©"Семь искусств"
  июль 2023 года

Loading

Две независимые группы исследователей открыли, что в далёком космосе скорость разбегания галактик не падает, а напротив заметно возрастает, так что можно с большой долей уверенности предсказать неизбежный распад всего сущего в абсолютном мраке и холоде. Мы несёмся на волне бессмысленного взрыва в никуда. Объяснение тому — наличие зловещей антигравитации, некой тёмной силы.

Виталий Мацарский

БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ: ЗА И ПРОТИВ

(из книги «Сэр Фред Хойл и драма идей»[1])

(окончание. Начало в № 6/2023)

* * * * *

Виталий МацарскийЛюбопытно, что до появления теории Большого взрыва вопрос о причине и происхождении конкретных параметров нашей Вселенной, похоже, просто не возникал. Астрономы и физики лишь изучали то, что они наблюдали, явно или неявно предполагая, что данная нам Вселенная — это всё что есть и что подлежит анализу и обобщению в виде законов природы. Современная космология радикально изменила это представление — вместо одной уютной Вселенной появилось бесконечное множество вселенных с самыми разными свойствами и параметрами, а может быть и с разным числом измерений вместо привычных нам трёх пространственных и одного временнóго. Теперь на космологии отрабатываются теории элементарных частиц, квантовая механика, теория струн. Следствия из современной теории Большого взрыва поразительны. Я не буду пересказывать их своими словами, а приведу цитаты из упоминавшейся раньше обзорной статьи академика А.М. Черепащука 2013 года.

«Барионное вещество (атомы и молекулы) составляет лишь примерно 4% от полной плотности материи во Вселенной. Во Вселенной доминирует так называемый тёмный сектор. Тёмная материя (примерно 23%) ничего не излучает и не поглощает и проявляет себя лишь гравитационным притяжением. Она гравитационно скучивается и обнаруживает тенденцию к концентрации вблизи больших масс барионного вещества. Скорее всего, это особые элементарные частицы, которые пока ещё не открыты в земных лабораториях. Тёмная энергия (73%) также ничего не излучает и не поглощает, проявляет себя лишь своим гравитационным взаимодействием (отталкиванием). Тёмная энергия гравитационно не скучивается (скорее всего, представляет собой поле или совокупность полей). Плотность тёмной энергии почти не зависит от времени, от красного смещения. Поэтому со временем, по мере возрастания объёма Вселенной, вклад тёмной материи в общий баланс сил во Вселенной увеличивается. Когда возраст Вселенной был менее 7 млрд лет, во Вселенной преобладало гравитационное притяжение тёмной материи, барионов и фотонов. В момент, когда возраст Вселенной достиг 7 млрд лет, вклад тёмной энергии сравнялся с вкладом обычного вещества; для более поздних эпох во Вселенной (и большего её объёма) стало преобладать гравитационное отталкивание тёмной энергии. Поэтому в нашу эпоху Вселенная расширяется с ускорением.

Современная космология учитывает весь комплекс наблюдательных данных, накопленных благодаря применению мощных средств наблюдений. В частности, принимается во внимание тот удивительный факт, что барионное вещество, из которого состоят звёзды, галактики, а также человек, составляют всего лишь 4% от полного количества материи во Вселенной; главная же доля материи во Вселенной — это тёмный сектор (тёмная материя и тёмная энергия), природа которого пока непонятна. Особенно важно то, что современная модель Вселенной является эволюционной: мы не только имеем представление о структуре Вселенной, но и делаем заключения о путях её развития и даже обсуждаем проблемы происхождения нашей Вселенной, а также возможность возникновения других вселенных, причинно не связанных с нашей. Настало время, когда человечество пытается распространить принцип Коперника не только на Землю, Солнце, нашу Галактику, но и на всю Вселенную; по-видимому, наша Вселенная, как и вся Галактика, ничем не выделена и является лишь одной из многих, причинно не связанных вселенных Мультимира.

На самых ранних стадиях формирования нашей Вселенной, по-видимому, существовал инфляционный период, который начался через 10-43 cек. после рождения классического пространства–времени. В интервале времён от 10-43 до 10-36 cек. происходило экспоненциальное раздувание Вселенной, после чего начался распад скалярного поля, что привело к возрастанию энтропии Вселенной и рождению частиц. Сценарий вечной инфляции предсказывает бесконечное рождение разных причинно не связанных вселенных. Этот процесс не имеет ни границ, ни пределов. Наша Вселенная — лишь одна из многих вселенных Мультимира.

До последних десятилетий XX века господствовало представление о том, что релятивистская расширяющаяся Вселенная исчерпывающе представляет собой весь материальный мир. С конца XX века картина Единственного существующего мира уступает место картине Множественности многоликих миров–вселенных. В этом и состоит начавшаяся третья революция в астрономии и космологии».[2]

В той же статье академик А.М. Черепащук пишет: «Здесь предоставляется большой простор для фантазии теоретиков», и это действительно так. Сейчас публикуется огромное число статей и книг, посвящённых развитию упомянутых выше идей, в чём может убедиться каждый, посетив, например, интернет–ресурс http://arXiv.org.

* * * * *

Казалось бы, теория Большого взрыва восторжествовала окончательно, но инакомыслящие всегда были, есть и будут. В прежние времена их отправляли на костёр, как Джордано Бруно, или заставляли отречься от своих взглядов, как Галилео Галилея, теперь же употребляются более гуманные, но не менее эффективные методы.

Холтон Арп, которого все знали под именем Чип, был одним из основных астрономов–наблюдателей в той же обсерватории, где в своё время работал Хаббл. После обнаружения квазаров Арп приступил к обширной программе исследований этих необычных объектов. Вскоре он получил ряд результатов, не вписывавшихся в теорию Большого взрыва. Из его наблюдений следовало, что многие квазары были физически связаны с туманностями, причём красные смещения квазаров были на несколько порядков больше, чем смещения туманностей, к которым они вроде бы принадлежали. Это означало, что огромные величины красных смещений могли вызываться иной причиной, чем их разлётом. У некоторых квазаров красное смещение было настолько велико, что по закону Хаббла выходило, будто они движутся со сверхсветовыми скоростями. Такого теория относительности не допускала, а потому было найдено объяснение, сводившееся к тому, что если очень быстрые квазары наблюдаются по лучу зрения в направлении их движения, то возникает иллюзия сверхсветовых скоростей.

Вот что Арп писал в 1988 году:

«Если бы простая теория Большого взрыва могла объяснить все наблюдения, а именно это и казалось возможным на протяжении ряда лет, то она стала бы тем, к чему все стремятся — простым и элегантным решением. Однако начиная с 1966 года стали накапливаться наблюдения, которые нельзя было объяснить в рамках общепринятой картины. У некоторых внегалактических объектов обнаружились красные смещения, которые не вызывались их разбеганием. Стало очевидным, что требовалось как-то изменить общепринятую теорию. Однако, некоторые весьма влиятельные учёные отреагировали на эти наблюдения крайне резко. Они заявили, что такие наблюдения “противоречат известным законам физики”, а потому никак не могут быть верными. К сожалению, казалось бы полезная гипотеза превратилась в некую абсолютную догму. Простыми словами эта догма формулируется так: “В данный уникальный момент в истории человечества нам известно всё важнейшее, что можно знать о природе. Несмотря на долгую историю фундаментальных научных революций, мы уверены, что сюрпризов уже больше не будет, то есть мы уже всё познали”. Мне это кажется совершенно абсурдным».[3]

Холтон (Чип) Арп

Холтон (Чип) Арп

Арп продолжал свои наблюдения и нашёл множество «нестандартных» квазаров. В 1966 году он опубликовал «Атлас пекулярных галактик»,[4] где привёл множество снимков и параметров обнаруженных им различных галактик и некоторых связанных с ними квазаров. Руководство обсерватории ясно давало понять Арпу, что его наблюдения нежелательны, а получаемые им результаты не имеют научной ценности. Ему стали ограничивать время, отводимое для наблюдений, а в 1983–1984 годах и вовсе отлучили от телескопа. Его перестали печатать в научных журналах и даже пытались поставить под сомнение его квалификацию.

