Читать книгу "Карта Вселенной - Приямвада Натараджан"

Как и многие современные астрономы, я унаследовала этот древний интерес к созданию карт и их истории. Хотя вместо астролябий можно строить модели с помощью компьютеров, мы остаемся исследователями космоса. Рубеж неизведанного — это уже не границы мира, изучаемого с борта каравеллы, но границы нашей Вселенной, которую можно разглядеть через самые мощные телескопы, созданные человечеством. Мы рисуем и перерисовываем наши космологические карты с помощью все более и более сложных инструментов. Отныне можно увидеть рубежи, которые уходят далеко за пределы нашего воображения — к дальним областям космоса и назад во времени, к лепету юной Вселенной вскоре после Большого взрыва, когда она была создана. Продолжается традиция, которая возникла при вступлении в мир логоса и к настоящему времени преобразовалась в мир научного метода. Мы увидим это развитие на следующих страницах — как конкурируют друг с другом результаты наблюдений и новые теории и как те и другие совершенствуют радикальные концепции нашего места в мире, которое уточняется по мере развития космологии.

2. Границы отодвигаются

Расширение Вселенной

Холодным февральским утром 1848 г. Эдгар Алан По читал лекцию под названием «О космографии Вселенной». Она проходила в государственной Нью-Йоркской общественной библиотеке. Присутствовало всего 60 человек, и они покинули зал разочарованными и озадаченными. И все же эта лекция и предшествующая ей работа послужили основой для поэмы в прозе «Эврика», в которой По демонстрирует личное понимание происхождения Вселенной. Некоторые воспринимают «Эврику» как пророческое произведение, предугадывающее новые научные открытия, другие — как произведение романтическое, очень личное или даже нарочито сатирическое. На первых страницах По восклицает: «Я вознамерился говорить о Физической, Метафизической, и Математической — о Вещественной и Духовной Вселенной: о ее Сущности, ее Происхождении, ее Сотворении, ее Настоящем Состоянии, и Участи ее»[1]. Он продолжает описывать Вселенную как непостоянную и изменяющуюся. Это в корне противоречило существующему в научном сообществе видению статичной Вселенной. За неимением доказательств По в своей поэме пытается быть убедительным за счет предположений. Тем не менее в 1848 г. было невозможно убедить кого-либо в состоятельности новой научной идеи без предоставления эмпирических доказательств. Научное объяснение нуждалось в поддержке расчетов и наблюдений. Конечно, По не проводил каких-либо научных изысканий. Но он был прав.

Более 80 лет понадобилось астрономам для того, чтобы подтвердить правоту По. В 1929 г. Эдвин Пауэлл Хаббл с помощью современного по тем временам 100-дюймового телескопа на станции Маунт-Вилсон в Южной Калифорнии открыл удивительную зависимость: чем дальше находилась галактика, тем скорее, судя по всему, она удалялась от нас. Его наблюдение имело смысл только в случае, если предположить, что Вселенная расширяется. «Эврика» получила подтверждение! Это открытие привело к коренному сдвигу в нашем понимании космоса, не менее важному, чем созданная Николаем Коперником в 1543 г. гелиоцентрическая модель мира. Идея расширяющейся Вселенной получила поддержку и обозначила появление принципиально новой картины космоса — XX в. преобразил нашу космическую карту.

Если эта история начинается с Эдвина Хаббла, заметим, что Альберт Эйнштейн для нашего главного героя играл роль важного антагониста. В то время как Хаббл, будучи астрономом, был занят пересмотром привычной модели Вселенной, основываясь на своих наблюдениях, Эйнштейн, знаменитый теоретик, ухватился за идею о неподвижной Вселенной. Сражение разыгрывалось не между Эйнштейном и Хабблом как отдельными учеными и даже не между теорией и наблюдениями, но между верой и доказательствами. В другой февральский день — на этот раз речь идет о 1931 г. — на семинаре в обсерватории Маунт-Вилсон (что было уместно, так как именно здесь Хаббл получил свои данные) Эйнштейн наконец признал, что он ошибался, и это утверждение шокировало всех собравшихся в зале слушателей, включая Хаббла. Репортер из газеты Associated Press написал, что «по библиотеке пронесся возглас удивления»{1}. Этот возглас символизировал то, что человеческий фактор играет важную роль в области научных исследований.

Но теперь, когда я раскрыла вам кульминационный момент, давайте вернемся к начинаниям Хаббла. 6 мая 1906 г. привлекательный 16-летний старшекурсник школы Wheaton High School в Чикаго побил рекорд штата Иллинойс по прыжкам в высоту. Газета Chicago Tribune сообщила, что юный Эдвин Пауэлл Хаббл взял высоту в 185 см, — возможно, это больше легенда, чем факт. Как подробно рассказывает Алан Лайтман, позднее в том же году Хаббл якобы выиграл медали за все прочие соревнования — от прыжков с шестом до толкания ядра и метания диска. Когда Хаббл получил стипендию, чтобы учиться в Чикагском университете, казалось, он вполне встал на путь профессионального атлета. Хаббл был хорошо сложен, его рост достигал 188 см, и он был невероятно амбициозен. Помимо привлекательных физических данных Хаббл обладал живым умом, был одарен глубоким мышлением, а также, по словам его сестры Люси, с ранних лет отличался высокомерием. Пусть и склонный к преувеличению своих способностей, Хаббл обладал пытливым умом и был весьма начитан. Он рано проявил интерес к астрономии, когда в возрасте восьми лет получил телескоп от своего деда Уильяма Джеймса. Похоже, первое знакомство с космосом произвело на него неизгладимое впечатление. После блестящих успехов в бакалавриате Чикагского университета он получил стипендию Родса для учебы в Оксфорде. Получение этой стипендии стало для Хаббла важной вехой, и годы жизни в Англии на всю жизнь превратили его в англофила. Чтобы угодить отцу, Хаббл изучал юриспруденцию в Королевском колледже, отказавшись от своей мечты продолжить изучение астрономии или математики во время пребывания в Соединенном Королевстве. Среди его современников, известных в будущем и получивших в том же году стипендию Родса, были корреспондент Элмер Дэвис, который в дальнейшем возглавил Бюро военной информации США во время Второй мировой войны, и математик и первопроходец в электронике Ральф Хартли. За годы, проведенные в Оксфорде, Хаббл стал щеголем, освоил английский, характерный для высших слоев общества, а также приобрел манеры, которые соответствовали аристократическому укладу. Он тщательно придерживался усвоенных привычек на протяжении всей жизни, включая курение трубки, — даже в процессе наблюдений в Маунт-Вилсон в свои последние годы{2}.

Хаббл вернулся в Соединенные Штаты в 1913 г., вновь соединившись с семьей, и, предположительно, открыл юридический офис в Луисвилле, штат Кентукки, но оказалось, что он просто отложил свои мечты о космосе. Друзьям в Англии он писал, что занимается судебными делами, но на самом деле преподавал физику, математику и испанский язык в старшей школе в Нью-Олбани по другую сторону реки Огайо от Луисвилля{3}. Его отец умер ранее в этом же году, так что Хаббл вернулся, чтобы помочь матери и младшим брату и сестрам. Хаббл был опустошен утратой. Но в то же время чувствовал себя освобожденным от деспотичного гнета ожиданий со стороны сурового отца. Он бросил работу в течение года после возвращения из Англии и вернулся в Чикагский университет, куда был зачислен как студент магистратуры в сфере астрономии.