество спалит себя в огне ядерной войны. Тут, правда, есть способ спастись - бороться за мир.

У нас уже промелькнули слова "другие вселенные". Видимо, "наша Вселенная" - не единственная. А как же выглядит "всё-всё-всё"? Как говорится, "современная наука в этом вопросе бессильна". Тут имеется большой простор для самой необузданной фантазии, для самых безумных идей. А вот поведение нашей Вселенной, иначе называемой Метагалактикой, во многом уже прояснилось.

Вернемся на минутку в доэйнштейновское время. Вселенная однородная, бесконечная; тяготение подчиняется ньютоновой формуле. Тут же возникают неприятности. Ночное небо должно светиться, как поверхность Солнца (парадокс Ольберса), напряженность гравитационного поля всюду должна быть бесконечной. Парадоксы обнаруживали... и не обращали на них внимания.

Но вот появилась общая теория относительности, Отличия от Ньютона немалые. Как теперь должна выглядеть Вселенная? Первым эту задачу начал решать, как нетрудно догадаться, сам Эйнштейн. Уравнения есть, но это дифференциальные уравнения (соотношения, содержащие не только некоторые величины, но и их производные). Надо задать какие-то дополнительные условия, чтобы начать решение. Одним из таких условий Эйнштейн выбрал стационарность Вселенной. Ведь если Вселенная - это и есть "всё-всё-всё", то разве она может меняться? И ничего путного у Эйнштейна не получалось. Никак не удавалось подойти к решению, учитывая, что тела лишь притягиваются друг к другу (другими взаимодействиями в масштабе Вселенной, конечно, можно пренебречь). И Эйнштейн не нашел ничего лучшего, как придумать A-член, позволяющий считать, что наряду со всемирным тяготением есть еще и "всемирное отталкивание".

И вдруг из далекой, разрушенной гражданской войной России пришла статья математика, специалиста по метеорологии А. А. Фридмана, из которой следовало, что уравнения Эйнштейна для Вселенной можно решить и без A-члена. "Всемирное отталкивание" - фокус, придуманный для выполнения совершенно не обязательных условий, что называется гипотеза ad hoc; именно такие гипотезы, как мы помним, страшно не любил Ньютон.

Правда, Вселенная Фридмана... нестационарна! Впрочем, этого и следовало ожидать; ведь Λ-член был введен Эйнштейном только для того, чтобы спасти стационарность Вселенной. Да, но что означает не стадионарность Вселенной? Ну, например, Вселенная расширяется... Куда же ей расширяться, если она Вселенная? Что-то тут не так. Но упрямый Фридман доказывает Эйнштейну, что ошибки нет.

"Высший поступок,- сказал Блейк,- поставить другого впереди себя." Именно такой поступок и совершил Эйнштейн: немедленно публично признал правоту Фрид-мана. А тут кстати подоспели и "экспериментальные" (конечно, наблюдательные, эксперимент со Вселенной не поставишь) данные в пользу расширения Вселенной. Оказалось, что галактики без видимой причины разбегаются друг от друга. Но ведь тяготение Фридман не отменил, а -член выбросил. Почему же может расширяться Вселенная? Ответ один: по инерции.

Давным-давно, этак 10 или даже 20 миллиардов лет назад, произошел Большой Взрыв, началось расширение Вселенной. Правда, в то время галактики не разбегались, их просто еще не было. Но когда они образовались из разлетающегося вещества, импульс сохранился и они до сих пор разбегаются. А что же дальше? А дальше, по-видимому, так: если запас энергии у разбегающихся галактик достаточен, чтобы преодолеть силы тяготения, то расширение Вселенной неостановимо, если недостаточен - Вселенная пульсирует. Решает все средняя плотность вещества во Вселенной. Пока эта величина кажется недостаточно большой, чтобы остановить расширение. Но вспомним задачу 19: погасшие, невидимые звезды; межгалактическая пыль; недавно появились сведения, что нейтрино имеют массу (массу покоя). Может быть, во Вселенной и наберется достаточное количество "скрытой массы", и со временем расширение Вселенной сменится сжатием...

Но все это - не тема нашей книги. Космология - интереснейшая наука, о ней вышла масса книг, в том числе и в Библиотечке "Квант"^*. А мне только и остается, что, отослав Читателя к этим книгам, попрощаться с ним, ибо, как сказано в бессмертном писании гениального директора Пробирной палатки: "И саго, употребленное не в меру, может причинить вред".

^* (См., например: Новиков И. Д. Как взорвалась Вселенная.- М.: Наука, 1988.- Библиотечка "Квант", вып. 68. )