В книге, написанной в 1997 году, Арп с горечью упоминает о том, как один неназванный им Нобелевский лауреат, выступая перед многотысячной аудиторией, сказал: «Арп ничего не понял из моего курса лекций. Конечно, нужно было бы провалить его на экзамене, но я не стал этого делать, потому как содрогнулся при мысли, что мне придётся встречаться с ним ещё раз».[5] (Согласно его биографии, Арп в 1949 году получил диплом с отличием в Гарварде, а в 1953 году также с отличием защитил диссертацию в Калтехе. Он был удостоен многих международных премий и наград). В конце концов, Арп, один из опытнейших американских астрономов–наблюдателей, уехал работать в Германию, в Институт астрофизики в Гархинге, около Мюнхена. Он скончался 28 декабря 2013 года.

Джефри Бербидж, прекрасно разбиравшийся в ситуации, в 1974 году рассказывал.

«В начале 1950-х годов Алан Сэндидж приложил огромные усилия, чтобы заполучить Чипа Арпа в обсерваторию Маунт–Вилсон. Он был близким другом Арпа, но сейчас с ним полностью порвал, потому как Чип делает то, что Алан считает неверным. Это очень неприятная ситуация. Там бушуют сильные страсти. Я часто повторяю, что эмоции обратно пропорциональны количеству информации. В этом смысле космология подобна религии — крохи информации и безграничная вера».[6]

Бывший советский учёный, позднее переехавший в США, Эраст Борисович Глинер (1923-2021) был одним из основоположников теории инфляции. Академик А.М. Черепащук пишет:

«В основе этой теории лежит смелая гипотеза о причине космологического расширения, выдвинутая свыше 40 лет назад петербургским учёным Э.Б. Глинером. Согласно идее Э.Б. Глинера, исходный разгон материи Вселенной создал антитяготение первичного космического вакуума. Развитие этой идеи привело к созданию инфляционных теорий, в основе которых рассматриваются различные скалярные поля и фазовые переходы в них».

Казалось бы человек в струе и должен быть оценен. Но вышло иначе.

Главный редактор журнала Успехи физических наук, академик, лауреат Нобелевской премии по физике за 2003 год, Виталий Лазаревич Гинзбург писал в предисловии к опубликованной в этом журнале статье Глинера:

«Эта статья скорее подходила бы для специального журнала, а не для УФН, если бы не имели места некоторые особые обстоятельства. Автору статьи принадлежат пионерские работы, важные для современной космологии. Трижды раненный на фронтах Отечественной войны и дважды награждённый боевыми орденами, он в 1945 году был арестован и 10 лет провёл в заключении (к счастью, частично в “шарашках”, то есть спецтюрьмах, где работал как физик и инженер). В 1956 году он был полностью реабилитирован “ввиду отсутствия состава преступления”. К сожалению, в 1980 году Глинер эмигрировал в США, поскольку были известные всем нам трудности с получением его детьми университетского образования.[7] В США он успешно работал в нескольких университетах в области физики Солнца и общей теории относительности. В 1987 году он однако потерял работу после того как на семинаре в одном из всемирно известных университетов страны высказал мысли, близкие к изложенным в настоящей публикации и, видимо, неугодные некоторым преуспевающим космологам в США».

В упоминаемой статье Э.Б. Глинер высказывает вроде бы нейтральную мысль о том, что «в симбиозе физики элементарных частиц и общей теории относительности эта последняя, как полагает автор, представлена неадекватно и является источником неадекватности и самой инфляционной космологии». Приведу несколько цитат из статьи Глинера.

«Инфляционные сценарии основаны на предположениях, сделанных ad hoc, и подгонке многочисленных свободных параметров теории. По замечанию Уилера, сделанному прежде, чем это было осознано, появление сингулярностей в общей теории относительности явилось “величайшим кризисом в истории физики”. Смысл этих слов станет яснее, если заметить, что проблема сингулярностей пространства–времени состоит не только в том, что их не удаётся описать внутренним образом (как, например, и элементарные частицы), сколько в том, что их не удаётся непротиворечиво описать и внешне, так что они остаются вне рамок физики».[8]

Это практически слово в слово то, что не уставал повторять Фред Хойл. Глинер полагал, что идея раздувания ошибочна, а потому «нет нужды допускать существование космологической сингулярности».[9] Такого рода высказываний оказалось достаточно, чтобы он лишился работы.

Джефри Бербидж не считал себя космологом, а потому полагал, что может быть независимым арбитром в том, что касалось теорий возникновения и эволюции Вселенной. В 1971 году он опубликовал в Nature обстоятельную статью[10] «А был ли Большой взрыв?», из которой я приведу несколько отрывков.

«Свидетельства в пользу космологии Большого взрыва гораздо менее убедительны, чем принято считать, и не исключено, что мы живём в стационарной Вселенной. Те, кто знаком с космологической литературой, знают, что во все времена космологические представления формировались не в результате объективной оценки имеющейся информации, а под влиянием горстки сильных личностей. Сейчас мы находимся в такой же ситуации, и даже более запутанной, потому как часто пытаемся для проверки космологических теорий использовать классы неких объектов без должного понимания происходящих там физических процессов».

(В скобках отмечу, что аналогичную мысль высказывал и Хойл. «В прошлом первооткрыватели должны были убедить в своей правоте лишь ограниченный круг людей. Поль Дирак, по моему мнению, должен был убедить не больше десятка коллег, а Эйнштейн, создав в 1915 году общую теорию относительности, и того меньше. По мере усложнения науки этот круг значительно расширяется, и тогда в почёте оказывается тот, кому лучше удаётся манипулировать мнением большинства. Действительно ли он оказывается первооткрывателем — дело случая».)

Вкратце описав историю возникновения и развития теории Большого взрыва, Бербидж отметил:

«Похоже, что тех, кто считает допустимым единичный акт творения, но недопустимым постоянное порождение материи, и тех, кто придерживается противоположной точки зрения, разделяет пропасть. Я полагаю, что корни современного конфликта в космологии лежат именно в этой, не имеющей ничего общего с наукой пропастью».

Дальше Бербидж подробно и критически рассматривает следующие из наблюдений свидетельства в пользу эволюционирующей Вселенной и заканчивает статью так.

«Так был ли на самом деле Большой взрыв? Мне кажется, что пока мы этого не знаем. Для ответа на этот вопрос потребуется получить много дополнительной информации и проанализировать её, исходя не из предвзятого подхода, направленного на подтверждение каких-то узких представлений, а в самом широком смысле и творчески».

Статья не прошла незамеченной и вызвала многочисленные отклики. В интервью 1974 года Бербидж вспоминал:

«Алан Сэндидж сказал мне тогда: “Джеф, вы с Фредом убиваете космологию”. Какая чушь! Разница между подходами, например, моего с Фредом и другими заключается в том, что большинство полагает будто им ясно виден скелет и на него остаётся лишь нарастить плоть. Мы же с Фредом считаем, что мы пока не знаем, как выглядит скелет, даже какова его общая структура. Но большинство прёт как танк, и обсуждать с ними что-либо крайне трудно».

* * * * *

В августе 1989 года главный редактор журнала Nature Джон Мэддокс выступил с редакционной статьёй под красноречивым названием «Долой Большой взрыв».[11] Выделенное жирным шрифтом резюме было кратким и суровым. «Модель Большого взрыва не только неприемлема с философской точки зрения, но и чересчур упрощённо описывает происхождение Вселенной. Она вряд ли переживёт следующее десятилетие». Вердикт Мэддокса — яркий пример того, что предсказывать трудно, особенно будущее. Это парадоксальное высказывание обычно приписывают Нильсу Бору.

