Анатолий Томилин - Занимательно о космологии

Анатолий Николаевич Томилин

Занимательно о космологии

Вместо введения

Уважаемый читатель! Перед вами книжка о космологии. Но прежде чем переходить к сути дела, давайте договоримся, что мы оба будем понимать под указанным термином.

Космос — с греческого «вселенная».

Логос — на том же древнем языке означает: «понятие, учение или наука». Соединив обе части вместе, мы одним махом можем покончить с семантическими исследованиями и получить:

Космология — наука, изучающая вселенную! Коротко и просто. Остается не совсем ясным пустяк — что подразумевать под словом «вселенная»? Есть одно легкомысленное определение, которое гласит: «Вселенная есть все сущее вокруг нас!» Так говаривали прежде. Так порой повторяем и мы, не задумываясь об ассортименте окружающей нас действительности. А он, ассортимент-то этот, довольно обширен. Он простирается от живого до мертвого, от взаимоотношений людей до столкновения элементарных частиц и галактик. От мезонов с «веком» в миллиардные доли секунды до звезд, возраст которых исчисляется миллиардолетиями. От фотонов с массой покоя равной нулю и до квазаров — гигантских скоплений бушующей материи, вобравших в себя массы миллиардов солнц…

Определение «все сущее» получается довольно расплывчатым. Разве в состоянии кто-нибудь постигнуть все-все? Да к этому и стремиться нечего. Говорят же умные люди: изучать все — значит, не изучать ничего. Недаром наука поделена на некие приусадебные участки, за которыми бдительно следят рачительные хозяева.

Мы заговорили об элементарных частицах, и смотрите, как нахмурились физики. Тайны материи на ее элементарной стадии развития — прерогатива физики элементарных частиц!

Мы упомянули о квазарах и галактиках — насторожились астрономы и радиоастрономы. И те и другие очень не любят, когда их путают, но в драку, если ущемляются интересы музы Урании, вступают сообща.

Мы коснулись вероятности столкновения частиц, вычисления сил взаимодействия огромнейших галактик — математики лишь удивленно поднимают брови. Эти интеллигентные люди глубоко убеждены, что любая наука, пока она не стала отраслью математики, сродни шарлатанству. Убеждены, но молчат из вежливости.

И все-таки, несмотря ни на какие протесты физиков, грозные лица астрономов и поднятые брови интеллигентных математиков, все три науки входят равноправными ингредиентами в общий котел космологии. И не только они. Есть еще один…

Оглядитесь, все окружающее имеет свое начало, все окружающее имеет свой конец. Так подсказывает нам здравый смысл, так подсказывает сама конечность нашего с вами существования в этом мире. Вот вы родились, дорогой читатель, пришли в мир, в котором вас никогда не было. Пройдет много лет, пусть даже очень много — целая жизнь, но вы уйдете из мира навсегда, а он останется таким же прекрасным…

Никогда и навсегда — от этих слов веет холодом царства Аида. Да и существуют ли такие понятия на самом деле? Мы материалисты. Мы знаем, что даже человечество на нашей планете, даже сама жизнь на ней не вечны. Если верить ученым, она возникла-то не так уж давно. Развилась из куска протоплазмы до смышленой, хотя и не особенно симпатичной, волосатой обезьяны, позже превратившейся в человека. Но пройдет срок, и сначала люди, а потом и жизнь вообще покинут Землю. Наша планета станет непригодной для «способа существования белковых тел…». Да и сама планета не вечна. Не вечно Солнце. Не вечны звезды, галактики, может быть, даже вселенная… Вы никогда не задумывались над этим? Не пытались заглянуть за фасад слов: «всегда» и «никогда», «вечность» и «бесконечность», чтобы хоть одним глазком увидеть, какие бездны они собой прикрывают. Ведь если вселенная родилась и умрет, то что же было до рождения самой первой, самой-самой первой звезды? И что будет потом?..

