Читать книгу "Карта Вселенной - Приямвада Натараджан"

В этот момент Эйнштейн вспомнил работу Фридмана, которую ошибочно раскритиковал, и обратился к модели расширяющейся Вселенной. После проведенного в 1931 г. Хабблом семинара в библиотеке Маунт-Вилсон Эйнштейн сделал публичное заявление: он, по сути, признал, что ошибался относительно статичной Вселенной и не было никакой нужды в дополнительной константе, которую он добавил в свои уравнения. Журналист Джордж Грей, вскоре рассказавший о мероприятии в журнале Atlantic, описал открытие как «революционно новую картину космоса — Вселенную в процессе расширения, огромный надувающийся пузырь, который распухает, растягивается и превращается в тонкую паутину»{24}.

Появилась новая трактовка истории Вселенной, с хронологическим началом, после которого продолжалось ее расширение. 7 сентября 1932 г. отчет помощника директора Музея Филадельфии Института Франклина Джеймса Стокли для The New York Times начинается со следующей цитаты Эддингтона: «Сегодня расширяющаяся Вселенная занимает свое прочное место в науке»{25}. Леметр представил элегантную теоретическую основу, позволявшую интерпретировать расширение, обнаруженное Хабблом в процессе наблюдений. Хабблу было нелегко принять данную интерпретацию своей линейной зависимости как свидетельство расширяющейся Вселенной. Он явно демонстрирует это в аннотации к своей работе от 1936 г. «Влияние красного смещения на распределение туманностей»: «Высокая плотность предполагает, что расширяющиеся модели представляют собой вынужденную интерпретацию данных»{26}.

И все-таки благополучное разрешение сомнений Эйнштейна и Хаббла относительно судьбы Вселенной свидетельствует не только о важной роли теорий и доказательств, но и о том, что личные убеждения порой тяжело преодолеть даже ученым, имеющим перед глазами соответствующие подтверждения. Интерпретация данных вызывала у Хаббла беспокойство. Он не был уверен, связано ли на самом деле красное смещение спектров отдаленных туманностей с их скоростью, так как именно это являлось исходной точкой интерпретации Вселенной как однородной и расширяющейся. По его мнению, гипотеза, согласно которой красное смещение не связано со скоростью, в отсутствие удовлетворительных и убедительных толкований представляет собой куда более целесообразную версию. Хаббл чувствовал, что существует выбор — принять статичную Вселенную или потенциально новый физический принцип. Хаббл предпочел сделать вывод, что наблюдаемое красное смещение являлось скорее не результатом расширения Фридмана — Леметра, а следствием пока не раскрытого фундаментального принципа природы.

Однако сопротивление Эйнштейна имело глубокие корни. Недавно было найдено еще одно свидетельство, демонстрирующее степень его нежелания отказаться от представления о стабильной неразвивающейся Вселенной. Хотя публично он допустил идею расширяющейся Вселенной, ранее неизвестная рукопись, найденная в 2013 г. среди его бумаг в архивах Университета в Иерусалиме, предполагает, что Эйнштейн частным образом прилагал усилия для возврата к статичной Вселенной даже после судьбоносного семинара в Маунт-Вилсон, на который его пригласил Хаббл. В рукописи, датированной 1931 г., Эйнштейн изучал модель, в которой средняя плотность Вселенной удерживается в фиксированном виде за счет некого процесса, постоянно порождающего материю из пустоты. В этой модели статичная Вселенная кажется динамичной{27}.