(Не могу удержаться, чтобы не привести ещё пару–тройку предсказаний типа «пальцем в небо», на этот раз из области вычислительной техники. В 1943 году президент IBM сказал: «Я думаю, во всём мире спрос на компьютеры будет составлять штук пять». В 1977 году президент компании DEC полагал, что «нет никаких причин, по которым компьютер следовало бы иметь дома».[12] В 1969 году крупный специалист по информатике уверенно заявлял: «Никто не пойдёт на дикие расходы по записи на магнитную ленту полного содержания или даже рефератов всех научных журналов, которые когда-либо издавались. Даже работа по перепечатыванию этих материалов на машинке уже стоила бы довольно дорого; кому придёт в голову нажимать миллиарды раз на телетайпные клавиши для того, чтобы эти слова были в конце концов воспроизведены ещё раз, причём в менее приятном виде, какой обеспечивает счётная машина? Никакое механическое хранение документов — ни микрофильмы, ни видеозапись или другие современные средства — не может конкурировать с книжными полками открытого доступа. Некоторые пространные обоснования преимуществ автоматической выдачи информации представляют собой фактически попытку придумать новые применения этой техники, чтобы хоть как-то оправдать колоссальные расходы на оборудование».[13])

Модель Большого взрыва, горячего происхождения Вселенной, не только пережила следующее десятилетие 1990-х годов, но и продолжила своё триумфальное шествие благодаря новым данным наблюдений, получаемым различными космическими и наземными телескопами. Эта модель не только выжила, но уже с 1980-х годов стала называться её сторонниками «стандартной».

Хойл с немногочисленной группой коллег был с этим несогласен. В августе 1990 года в Nature в рубрике «Гипотезы» была напечатана их статья под заголовком «Внегалактическая Вселенная: альтернативный подход».[14]

«Столь популярная сейчас космологическая модель весьма сомнительна, и данные наблюдений позволяют предположить, что, возможно, Большого взрыва никогда не было». Авторы выдвинули несколько возражений против модели «горячей Вселенной». Они, в частности, указали, что чернотельный спектр реликтового излучения и его практически полная однородность делали весьма трудным объяснение образования крупномасштабной структуры Вселенной, например, образование галактик. В полностью однородном фоне такого излучения не было тогда замечено никаких флуктуаций, не было хоть каких-то «затравок», из которых путём дальнейшего гравитационного скучивания могли бы образоваться галактики, звёзды и планеты. Это было большой проблемой и для её решения были приложены огромные усилия.

Как уже упоминалось, анализ данных, полученных космическим аппаратом COBE, позволил обнаружить весьма слабую анизотропию реликтового излучения, за что в 2006 году два американских руководителя этого проекта — Джордж Смут и Джон Мазер — были удостоены Нобелевской премии по физике. COBE был запущен в ноябре 1989 года, а уже в апреле 1992 года было объявлено об обнаружении им искомых «затравок», о чём на первой странице оповестила газета The New York Times. Именно в этой анизотропии энтузиасты Большого взрыва разглядели «лик Божий».

Джон Мазер

Джон Мазер

Джордж Смут отдал свою долю премии (за вычетом расходов на поездку в Стокгольм для её получения) на благотворительность. Через пару лет после получения Нобелевской премии, уже как знаменитость, он принял участие в американском телешоу «Умнее ли вы пятиклассника?» и единственный из участников выиграл миллион долларов. Что он сделал с этими деньгами, мне неизвестно. Шоу вскоре после этого закрылось.

Джордж Смут

Джордж Смут

Фред с коллегами писали свою статью до получения результатов COBE, а потому могли позволить себе некоторые вольности стиля.

«Из чернотельной планковской природы фонового излучения и из его однородности можно лишь заключить, что мы живём в тумане, и что этот туман может быть местного происхождения. Человек, уснувший на вершине холма и проснувшийся в тумане, вовсе не полагает, что он видит момент образования Вселенной. Он просто считает, что его окутал туман».

Не обошли они вниманием и космологическую постоянную, которую ввёл Эйнштейн ещё в 1917 году в самой первой работе по релятивистской космологии. Она понадобилась ему для того, чтобы предотвратить сжатие вещества во Вселенной под действием тяготения. Позднее он отказался от неё, хотя другие космологи, в частности, Леметр считали её необходимым ингредиентом релятивистских космологических моделей.

С лёгкой руки Гамова введение космологической постоянной стали называть его «величайшим ляпом», о чём якобы сам Эйнштейн поведал Георгию Антоновичу в частной беседе. В автобиографии Гамов написал об этом так:

«Много позже, когда я обсуждал космологические проблемы с Эйнштейном, он заметил, что введение космологического члена было самым большим промахом, который он когда-либо сделал в своей жизни. Но этот промах, отвергнутый Эйнштейном, все ещё иногда используется космологами даже сегодня, и космологическая постоянная, обозначаемая греческой буквой Λ, поднимает свою гадкую голову снова и снова».[15]

Марио Ливио в своей книге[16] довольно убедительно показывает, что, скорее всего, Гамов вложил в уста Эйнштейна свои собственные представления и оценки.

По поводу космологической постоянной Хойл с коллегами писали в своей статье:

«Эта постоянная то появлялась в космологии, то изгонялась из неё с того самого момента, как её ввел Эйнштейн в 1917 году. Когда того требовали наблюдения, она призывалась, но как только теоретики приходили к выводу, что могут обойтись и без неё, её тут же снова отбрасывали».

Космологическая постоянная Λ действительно представляет для теоретиков огромную проблему. Из данных наблюдений следует, что её величина должна быть очень невелика, причём её знак — плюс или минус — определяет, будет ли Вселенная расширяться вечно, или же когда-нибудь начнёт снова сжиматься. Все попытки рассчитать эту величину из самых новейших физических теорий приводили к обескураживающему результату — из расчётов получалась величина, превосходящая наблюдаемую на 120 порядков, то есть они дают ошибку не в 10, или в 100, или даже в 1000 раз, а в число, соответствующее единице со 120 нулями после неё. Эта проблема не разрешена до сих пор, и ей посвящена многочисленная литература.[17] Теоретиков «гадкая голова» космологической постоянной всё же, похоже, не очень пугает, поскольку современная стандартная модель космологии носит название ΛCDM — модели с холодной тёмной материей и космологической постоянной, ассоциируемой с тёмной энергией.

В заключение, Хойл с коллегами писали:

«Космология — уникальная область науки. Она представляет собой колоссальное создание интеллекта, основанное на очень малом числе фактов. Сейчас преобладает тенденция заменять факты конформизмом, который как бы придаёт дополнительную уверенность в справедливости всей конструкции, как если бы она действительно основывалась на значительном числе наблюдательных данных».

Кто вызвал у сторонников модели горячей Вселенной большее раздражение — Хойл с коллегами или редактор Nature не суть важно, но они вскоре выступили в том же журнале под рубрикой «Обзоры» с обстоятельной статьёй в защиту Большого взрыва.[18] Начали они контратаку в духе Марка Твена, намекая на статьи Мэддокса и Хойла:

«Космологи привыкли к тому, что им часто приходится объяснять коллегам из других областей науки, почему слухи о кончине модели Большого взрыва несколько преувеличены. Напротив, за шесть десятилетий, прошедших с момента её создания, данные новых наблюдений и экспериментов надёжно подтверждают эту модель, а убедительных противоречащих ей данных нет. Релятивистская модель горячего Большого взрыва, вызвавшего расширение Вселенной, приводит к ряду объяснений и предсказаний, значительно превышающих число заложенных в основу теории положений, и не сталкивается ни с какими эмпирическими трудностями. Разумно заключить, что такая стандартная космология есть весьма зрелая и оправдываемая наблюдениями физическая модель.