«Да ну вас… — вежливо скажет разумный читатель, — философия!» И будет прав. Философия! Именно философия — четвертый ингредиент, входящий в науку о вселенной. Физика, математика, астрономия и философия за круглым космологическим столом. Автору очень хочется подчеркнуть слово «круглым» потому, что еще совсем недавно космологию с легкостью именовали «частью астрономии». А теперь? Теперь космология — наука о вселенной в целом! Так написано в учебнике астрономии. Ощущаете разницу? Наука!.. Энциклопедия уточняет определение: «Космология — учение о вселенной как целом, включающее в себя теорию всей охваченной астрономическими наблюдениями области как части вселенной». После этого понятие о космологии приобретает в астрономическом смысле глобальный характер и нуждается в дальнейших пояснениях: что изучает космология и на чем основывается? Сошлемся на мнение известного советского специалиста А. Л. Зельманова: «Современная космология рассматривает распределение, взаимодействие и движение масс в мировом пространстве, его геометрические свойства, превращения энергии во вселенной». Что ж, это уже ответ. Теперь об основах: «Она (космология) опирается на эмпирические сведения о строении, свойствах и поведении наблюдаемой части вселенной, на основные физические законы, а в характерных для космологии далеко идущих обобщениях — также на общие философские соображения». Тоже понятно: наблюдения + теория + философские обобщения!

И наконец, чтобы закончить первую встречу с космологией, оценкой ее места в современности, уместно привести слова академика В. Л. Гинзбурга о том, что «в науке о неживой природе существуют сейчас только две фундаментальные проблемы: физика элементарных частиц и космология».

Вот, пожалуй, теперь автор спокоен. Вдумчивый читатель, прочитав все определения, должен прийти к выводу, что космология сугубо теоретическая, «чистая» наука, не имеющая особого практического смысла. На что же она нужна? Чтобы только думать? Забивать себе голову проклятыми вопросами, на которые жрецы Зороастра и Будды давали куда более вразумительные, с точки зрения «здравого смысла», ответы, чем можем сделать это мы сейчас?

Скорбя о золотом веке, мудрый Эразм Роттердамский писал: «…древние люди были слишком богобоязненны, чтобы испытывать с нечестивым любопытством тайны природы, пытаться проникнуть в сокровенные причины вещей; они сочли бы кощунством желание смертного человека сделаться мудрее, нежели то предопределено его жребием».

О космологии пока написано сравнительно немного популярных книг. Во-первых, потому, что довольно долгое время она действительно являлась одним из разделов астрономии, причем далеко не самым доступным. Во-вторых, и автор заявляет об этом со всей ответственностью, ни теоретическая физика, ни геометрия многомерных пространств, ни тем более общая теория относительности плюс споры философов о бесконечности и проблемах времени не являются подарками, с точки зрения популяризации. Все это заставляет автора просить взыскательного читателя отнестись к его книжке как к истории приключений и злоключений идей и их творцов, не претендующей на особую научную строгость.

Начало пути к современной «космологической модели мироздания» усыпано пеплом. Листы сожженных на кострах книг смешались с прахом их авторов.

Сегодня космологических гипотез слишком много, чтобы они могли уместиться на едином цоколе истины. Кроме того, они непримиримы, нетерпимы друг к другу, претендуя каждая на единственно правильное описание мироздания. Да и не могут различные идеи сосуществовать мирно. Ведь вселенная у нас одна, «издана, — как говорил французский математик Анри Пуанкаре, — только в одном экземпляре». Однако не значит ли это, что если по сей день нет надежной, достаточно глобальной теории вселенной, то не стоит и говорить об этой науке? Вывод в век перенасыщения информацией, конечно, заманчивый, но примитивный.

Почему-то в истории нет ни одного действительно великого деятеля науки, действительно настоящего ученого, который не отдал бы часть трудов своих вопросу построения картины мироздания! Чем же важна эта картина для нас? И почему она была важна всегда для человечества?

Автор рассчитывает, что на эти вопросы читатель и ответит себе сам, прочитав книгу.

Автор глубоко убежден, что, не будь Пифагора и Демокрита, Аристотеля с Птолемеем, мы с вами не могли бы считать в своем активе такие имена, как Коперник, Ньютон, Ломоносов, Эйнштейн и Фридман. При этом каждая мысль, пусть она кажется наивной с позиций XX столетия, но рожденная в муках ради поиска истины, есть величайшее и главнейшее наше богатство. С этих позиций идея Фалеса Милетского, всего лишь отказавшегося от помощи богов в объяснении природных феноменов, ничуть не менее уважаема, чем решение Александром Фридманом космологических уравнений Эйнштейна и провозглашение принципа расширяющейся вселенной астрономами Хабблом и Ж. Леметром. По этой причине, прежде чем перейти к гипотезам и теориям сегодняшнего дня, автор и приглашает решительного и смелого читателя в длинное путешествие в глубь времен по некоторым вехам истории науки. И если подобный вояж вас не пугает, тогда в путь!..