Виктор Стенджер - Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса
Галилей также создал новую науку — механику материальной точки, которая в полной мере развилась спустя поколение в Англии благодаря, возможно, величайшему ученому-аналитику всех времен Исааку Ньютону (1642–1727).
Секрет успеха новой науки заключался в том, что решающее слово в вопросах, касающихся материального мира, больше не принадлежало священным авторитетам, на смену им пришло наблюдение. Это справедливо, во всяком случае для ученых, не связанных церковными догмами. Эту доктрину, называемую эмпирическим подходом, впервые предложил Фрэнсис Бэкон (1561–1626). Позже ее развил Джон Локк (1632–1704), и она стала основополагающим принципом работы организации, которая определяла стандарты на протяжении всей последующей научной эпохи, — Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе. Его учреждение было утверждено хартией английского короля Карла II в 1662 году, вскоре после того, как он вернулся на трон.
В эпоху научной революции телескопы стали мощнее, и наконец люди осознали, что Солнце — всего лишь одна из звезд галактики Млечный Путь. Благодаря огромным зеркальным телескопам, изобретенным еще Ньютоном, а теперь повсеместно установленным на горных вершинах, XX век шагнул далеко вперед в изучении космоса. Наша родная галактика, Млечный Путь, оказалась всего лишь одной из множества других галактик видимой Вселенной, которых насчитывается, как мы теперь знаем, порядка сотен миллиардов, и каждая из них состоит примерно из 100 млрд. звезд.
Не меньшим потрясением стало открытие того, что Вселенная расширяется и большинство галактик в ней удаляются друг от друга со скоростью, нарастающей по мере увеличения расстояния между ними. Это натолкнуло ученых на мысль, что Вселенная представляет собой отголосок так называемого Большого взрыва, произошедшего, по нынешней оценке, 13,8 млрд. лет назад.
Оценки астрономов относительно размеров видимой Вселенной увеличились с 1000 световых лет в 1900 году до 46,5 млрд. световых лет в 2000 году. Любой сигнал, движущийся со скоростью света, полученный с этого расстояния, происходит от Большого взрыва. Сигнал, пришедший с меньшего расстояния, может иметь другой, более поздний источник. Сигнал, идущий с большего расстояния, не достиг бы нас за время существования Вселенной. Такой сигнал выходит за пределы космологического горизонта. Но, обратите внимание, это не значит, что дальше этой точки нет ничего.
К концу XX столетия космологи накопили убедительные доказательства того, что в первую крохотную долю секунды своего существования Вселенная скачкообразно расширилась на много порядков. А значит, размеры Вселенной, образовавшейся вследствие этого первоначального взрыва, значительно, возможно на сотни порядков, превышают размеры части, ограниченной нашим горизонтом.
Уже этого достаточно, чтобы у читателя закружилась голова. Но не забывайте, появились веские основания считать, что вся наша бескрайняя Вселенная — всего лишь одна из несчетного числа других, часть Мультивселенной, простирающейся бесконечно в пространстве и времени, как в прошлом, так и в будущем. Если она существует, то у нее нет ни начала, ни конца.
Эти выводы не умозрительны, они основаны на огромном числе наблюдений, которые ведутся с горных высот, из космоса и из-под земли. Этих наблюдений становится все больше, точность их возрастает. Раньше основным источником информации о космосе были фотоны — электромагнитные частицы, испускаемые астрономическими объектами. Мы можем наблюдать их не только в той части спектра, которую способны воспринимать наши глаза, но и в диапазоне на 20 и более порядков шире видимой части электромагнитного спектра.
Теперь же к астрономии фотонов добавилась новая, молодая и развивающаяся дисциплина — нейтринная астрономия, способная показать Вселенную под другим углом. Нейтрино почти не взаимодействуют с материей и способны проходить сквозь нее совершенно бесследно. Похоже, что благодаря этим частицам мы сможем узнать много нового о космических явлениях и процессах, которые нельзя исследовать с помощью фотонов.