Здоровая критика, конечно, всегда приветствуется, поскольку мы действительно используем весьма ограниченное число косвенных данных, на основании которых делаем далеко идущий вывод о том, что Вселенная стала расширяться из очень горячего и плотного состояния. Хотя критики и выдвигают некоторые серьёзные аргументы, нам представляется, что они не понимают самого важного». Далее авторы статьи, в число которых входит уже упоминавшийся Пиблз, приводят ряд свидетельств в пользу своей модели, и уверенно заявляют, что «стандартная модель выдерживает все мыслимые сейчас тесты».

Реакция Хойла с коллегами не заставила себя ждать. В мае 1992 года они опубликовали в Nature короткую заметку[19] с возражениями, где, в частности, писали:

«Мы не согласны с тем, что науку можно двигать вперёд, когда разрыв между теоретическими спекуляциями и наблюдениями или экспериментом слишком велик. Нам кажется, что именно это и имело место в космологии последние двадцать лет, а сейчас та же тенденция проявляется и в физике элементарных частиц, из-за чего учёные вынуждены гоняться за химерами, а не выяснять реальные факты».

Далее они перечисляют многочисленные, по их мнению, недостатки модели Большого взрыва и заключают:

«Нас удивляют полные энтузиазма заявления Пиблза с коллегами. Настало время открыть двери пошире, а не пытаться их закрыть, применяя такие эпитеты как “стандартная” и “зрелая” к теории, которая с учётом перечисленных недостатков явно неадекватна».

Сразу же после замечаний Хойла, на той же странице был опубликован ответ Пиблза с коллегами. Они соглашаются с тем, что в стандартной горячей релятивистской модели расширяющейся Вселенной есть много нерешенных проблем.

«Возможно, попытки решить их заведут в тупик и тогда придётся пересматривать всю фундаментальную структуру модели, но, как мы подчёркивали ранее, до сих пор этого не случилось. Нет надёжно установленных фактов, которые противоречили бы стандартной модели». С таким утверждением было согласно подавляющее большинство космологов, но не Хойл.

Фред продолжал гнуть свою линию. В январе 1992 года он опубликовал объёмистую статью «Математическая теория происхождения материи».[20] Вот её резюме. «Показано, что из простого и красивого выражения для действия можно получить: (i) уравнения классической динамики, (ii) уравнение Шрёдингера, (iii) динамическое уравнение специальной теории относительности, (iv) масштабно–инвариантное описание гравитации, включая общую теорию относительности, (v) математическую теорию происхождения материи, и (vi) потенциальную функцию теории инфляции».

Казалось бы, работа, претендующая на столь выдающиеся достижения, получаемые «одним махом», должна была бы вызвать значительный интерес, однако, судя по базе данных http://adsabs.harvard.edu/, с момента публикации и по сей день на неё сослались меньше десятка раз. Видимо, Хойла перестали читать, хотя в этой статье он писал занятные вещи. Он, например, чётко изложил три «стратегических» причины, по которым он не согласен с моделью Большого взрыва.

«Во-первых, так называемая стандартная модель Большого взрыва (на самом деле, стандартная только в глазах тех, кто очень хотел бы видеть её таковой) содержит фундаментальное логическое противоречие. Вся Вселенная должна иметь происхождение, тогда как математическая структура теории не допускает порождения материи.

Во-вторых, несмотря на огромные усилия, предпринимавшиеся в последние два десятилетия в попытках найти начальные условия, которые приводили бы к разумным астрофизическим выводам, полученные результаты не могут не вызывать разочарования даже у тех, кто потратил массу времени на подгонку данных. Иными словами, изящные результаты, полученные современной астрофизикой, из так называемой стандартной модели Большого взрыва не вытекают.

В третьих, мне не известно ни одного случая, когда появление успешной теории приводило бы к застою. В 1965–1970 годы Большой взрыв представлялся такой успешной теорией, но ожидания, по-моему, не оправдались».

Оппоненты Хойла были, конечно, не согласны с такой оценкой. Впрочем, скорее всего они не обратили на неё внимания. Космология стала одной из самых бурно развивающихся областей науки, а Хойл с его взглядами оказался за бортом, на обочине прогресса. Особенно привлекательной космология оказалась для специалистов в области элементарных частиц — первые мгновения после образования Вселенной оказывались захватывающе интересными для теоретиков, которые могли строить всевозможные модели происхождения частиц и пытаться прояснить природу «тёмной материи», которой во Вселенной получалось гораздо больше, чем обычной барионной. По поводу тёмной материи Хойл саркастически заметил:

«Эта проблема весьма интересует физиков, занимающихся элементарными частицами, которые внезапно обратились к космологии, причём в таких количествах и с таким апломбом, что астрофизики теперь могут высказывать своё мнение только шёпотом и где-нибудь в дальнем углу».

Не в характере Хойла было шептаться по углам. С начала 1990-х годов он стал развивать и пропагандировать свою модифицированную теорию, названную квазистационарной. «Наша модель основывается на представлении о том, что порождение материи происходит в ходе маленьких “Больших взрывов”, затрагивающих примерно 1016 солнечных масс, распределённых в пространстве и во времени. Начала у Вселенной нет. Привлекательной чертой модели является возможность естественным образом объяснить поступление массы и энергии из обширного ряда внегалактических объектов — протогалактик, высокоэнергичных объектов (радиогалактик и квазаров) вплоть до объектов меньшего масштаба в ядре нашей Галактики. Из теории также следует, что порождаемые частицы образуются в виде планковских частиц, которые через 10-43 секунды распадаются, чем можно объяснить образование ядер лёгких элементов».[21]

Затем последовала серия статей, освещавших квазистационарную теорию с разных сторон. Приведу из них лишь наиболее примечательные цитаты.

«В течение более чем двадцати лет наиболее предпочтительной была модель горячего Большого взрыва, а некоторые даже полагают, что она достигла зрелости. Вряд ли нужно напоминать, что за зрелостью обычно следуют угасание, кончина и разложение, а потому мы полагаем важным рассмотреть альтернативные теории, которые не только позволяют объяснить данные наблюдений, но и предложить решение центральной проблемы космологии — порождения материи».[22]

«Фридмановские модели не могут привнести в космологию ничего нового. Конденсация материи должна вводиться в них в качестве предположения. Считается, что из таких конденсаций образуются галактики, происходит постепенное сжатие вещества, а затем и коллапс, в результате чего образуются массивные чёрные дыры и аккреционные диски. Но всё это есть лишь набросок без количественных оценок. Следует помнить, что в наблюдаемой Вселенной материя практически всегда расширяется и лишь очень редко подвергается сжатию. Из принципа бритвы Оккама[23] тогда следует, что правы Амбарцумян и Джинс. Если так, то это очень сильный аргумент в пользу квазистационарной теории».[24]

«Наша квазистационарная модель, в отличие от Большого взрыва, предсказывает следующее: (i) должны быть галактики со слабым синим смещением; (ii) тёмная материя должна быть барионной; (iii) должны наблюдаться как очень старые, так и очень молодые галактики; (iv) должны существовать гравитационные волны, испускаемые в результате мини–порождения материи; (v) должны иметься свидетельства порождения материи астрофизическими источниками высокой энергии».[25]

«В многочисленных моделях образования крупномасштабной структуры Вселенной используются самые разнообразные небарионные подходы: холодная тёмная материя, горячая тёмная материя, коктейль из разных видов тёмной материи, и т.п. Все эти рецепты, несомненно, сделали бы честь любому шеф–повару».[26]

«Имеются веские причины полагать, что 4He образовался в результате сжигания водорода в звёздах, и что другие лёгкие изотопы также, весьма вероятно, образовались в ходе астрофизических процессов в звёздах. Тогда, если временной масштаб гораздо больше возраста Вселенной, следующего из постоянной Хаббла, а это именно так в нашей квазистационарной теории, то в звёздах вполне могли образоваться все химические элементы».[27]

В 1999 году Хойл с коллегами опубликовали в журнале Physics Today статью, в которой ознакомили широкие массы физиков со своим альтернативным подходом.[28] Сразу же после их статьи была напечатана весьма негативная реакция на эту публикацию, где, в частности, говорилось:

«Авторы обсуждаемой статьи исходят из своих предрассудков, которые совершенно чужды большинству космологов. Авторы придерживаются взглядов, представляющихся многим из нас, работающих в этой области, весьма неразумными».

