Читать книгу "О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга - Томас Хертог"

научной работе проявлялась как определенное упрямство. Много раз, когда я был в полном отчаянии от того, что выбранное направление работы заводило в тупик, когда казалось почти очевидным, что то, чего мы добивались, невозможно, Стивен вдруг оказывался рядом и разворачивал свою ментальную «карту», открывая на ней новую перспективу, вытаскивая нас из пропасти и выводя на новую ясную дорогу. Таков был его modus operandi как ученого – ставить перед собой самые глубокие задачи, непрерывно атакуя их под разными углами и находя в конечном счете путь их решения.

Наиболее ярко он проявлял себя в роли deus ex machina, чудесного спасителя. Его доверие к нам, изобретательный ум, тепло, которое он излучал, не только подпитывали наши исследования постоянным притоком великолепных научных идей, но и наполняли их какой-то интимностью. Да, кембриджская школа Стивена изучала черные дыры и Вселенную в целом, но мне кажется, еще большему мы учились у него в духовном смысле. Он учил нас не только квантовой космологии, но и смелости, смирению и тому, как надо жить.

Конечно, на наше сотрудничество накладывало отпечаток то, что Стивен был мировой знаменитостью, – это отнимало у него много времени. Но он умел оставлять свою славу за стенами DAMTP. Читая утреннюю газету, я мог наткнуться на занимающее всю страницу фото Стивена, проезжающего по одной из улиц Рамаллы или плавающего в кабине самолета в состоянии невесомости, – но как только он возвращался в DAMTP, он становился просто одним из нас, одним из тех, кто находился в упорном поиске понимания Вселенной и ее законов на самом глубоком уровне и всецело этим наслаждался.

Стивен был чудом. В нем невероятным образом сочетались погруженность в смысл величайших научных проблем и какая-то безудержная беспечность, шаловливость, которые могли внезапно проявиться в любое время и в любом месте. Как-то раз он, ничуть не заботясь о последствиях, сбежал из Королевской больницы в Пэпуорте, чтобы посмотреть пантомиму в театре. В каждой научной лекции Стивена непременно встречалась пара-другая шуток[115]. И при всей зашифрованности его высказываний, иногда напоминающих прорицания оракула, он с удовольствием предавался и обычной болтовне, не смущаясь тем, что на каждое слово могли уходить минуты.

Эта присущая Стивену уникальная смесь мудрости и веселья не оставляла ни у кого – где бы он ни появлялся – никаких сомнений в том, что вокруг него творится настоящее волшебство. Конечно, этому способствовало и то, что он никогда не входил куда бы то ни было тихо и незаметно, как большинство из нас.

Когда в июне 1998 года я появился у него в доме, выполнение задуманной Стивеном программы построения квантовой космологии шло полным ходом. Неистовый шум, поднявшийся после публикации «Краткой истории времени», уже успел стихнуть, а вторая революция, произведенная теорией струн, рождала все новые фантастические идеи. Команда Стивена работала не покладая рук. Тем временем прогресс в строительстве новых телескопов преобразовывал космологию: из области чисто теоретических спекуляций она превращалась в количественную науку, твердо опирающуюся на детальные наблюдения, которые охватывали миллиарды лет эволюции космоса. В космологии наступило «золотое десятилетие» открытий – казалось, перед нами лежит раскрытая книга природы, которую осталось только прочесть.

Несколько первых страниц этой книги уже удалось перевернуть. Ключевую роль здесь сыграл запущенный NASA в 1989 году спутник, названный аббревиатурой COBE, что расшифровывалось как «Исследователь космического фона» (Cosmic Background Explorer). Первым же экспериментом, выполненным с борта COBE, было установлено, что реликтовое космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) имеет почти идеально тепловой спектр, соответствующий температуре в 2,725 кельвина. Но COBE провел и второй эксперимент: на его борту находился дифференциальный микроволновой радиометр, предназначенный для сканирования неба в поисках малейших различий в температуре CMB-излучения. Это был грандиозный по значению эксперимент. Космологам с самого начала было ясно, что ранняя Вселенная не могла быть полностью однородной – просто потому, что сегодняшняя Вселенная явно неоднородна. Мы видим, что вещество сконцентрировано в галактиках и скоплениях галактик. Если бы в самом начале Вселенная состояла из идеально однородного газа, крупномасштабная паутина галактик никогда бы не сформировалась, а так как галактики – это космические колыбели жизни, то не было бы и нас. И наоборот, даже мельчайшие изменения плотности первичной плазмы с течением времени должны были бы тысячекратно усилиться под воздействием тяготения. В конечном счете вещество в более плотных областях стало бы конденсироваться в облака и структурироваться. Расчеты совместного действия противоположных друг другу эффектов расширения и гравитационной конденсации показывают, что для образования галактик за 10 миллиардов лет горячая ранняя Вселенная должна была иметь неоднородности плотности, по крайней мере, порядка одной стотысячной части. И с момента почти случайного открытия CMB в середине 1960-х годов космологи искали признаки этих мельчайших неоднородностей. Спутник COBE был их последней надеждой. Он был спроектирован именно с расчетом на этот критический уровень чувствительности. COBE должен был прощупать самую основу теории горячего Большого взрыва.

К огромному облегчению космологов, COBE нашел в точности то, что искал. Его данные свидетельствовали: в ранней Вселенной действительно были чуть более горячие и чуть более холодные области. Хотя средняя температура CMB составляла 2,7250 K, в одном участке неба она могла быть равна, скажем, 2.7249 K, а в другом – 2,7251 K. «Мы как будто увидели Бога», – не помня себя от волнения, сказал на пресс-конференции руководитель научного коллектива COBE.

Слабые микроволновые фотоны – самые старые световые частицы, которые мы можем надеяться увидеть[116]. В более ранние эпохи при помощи собирающих фотоны телескопов мы прямо заглянуть не можем, и все же мы должны попытаться понять, что именно было причиной микроскопических флюктуаций первозданного тепла. Горячие и холодные пятна на карте реликтового излучения должны, в конечном счете, быть результатом процессов, происходивших в еще более ранние времена. К сожалению, разрешение приемников COBE было недостаточно высоким: они не могли различать на микроволновом небе структуры протяженностью меньше десяти градусов. Это оставляло нас в неведении относительно происхождения пятен в распределении CMB, но и заставляло космологов осознать, какой ценности информация закодирована в дыме и пепле, оставшихся от первичного огненного шара. Если бы только они могли прочесть написанную мельчайшим шрифтом историю космического микроволнового фонового излучения! Слабый реликтовый фон стал как бы экраном, на который современная космология проецирует свои самые глубокие вопросы.

Итак, на закате XX века астрономические наблюдения «золотого века» наконец позволили нам начать читать «свидетельство о рождении» нашей Вселенной. Стало реальностью видение, о котором Леметр писал за семьдесят лет до этого[117]:

ЕСЛИ БЫ В САМОМ НАЧАЛЕ ВСЕЛЕННАЯ СОСТОЯЛА ИЗ ИДЕАЛЬНО ОДНОРОДНОГО ГАЗА, КРУПНОМАСШТАБНАЯ ПАУТИНА ГАЛАКТИК НИКОГДА БЫ НЕ