Эйнштейн искал решение, которое бы позволило «компенсировать» расширение Вселенной. Модель, обрисованная в этом написанном от руки четырехстраничном наброске, очень отличается от многих других, которые он исследовал ранее. Эта работа показывает, что Эйнштейн создал так называемую «игрушечную модель» и предугадал создание модели стабильного космоса, разработанной в 1950-х гг. такими учеными как Фред Хойл, Герман Бонди и Томас Голд. Специалисты, которые нашли этот неопубликованный набросок, а именно Кормак О’Рэферти, Брендан МакКанн, Вернер Нам и Саймон Миттон, обнаружили, что расчеты Эйнштейна содержат серьезную математическую ошибку, ставшую, судя по всему, причиной, по которой Эйнштейн забросил эту работу. Получается, он ухватился за модель стабильного состояния значительно раньше — по сути, речь идет о нескольких десятилетиях, — чем другие ученые. Эта неопубликованная модель упоминается в наброске, озаглавленном «О космологической проблеме» (Zum kosmologoschen Problem), который, как считали некогда, являлся ранней версией другой работы. Эйнштейн полностью отрекся от этих вычислений; они не упоминаются ни в одной из последующих работ, связанных с вопросом космологических моделей. В этой рукописи он строит модель, опираясь на первоначальные принципы: по-прежнему есть космологическая постоянная, но нет никаких отсылок к анализу Фридмана или любым развивающимся моделям самого Эйнштейна, опубликованным ранее, в 1931 г. Интересно здесь то, что, пока Эйнштейн вместе с де Ситтером воодушевленно работал в 1931 и 1932 гг. над двумя трудами касательно моделей расширяющейся Вселенной, он все еще продолжал тайно обыгрывать модель стабильного состояния. Эйнштейн отчаянно пытался реанимировать неподвижную Вселенную. Также в рукописи нет никаких упоминаний о проблеме возникновения космоса, которая была одним из основных источников недовольства Эйнштейна решением Леметра. Таким образом, судя по всему, он продолжал упорные поиски стабильной Вселенной не из-за нежелания искать решения зарождающейся Вселенной. Возможно, это была его последняя попытка сохранить теорию статичной Вселенной, пусть даже это казалось крайне маловероятным.

К концу 1930-х гг. большая часть астрономического сообщества приняла теорию расширяющейся Вселенной, тем не менее в научных кругах оставались некоторые ученые, все еще скептически настроенные в отношении данной космологической концепции даже после того, как такие светила, как Эйнштейн и Эддингтон, публично ее поддержали. В действительности Хаббл все еще сомневался относительно расширения Вселенной вплоть до своей последней работы, которую представил на лекции Джорджа Дарвина Королевского астрономического общества в мае 1953 г., всего за четыре месяца до своей смерти. Если экстраполировать решение Леметра обратно во времени, получается, что у пространства и времени имеется начало. Необходимость в точке старта вызывала беспокойство у ряда космологов. Модель расширяющейся Вселенной Фридмана и Леметра означала, что ранее Вселенная была не только меньше, но и плотнее. Это, конечно, неизбежно вело к очевидному вопросу о ее происхождении. Леметр постулировал, что Вселенная могла произойти в результате взрыва, который в дальнейшем привел к ее расширению. Это подразумевало, что у Вселенной было начало, то есть мгновение, когда все и началось. Хотя уже существовал прочный фундамент, подкрепляющий модель Большого взрыва, имелись вопросы, все еще нуждавшиеся в решении, включая формирование химических элементов и возраст Вселенной.

Несмотря на революцию, которую произвела работа Хаббла (а заодно и его долг перед Ливитт), никто из них не был награжден Нобелевской премией. Астрономическое сообщество восхваляло Хаббла, получившего множество наград и медалей, тем не менее он потратил много времени из своих последних лет на то, чтобы добиться включения астрономии в физику как дополнительного направления. Его намерением было добиться, чтобы подобных ему астрономов рассматривали как кандидатов на Нобелевскую премию. К сожалению, при жизни Хаббла этого не случилось. В конце концов Нобелевский комитет решил расширить границы премии по физике и включить в нее астрономию. В 1925 г. Йеста Миттаг-Леффлер из Шведской академии написал Ливитт, заявив о намерении номинировать ее на Нобелевскую премию. Он не знал, что к тому времени ее уже три года не было в живых.