Несмотря на явно отрицательное отношение к взглядам авторов, которые довольно пренебрежительно именуются «Бербидж и компания», в отзыве всё же отмечается, что «в последнее время в рамках инфляционных теорий появились некоторые направления, которые поверхностно напоминают модели стационарной теории».[29] Пусть и сквозь зубы, но оппонент Хойла всё же признал, что стационарная теория, возможно, была не так уж безнадёжно плоха, как её пытались изобразить.

В 2000 году вышла последняя книга Хойла с коллегами Иной подход к космологии с подзаголовком «от стационарной Вселенной через Большой взрыв к реальности». В ней фактически подведён итог более чем полувеку их работы в космологии, свёдены воедино разрозненные написанные ранее статьи и сформулированы нерешённые проблемы. Книга вызвала значительный интерес, была дважды переиздана в 2000 году, а в 2001 году был напечатан новый тираж.

Отзывы, естественно, были самыми разными, но даже оппоненты, не соглашаясь со взглядами авторов, отмечали великолепный исторический анализ, прекрасный справочный материал и ясность изложения. Фред высказывал свои мнения без обиняков, упрекая научных противников в конформизме, узости взглядов и ортодоксальности мышления. На единственной не относящейся к астрофизике фотографии изображено длинное, бредущее по тропинке стадо гусей, с подписью:

«Таким нам представляется конформистский подход к стандартной космологии горячего Большого взрыва. Мы удержались от соблазна назвать некоторых из гусей–лидеров по именам».

Анонимного рецензента из Ирландии гуси привели в восторг. И вообще, книга ему понравилась. «Это книга года. Заключительная глава — реализм в чистом виде».[30] Британский рецензент был более сдержан: «Правы ли авторы? Действительно ли Большой взрыв есть лишь заблуждение? Я не знаю».[31] Об отзывах главного редактора Nature и цитированного им крупного ортодоксального космолога уже упоминалось в предисловии.

В журнале Physics Today рецензия была более критической.

«Приводимые авторами аргументы в пользу их “нонконформизма” в целом очень интересны, а в некоторых случаях их даже можно считать примером здорового скептицизма, с которым исследователи должны относиться к любой предложенной модели. Эти аргументы важны не только потому, что они заставляют исследователей быть “честными”, но и потому, что делают книгу захватывающе интересной.

К сожалению, авторы совершают то же “преступление”, в котором обвиняют всё астрономическое сообщество. Их точно так же можно обвинить в предвзятости подхода. Разочаровывает также то, что вместо указания прорех в ортодоксальных теориях и предложений о возможных решениях имеющихся проблем, авторы с чересчур большим пылом решили защищать модели, имеющие столько же, если не больше недостатков».[32]

Конечно, на последней книге, написанной с участием Хойла, хотелось бы остановиться подробно, но я ограничусь лишь одной цитатой. «Когда дело касается действительно больших проблем, то позиция научного сообщества во многом определяется случаем».

Хойл здесь имеет в виду, что ещё в 1955 году они с Голдом и Бонди очень простым вычислением, исходя из известной тогда плотности энергии в межзвёздном пространстве, могли получить температуру фонового излучения, равную 2,78 К. «Если бы в 1955 году мы сделали этот элементарный расчёт, то понятно, что после обнаружения в 1965 году фонового излучения с температурой менее 3 К, полученный нами результат был бы более убедительным, чем оценка “выше 5 К”, данная в 1948 году Гамовым, Альфером и Херманом. Поскольку дальнейшие измерения привели к постепенному снижению температуры до современного значения 2,73 К, сторонники Большого взрыва никак не смогли бы занять центральный плацдарм, который они удерживают до сих пор. А если бы у Бонди, Голда и Хойла хватило ума припомнить результат МакКеллара для теплового возбуждения молекул CN, то, возможно, теория Большого взрыва вообще не оказалась бы в центре внимания. Досадно, конечно, что многое зависит от таких малозначительных обстоятельств, но как показывает опыт, в среднесрочном масштабе порядка пятидесяти лет, так часто и бывает». Хойл, похоже, не сомневался, что успех модели Большого взрыва преходящ, и рано или поздно её недостатки станут очевидны всем.

Время покажет прав был Хойл или ошибался, а пока за наблюдения, иногда неожиданные с точки зрения модели Большого взрыва, присуждают Нобелевские премии. Так, в 2011 году премия была присуждена за «открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения удалённых сверхновых». И похоже, все забыли о том, что ускоренное расширение Вселенной изначально предсказывалось теорией Хойла: «именно это естественно следует из квазистационарной теории Вселенной», — уверял он в 2000 году. Он не настаивал на ускоренном расширении в 1960-е годы лишь потому, что в то время астрономы, в частности Алан Сэндидж, полагали, что расширение Вселенной скорее всего замедляется, а Хойл привык доверять данным наблюдений.

Никто не вспомнил его утверждения о том, что «первая модель с инфляцией была предложена мной в 1948 году — это была модель инфляции, в которой универсальное скалярное поле связано с гравитацией таким образом, что создаётся отрицательное давление». Именно это отрицательное давление считается теперь ответственным за ускоренное расширение Вселенной в виде тёмной энергии, отождествляемой с космологической постоянной, а скалярное поле является неотъемлемой частью теории инфляции и обретения массы частицами.

Никто не вспомнил и о его представлении 1964 года о «пузырях» во Вселенной, которые могут иметь различные физические свойства и параметры физических постоянных. А ведь именно так теперь представляют себе «мультимир, мультивселенную».

Из его стационарной теории следовало несохранение барионного числа, из-за чего, как мы помним, она отвергалась советскими учёными во главе с академиком Я.Б. Зельдовичем, тогда как теперь считается, что если бы это число сохранялось, мы не могли бы существовать.

Хойл высказал много идей, которые опережали своё время. Он «бежал впереди паровоза», а это всегда опасно, потому как паровоз в конце концов догонит и раздавит.

* * * * *

Молодые поколения черпают знания из учебников, которые пишутся так, чтобы представить положение вещей наиболее простым, логичным и последовательным образом. Учебники, как правило, излагают ортодоксальные, общепринятые представления, которые часто преподносятся как истина в последней инстанции.

Как писал историк и философ науки Томас Кун, «учебники начинают с того, что сужают ощущение учёным истории данной дисциплины, а затем подсовывают суррогаты вместо образовавшихся пустот. Та историческая традиция, которая извлекается из учебников и к которой таким образом приобщаются учёные, фактически никогда не существовала. Частью вследствие отбора материала, а частью вследствие его искажения учёные прошлого безоговорочно изображаются как учёные, работавшие над тем же самым кругом постоянных проблем и с тем же самым набором канонов, за которыми последняя революция в научной теории и методе закрепила прерогативы научности».[33]

Не только Хойл был несогласен с таким «закреплением прерогатив научности». В мае 2004 года английский научно-популярный журнал New Scientist опубликовал беспрецедентный материал — «Открытое письмо научному сообществу».[34] Это открытое письмо первоначально подписали 30 учёных, в их числе Чип Арп, Герман Бонди и Томас Голд. Позднее к ним присоединились ещё несколько сотен учёных и исследователей. Целиком приводить его я не буду, а ограничусь несколькими цитатами.

«В настоящее время теория Большого взрыва всё в большей степени полагается на гипотетические представления, на явления, которые никогда не наблюдались — наиболее известными из них являются инфляция, тёмная материя и тёмная энергия. Без них теория никак не могла бы объяснить наблюдаемые явления, и это было бы для неё смертельным ударом. Ни в какой другой области физики постоянное использование новых гипотетических явлений в качестве способа приведения теории в соответствие с наблюдениями до сих пор не допускалось».