Каждый из этих методов наблюдения по-своему способствовал усовершенствованию наших знаний о Вселенной, однако наибольшую роль сыграли, пожалуй, измерения анизотропии РИ, сохранившегося после Большого взрыва. Благодаря им были получены данные о волнах звукового диапазона, порожденных квантовыми флуктуациями на самом раннем этапе развития Вселенной, которые в конечном итоге привели к появлению сложной структуры материи, впоследствии сформировавшей современные галактики. Большой взрыв и вправду был громким. Данные РИ, образно говоря, отражают основной тон и обертоны, возникшие при игре на грубо сделанном инструменте в зале с плохой акустикой, тем не менее они позволили космологам не только определить характеристики этого инструмента, но и выяснить кое-что о планировке самого зала.
Эти и другие наблюдения показали, что светящееся вещество — звезды и облака горячего газа, которые мы наблюдаем в небе невооруженным глазом и с помощью телескопа, — составляет всего 0,5% от общей массы Вселенной. Еще 4,5% приходится на долю несветящегося вещества: планет и потухших звезд, которые также состоят из хорошо знакомых нам атомов. Еще 26% вещества имеет в своей основе нечто отличное от атомов и составляющих их элементарных частиц. Это до сих пор не найденное вещество получило название «темная материя». Оставшиеся 69% представлены загадочной темной энергией, под действием которой Вселенная расширяется все быстрее, и этот процесс будет продолжаться бесконечно, разрежая ее все сильнее.
В современном мире термином «атом» традиционно обозначают элементы периодической таблицы Менделеева. Однако, если использовать это слово применительно к основному «неделимому» веществу Вселенной, чем бы оно ни было, вспомнив значение, которое ему придавали древние греки, мы вернемся к определению, которым они описывали материальный мир: «Всё есть атомы и пустота». Пустота, в свою очередь, — это пространство между атомами.
Заметьте, что темная энергия полностью материальна, на нее действуют гравитация и инерция, что характеризует ее как материю. Энергия — это одно из свойств материи, а не что-то отдельное от нее.
Но эта книга — больше чем просто история космологии, рассказанная специалистом по физике элементарных частиц. С древних времен, созерцая окружающий мир, люди искали объяснение увиденному. До недавних пор им катастрофически не хватало инструментов, как материальных, так и интеллектуальных, чтобы создать достоверную картину мира, свободную от мистики и суеверий. Не будучи в состоянии увидеть настоящие силы, вызывающие многие явления, они придумали мифы, объясняющие эти явления с точки зрения знакомых, но более могущественных сил, чем те, которые они видели или, как в случае с ветром, чувствовали.
Что касается космоса, то небо представлялось им небесным сводом, а резкий контраст между точными движениями небесных тел и непредсказуемым поведением Земли наводил на мысль о том, что ими управляют боги или даже что они сами являются богами. Большую часть истории человечества астрономия и астрология были связаны. При этом астрономия предоставляла точный часовой механизм, позволявший эффективно предсказывать события, подобные разливу Нила. Астрология же давала бессмысленные предсказания, например в какой день лучше начать войну.
Благодаря Копернику, Галилею и Ньютону у нас появилась менее антропоцентрическая модель мира. Но на протяжении веков, вплоть до недавнего времени, большинство ученых все же считали, что за любым явлением должен стоять Божий промысел.
В этой книге будут описаны события, которые привели к значительным успехам современной космологии и появлению современной картины Вселенной, включающей также изумительную возможность существования множества других вселенных. Подавляющее большинство людей не осознает истинной ценности этих открытий. Надеюсь, мне удастся сделать их хоть немного более простыми для понимания.
Мы увидим, что при описании Вселенной, доступной нашим органам чувств и наблюдательным приборам, можно обойтись без каких бы то ни было сверхъестественных сил. Это утверждение оспаривают люди, заявляющие, что не могут понять, как настолько сложные структуры, которые мы видим повсюду вокруг себя на Земле и в космосе, могли появиться без вмешательства сверхъестественной Божественной силы. Из этого они делают вывод, что Бог-создатель обязан существовать.
Как мы увидим в этой книге на множестве примеров, этот аргумент к сложности представляет собой не более чем доказательство, основанное на пробелах в научных и естественных данных, менее вежливо его еще называют «аргументом к невежеству». То, что отдельный автор не может понять, как тот или иной феномен объясняется с научной точки зрения, не означает, что единственно возможное объяснение — сверхъестественное.