«Без тёмной материи, которую так и не удалось обнаружить несмотря на двадцать [теперь уже тридцать с лишним] лет экспериментов, из теории Большого взрыва следуют предсказания, противоречащие наблюдаемой плотности материи во Вселенной. Инфляция требует плотности в 20 раз превышающей ту, что следует из теории нуклеосинтеза Большого взрыва. Без тёмной энергии из теории следует, что возраст Вселенной должен быть около 8 миллиардов лет, что на много миллиардов лет меньше возраста звёзд в нашей Галактике».

«Ричард Фейнман говорил, что наука — это право сомневаться. В современной космологии сомнениям и нетрадиционным взглядам места нет. Молодые исследователи рано понимают, что если они сомневаются в стандартной модели Большого взрыва, то лучше помалкивать, иначе можно лишиться финансирования».

«Даже наблюдения сейчас интерпретируются через кривой фильтр; об их справедливости судят по тому, укладываются ли они в теорию Большого взрыва. Противоречащие этой теории данные по красному смещению, распространённости лития и гелия или распределению галактик игнорируются или высмеиваются. Постоянно насаждается догматический подход, совершенно чуждый духу свободного научного исследования».

«Сейчас практически все финансовые и экспериментальные ресурсы в космологии отводятся исследованиям в области теории Большого взрыва. Число источников финансирования ограничено, а все контролирующие их рецензенты принадлежат к числу сторонников Большого взрыва. В результате, поддерживаются только исследования Большого взрыва вне зависимости от их научной ценности. Выделение средств на исследования, оспаривающие справедливость теории Большого взрыва, и на рассмотрение альтернативных теорий, позволило бы в конце концов определить, какая из моделей развития Вселенной верна».

В июне 2005 года «диссиденты» провели первую конференцию под названием «Кризис в космологии»,[35] а в 2008 году состоялась вторая такая конференция.[36] Многие доклады были небезынтересны, но я не буду останавливаться на их содержании. Мне не удалось найти каких-либо «официальных» откликов на эти конференции. Похоже, что представители традиционного направления их просто проигнорировали.

В феврале 2017 года три исследователя опубликовали в журнале Scientific American статью, в которой обрушились с критикой на стандартную космологическую модель с инфляцией.[37] Авторы писали: «Последние астрофизические измерения вызывают сомнения в справедливости теоретических основ излюбленной инфляционной теории происхождения Вселенной и наводят на мысль, что нужны новые идеи». Один из авторов, Пол Стайнхардт, указал, что он был одним из первых разработчиков инфляционной теории тридцать лет назад, но его дальнейшие исследования показали наличие серьезных проблем с теоретическими основами.

Авторы утверждают, что «инфляция не только требует начальных условий, которые трудно себе представить, но и раз начавшись не хочет останавливаться. Некоторые ученые признают, что инфляция никуда не годится, но не хотят от нее отказываться. Вместо этого они предлагают изменить подход к науке, отказавшись от одного из определяющих ее свойств — эмпирической проверяемости. В результате, началась круговерть дискуссий о природе науки и необходимости ее переопределения. Пропагандируется идея о том, что науке не нужна эмпирическая основа».

В заключение авторы заявили: «Принято ошибочно считать, что теорию можно фальсифицировать экспериментом. На практике, неработающая теория постепенно становится всё более неуязвимой к эксперименту, потому как ее постоянно латают. Теория становится всё более запутанной и мудрёной, чтобы соответствовать новым наблюдениям, пока не выходит на стадию, где ее способность к объяснениям более не требуется. Способность теории объяснять явления теперь измеряется исключаемыми ею возможностями. Теория типа мультивселенной не исключает ничего, а значит и не объясняет ничего. Чтобы объявить пустую теорию неоспоримым стандартом, требуются своего рода гарантии вне рамок науки. За отсутствием непогрешимого оракула остается лишь прибегать к авторитетам. История учит нас, что это тупиковый путь».

На защиту инфляционной теории выступили 33 витязя-космолога, опубликовавшие свой ответ в том же номере журнала.

«Как и любая научная теория, инфляция не должна отвечать на все возможные вопросы. Инфляционные модели, как и все научные теории, основываются на ряде предположений, для понимания которых нужно прибегать к более глубокой теории. Это однако никак не принижает успехи инфляционных моделей. Тот факт, что наши знания о Вселенной пока неполны ни в коей мере не является причиной для того, чтобы игнорировать впечатляющие эмпирические успехи стандартных инфляционных моделей».

* * * * *

Приведу также высказывания двух учёных, сделанные по поводам, никак не относящимся к космологии. Первое высказывание принадлежит автору теории нейтральности в генетике Мотоо Кимуре (с этой теорией Хойл будет спорить), а второе — Томми Голду по поводу его гипотезы небиологического происхождения нефти.

Кимура: «Оглядываясь назад, я не могу не думать об одной странности человеческой природы: если о каком-то научном воззрении постоянно говорят, что у него очень много сторонников, если его пропагандируют в своих публикациях высокие авторитеты, если о нем идёт речь в учебных аудиториях, то постепенно формируется своего рода вера, в конце концов перерастающая в некую догму».[38]

Голд: «Я установил некое общее правило: если по прошествии долгого времени и несмотря на многолетние усилия множества людей окончательного доказательства их давно укоренившихся представлений всё нет, научный метод вытесняют страсти; и чем важнее проблема, тем больше разгораются страсти».[39]

* * * * *

В номере Nature от 24 февраля 2014 года опубликована заметка под названием «Обнаружена утраченная теория Эйнштейна, в 1931 году он размышлял над представлением о стационарной Вселенной».[40] Неопубликованная рукопись была обнаружена в архиве Эйнштейна и оставалась незамеченной по сей день, потому как считалась черновиком напечатанной позднее статьи. На самом деле, как выяснилось, Эйнштейн не мог свыкнуться с мыслью о том, что Вселенная имела начало, и попытался видоизменить свои уравнения таким образом, чтобы сохранялась стационарность. Это ему не удалось, поскольку в отличие от Хойла, который не побоялся ввести своё С-поле, отвечающее за порождение материи, Эйнштейн «играл» с космологической постоянной. Из этого ничего не вышло, и он забросил свою несостоявшуюся стационарную теорию. Подробно об этом можно прочитать на ресурсе http://arXiv.org.

Весьма любопытны приведенные в заметке Nature высказывания экспертов. «Обнаружение черновика подтверждает, что Хойл не был совсем уж неадекватным». «Если бы Хойл знал об этом, он несомненно постарался бы обратить попытки Эйнштейна в свою пользу». «Сам факт того, что Эйнштейн “играл” со стационарной моделью придал бы гораздо больше веса идеям Хойла», — пишет автор заметки. Иными словами, если теорию предлагал Хойл, её вполне можно было игнорировать и называть чушью, а вот если о том же задумывался Эйнштейн, то, значит, в этом что-то есть. Quod licet Iovi, non licet bovi.[41]

* * * * *

Большой взрыв, сингулярности, расширяющаяся Вселенная — всё это стало привычным и обыденным, вошло в общественное сознание настолько, что даже знаменитый американский писатель Джон Апдайк не мог остаться в стороне. Привожу начало его рассказа «Ускоренное расширение Вселенной».[42]

Джон Апдайк

Джон Апдайк

«Какое до всего этого дело Мартину Фэйервезеру? За свою долгую жизнь книгочея он прочитал массу разных версий космических теорий. Расширение Вселенной Эдвин Хаббл открыл за несколько лет до его рождения. К началу его возмужания теория Большого взрыва, с обертонами божественного творения мира по приказу “Да будет свет!”, уже одержала победу над куда более буддистской стационарной теорией, провозглашавшей, что пространство само создавало один за другим атомы водорода из ничего.

За последние десятилетия в астрономии, как и в финансах, миллионы для удобства заменили миллиардами: миллиард галактик, миллиард звёзд в каждой из них. Самые сильные телескопы, включая висящий в космосе телескоп, названный в честь Хаббла, обнаруживали скопления размытых овалов, каждый из которых был похож на Млечный Путь. Эти открытия, поражавшие тех, кто действительно пытался представить себе, что это за расстояния и времена, что это за скопища грубой материи и вакуума, бурлящего виртуальными частицами, давали Фэйервезеру иллюзорную надежду на окончательный поворот событий: в гигантскую небесную головоломку ляжет последний кусочек, который докажет, что человечество недаром ставит себя в центр мироздания, и явит нам беспредельное милосердие, таящееся в устройстве космоса.

Однако две независимые группы исследователей открыли, что в далёком космосе скорость разбегания галактик не падает, а напротив заметно возрастает, так что можно с большой долей уверенности предсказать неизбежный распад всего сущего в абсолютном мраке и холоде. Мы несёмся на волне бессмысленного взрыва в никуда. Объяснение тому — наличие зловещей антигравитации, некой тёмной силы.

Но почему Фэйервезер воспринимал это как личную обиду? Сроки жизни его и Вселенной несоизмеримы — это он знал всегда, но почему-то надеялся, что вечность существует, пусть даже никто его туда не приглашал. Ускоренное расширение Вселенной подавляло унизительной, жестокой и непреклонной неизбежностью. Всем вечным гипотетическим представлениям — Богу, раю, законам морали — больше не на чем было держаться. Всё исчезнет.

Раньше Фэйервезер находил тайное утешение в представлении об осциллирующей Вселенной, где Большой взрыв сменяется Большим схлопом, и материя всякий раз переплавляется в печи невообразимой малости, в субатомной точке свежего начала. Теперь это утешение у него отняли, и он плыл в состоянии постоянной лихорадки отчуждения, едва заметной близким депрессии».[43]

* * * * *

Космология занимала в жизни Хойла столь важное место, что без сколько-нибудь подробного изложения его взглядов было не обойтись. Он воспринимал Вселенную как единое целое, в неразрывной связи с проблемой происхождения и эволюции жизни. Попытки понять устройство Вселенной не были для него чисто математическим упражнением или «салонной игрой». О его взглядах на биологию, эволюцию и происхождение жизни речь вскоре пойдёт отдельно, а пока расскажем о том, как Хойл был администратором и организатором науки.

Примечания

[1] В.Мацарский. Сэр Фред Хойл и драма идей. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2015.

[2] Согласно последним данным, полученным космическим аппаратом Planck, барионное вещество составляет 4,9%, тёмная материя 26,8%, а тёмная энергия 68,3% полной плотности материи во Вселенной. Возраст Вселенной оценивается теперь в 13,8 миллиардов лет.

[3] H. Arp, Quasars, Redshifts and Controversies, Interstellar Media, 1987.

[4] H. Arp, Atlas of peculiar galaxies, California Institute of Technology, 1966.

[5] H. Arp, Seeing Red: Redshifts, Cosmology and Academic Science, Apeiron, 1997.

[6] Interview with Dr. Geoffrey Burbidge by Paul Wright, November 15, 1974, http://www.aip.org/history/ohilist/4543.html

[7] В СССР многие годы существовала негласная квота, ограничивавшая число принимаемых в высшие учебные заведения «лиц еврейской национальности».

[8] Курсив Уилера.

[9] Э. Глинер, Раздувающаяся вселенная и вакуумоподобное состояние физической среды, УФН, том 172, 2, февраль 2002.

[10] G. Burbidge, Was there really a Big Bang?, Nature, vol. 233, September 3, 1971.

[11] J. Maddox, Down with the Big Bang, Nature, 340, 425, 1989.

[12] Цитируется по J. Barrow, Impossibility, The Limits of Science and the Science of Limits, Oxford University Press, 1998.

[13] Дж. Займан, Информация, связи, знание, УФН, 101, 53–69, 1970.

[14] H. Arp, G. Burbidge, F. Hoyle, J. Narlikar, N. Wickramasinghe, The extragalactic Universe: an alternative view, Nature, 346, 807, 1990.

[15] Дж. Гамов, Моя мировая линия: неформальная автобиография, М. Физматлит, Наука, 1994.

[16] M. Livio, Brilliant Blunders: From Darwin to Einstein — Colossal Mistakes by Great Scientists That Changed Our Understanding of Life and the Universe, Simon & Schuster, 2012.

[17] См. например, С. Вайнберг, Проблема космологической постоянной, УФН, 1989, 8; M. Livio, The Accelerating Universe, Infinite Expansion, the Cosmological Constant, and the Beauty of the Cosmos, John Wiley & Sons, Inc. 2000; Th. Banks, The Cosmological Constant Problem, Phys. Today 57(3), 46 (2004); Г.С. Бисноватый-Коган, Релятивистская астрофизика и физическая космология, КРАСАНД, 2010.

[18] J. Peebles, D. Schramm, E. Turner, R. Kron, The case for the relativistic hot Big Bang cosmology, Nature, 352, 769, 1991.

[19] H. Arp, G. Burbidge, F. Hoyle, J. Narlikar, Big Bang contd…, Nature, 357, 287, 1992.

[20] F. Hoyle, Mathematical Theory of the Origin of Matter, Astrophysics and Space Science, 198, 195, 1992.

[21] F. Hoyle, G. Burbidge, J. Narlikar, A Quasi-steady State Cosmological Model with Creation of Matter, Astrophys. Journal, 410:437-457, 1993.

[22] F. Hoyle, G. Burbidge, J. Narlikar, A Quasi-steady State Cosmological Model, Observational Cosmology, ASP Conference Series, vol. 51, 1993.

[23] «Бритва Оккама» — принцип, сформулированный английским теологом и философом Вильямом Оккамом (ок. 1290–ок. 1349) и часто применяемый в науке. Многими стационарная Вселенная Хойла отвергалась именно на основе этого принципа. В оригинале он гласил: «Непозволительно объявлять верным некое утверждение или объявлять, что нечто существует до тех пор, пока либо ввиду самоочевидности, либо в результате опыта, либо в ходе логического рассуждения, мы не будем вынуждены признать справедливость такого утверждения как результат открывшейся истины или подтверждения его наблюдением». Сейчас принцип бритвы Оккама чаще всего выражают формулой «Не следует множить сущее без необходимости», однако такой формулировки сам Оккам не давал. Менее известны другие провозглашённые им принципы, например, «Бог может породить, произвести и сохранить любую реальность, созданную либо предумышленно, либо случайно, но не иную реальность». «Бог может сотворить всё, кроме того, что приводит к противоречию». Все принципы Оккама должны были подтверждать существование Бога. William of Ockham, Philosphical Writings, Thomas Nelson and Sons, Ltd., 1957.

[24] F. Hoyle, G. Burbidge, J. Narlikar, Further astrophysical quantities expected in a quasi-steady state Universe, Astron. Astrophys, 289, 729, 1994.

[25] G. Burbidge, F. Hoyle, J. Narlikar, Quasi-Steady State Cosmology, Multi-wavelength continuum emission of AGN: proceedings of the 159th Symposium of the International Astronomical Union; held in Geneva; Switzerland; August 30-September 3; 1993, Kluwer Academic Publishers, 1994.

[26] F. Hoyle, G. Burbidge, J. Narlikar, On the Hubble constant and the cosmological constant, Mon. Not. R. Astron. Soc., 286, 173, 1997.

[27] G. Burbidge, F. Hoyle, The Origin of Helium and Other Light Elements, Astronom. Journal, 509:L1-L3, 1998.

[28] G. Burbidge, F. Hoyle, J. Narlikar, A Different Approach to Cosmology, Phys. Today 52(4), 38, 1999.

[29] A. Albrecht, Reply to “A Different Approach to Cosmology”, Phys. Today 52(4), 44, 1999.

[30] Irish Astr. J.}, 27(2), 233, 2000.

[31] S. Clark, J. Br. Astron. Assoc. 110, 4, 2000.

[32] M. Livio, Phys. Today 53(12), 71, 2000.

[33] Т. Кун, Структура научных революций, М. Прогресс, 1977.

[34] An Open Letter to the Scientific Community, New Scientist, May 22, 2004; http://www.cosmologystatement.org/

[35] H. Ratcliffe, The First Crisis in Cosmology Conference, Progress in Physics, vol. 3, 2005.

[36] Second Crisis in Cosmology Conference, ASP Conference Series, vol. 413, 2009.

[37]A. Ijjas, P.J. Steinhardt, A. Loeb, «Pop Goes the Universe’», Scientific American, February 2017.

[38] М. Кимура, Молекулярная эволюция: теория нейтральности, М., Мир, 1985.

[39] T. Gold, Taking the Back of the Watch: A Personal Memoir, Astrophysics and Space Science Library 381, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2012.

[40] D. Castelvecchi, Einstein’s lost theory uncovered, Physicist explored the idea of a steady-state Universe in 1931, Nature, 506, 7489, 2014.

[41] Что позволено Юпитеру, то не позволено быку — лат.

[42]Перевод О. Мацарской.

[43] J. Updike, The Accelerating Expansion of the Universe, Phys. Today, 58(4), 39, 2005.

Print Friendly, PDF & Email
Share

Виталий Мацарский: Большой взрыв: за и против: 8 комментариев

  1. ЕвгенийВ

    Уважаемый Виталий,

    я с большим интересом, хоть и бессистемно, читаю попадающиеся статьи о космологии и происхождении Вселенной, и Вашу прочел с удовольствием. Увлекательнейшая тема.
    У меня, должен признаться, есть своя — дилетантская, разумеется (все таки я не профессиональный физик) — космологическая гипотеза. Но я никак не выберусь из повседневной рутины, чтобы собрать свои рассуждения в кучку и изложить последовательно. Идея этой гипотезы в том, что ускоряющееся разбегание галактик вызвано не таинственной Темной энергией, а всего лишь существованием дополнительных измерений пространства (скорее всего, трех), недоступных нашему восприятию, в которых галактики нашего мира не разбегаются, а, наоборот, сбегаются, под действием все той же гравитации… На вопрос «где могут прятаться еще целых три измерения» ответ тоже простой — в черных дырах (никто же не станет спорить, что внутри черной дыры есть тоже некий объем трехмерного пространства, но совершенно отдельный от «нашего пространства»).
    Причем, в каком направлении течет время в этом «другом» пространсте, — тоже вопрос чрезвычайно любопытный: может быть, наше расширение «выглядит» оттуда (из пространства той гигантской черной дыры, куда мы валимся) как непрерывное сжатие, заканчивающееся Биг Бенгом (либо, гипотетически, Белой дырой), именно в силу того, что и время «там» течет в обратном направлении.

    В рамках моих рассуждений, важное значение имеет ответ на вопрос, который Вы, может быть, знаете: какой именно формуле Доплера соответствует наблюдаемое течение времени (физических процессов) в очень далеких от нас галактиках? Например таких, которые удаляются от нас (вследствие расширения пространства Вселенной!) со скоростью света. Ясно, что классическая релятивистская формула СТО в плоском пространстве Минковского неприменима для расширяющегося пространства, ибо она дает для объекта, удаляющегося со скоростью света, нулевое, остановившееся время. Какая формула применяется для Доплер-эффекта в космологически расширяющемся пространстве я, честно говоря, не знаю. Но полагаю, что она исходит исключительно из пространственного «растяжения» любого сигнала, и предположения, что все, даже самые удаленные объекты Вселенной находятся в едином «потоке времени», если так можно выразиться.
    Что я имею в виду? А вот что:
    — если удалить искажение, вносимое при наблюдении эффектом Доплера (рассчитанным по выбранной формуле), то восстановленная скорость процессов и течения времени на удаленных объектах, должна совпадать (в среднем) со скоростью течения времени у нас. А если нет!? А если оно все равно замедлено, хоть и не так сильно, как по формуле СТО?
    Кто-нибудь это проверял?

    1. В.М.

      Мне не совсем понятен Ваш вопрос. Для пополнения познаний рекомендую почитать книгу Горбунов Д.С., Рубаков В.А. Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва. — 3-е изд. — М.: 2016, где Вы наверняка найдете все интересующие Вас формулы.

      1. ЕвгенийВ

        Мне он самому до сих пор не совсем понятен. За ссылку — спасибо! Посмотрю. Проверю, способен ли еще читать серьезные книги

      2. Евгений В

        Еще раз спасибо. Я, разумеется, не прочел за день всю монографию.)
        Но прочел в самом начале про закон Хаббла, космологическое красное смещение и расширение пространства. И, как мне кажется, лучше стал понимать связь используемой величины красного смещения (z) и относительной скорости наблюдаемых объектов. Но у меня сразу же усилились сомнения в правильности вывода об «ускоряющемся расширении», за который выдали Нобеля в 2011 году.
        Для начала, проясню, о каком эффекте Доплера идет речь в моем вопросе. Эффект Доплера всегда определяется изменением частоты (длины волны) наблюдаемого сигнала, по сравнению с сигналом, излученным источником. Красное смещение и есть эффект Доплера для удаляющегося источника сигнала. Но существует как космологическое красное смещение, вызванное исключительно расширением пространства, т.е., ростом расстояния между объектами, неподвижно закрепленными в т.наз. «сопутствующей СО» — координатной сетке расширяющегося пространства, так и вероятное красное смещение, известное из СТО, вызываемое не только ростом расстояния до источника, но и относительным замедлением времени на источнике, вследствие его кинематического движения относительно СО приемника.
        Космологическое красное смещение дает увеличение периода/длины волны/ любого гармонического сигнала ровно в 2 раза для объектов, удаляющихся со скоростью света (1+z=2). По формуле СТО, в отличие от первого случая, кинематическое приближение источника к скорости света уводит красное смещение в бесконечность (вследствие релятивистского замедления времени на источнике). И мой вопрос вызван предположением, не может ли быть в красном смещении для очень далеких объектов систематический (общий, а не случайный) компонент, связанный с замедлением времени на них, вызванный их общим движением относительно «сопутствующей СО».
        Другой вопрос возник у меня уже сейчас, и связан исключительно с интерпретацией космологического красного смещения, приведшей к выводу об ускоренном расширении Вселенной в последнее время. По моему, если расстояние до очень далекого объекта, вычисленное по величине красного смещения z и по закону Хаббла, дает величину МЕНЬШУЮ, чем расстояние, определенное по светимости, то его скорость до момента наблюдения была ВЫШЕ, чем в момент наблюдения. Т.е., расширение замедляется, а не ускоряется. А физики, получившие Нобелевскую премию, сделали вывод прямо противоположный.)) Кто-то из нас ошибается, неужели я?
        Никто не возражал против их выводов, не знаете?

        1. В.М.

          Очень здорово, что Вы читаете серьезную литературу и разбираетесь в ней. Даже приходите к своим неординарным выводам.

          Мне всё же кажется, что правы нобелевские лауреаты. Я не слышал, чтобы кто-либо из специалистов оспаривал их выводы, заподовзрив фундаментальную ошибку в их подходе.

          1. ЕвгенийВ

            Хочется надеяться, что правы лауреаты. Я уже понял, что там все посложнее — светимость объектов определяется не расстоянием на момент излучения, а расстоянием, которое пробежит свет по растягивающемуся всю дорогу пространству. И там получается нелинейная функция, даже если скорость расширения пространства линейно зависит от расстояния за все время от начала расширения.

  2. Маркс Тартаковский.

    Допустимо предположить, что «тёмные материя\энергия», проявляемые единственным свойством — гравитацией, это знакомая нам энергия, непрерывно образуемая звёздами и концентрируемая в галактических межзвёздных пространствах…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Арифметическая Капча - решите задачу *Достигнут лимит времени. Пожалуйста, введите CAPTCHA снова.