Страница 6 из 33
Представление Канта о том, что все во Вселенной можно объяснить с точки зрения законов механики, неукоснительно подтверждалось. Сочетание наблюдений астрономов с лежащим на поверхности ответом на парадокс темного ночного неба (см. вкладку «Парадокс темного ночного неба») привело к тому, что космологическая модель Канта из гипотезы превратилась в теорию.
К концу девятнадцатого века она считалась непререкаемым авторитетом. ПАРАДОКС ТЕМНОГО НОЧНОГО НЕБА Почему наступает темнота, когда солнце садится? Вопрос не такой банальный, как может показаться. В контексте приблизительно статической, бесконечно старой и бесконечно большой Вселенной сумма яркостей звезд должна создавать бесконечную яркость.
Яркость источника света уменьшается в четыре раза при каждом удвоении расстояния до него. Например, лампочка в центре сферы диаметром в один фут будет освещать поверхность сферы в четыре раза ярче, чем та же лампочка в центре сферы диаметром в два фута. Это происходит потому, что площадь сферы диаметром в два фута имеет площадь поверхности в четыре раза больше, чем сфера диаметром в один фут.
Поэтому, например, Юпитер, находящийся в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, освещен в двадцать пять раз слабее, чем Земля. Следовательно, если звезды отдалены друг от друга на равное расстояние, их свет, получаемый на Земле, удваивается на каждое удвоение диаметра пространства. Это происходит потому, что с каждым удвоением расстояния от Земли объем пространства, а таким образом, и количество звезд в этом объеме увеличиваются в восемь раз, в то время как свет от звезд, которые отстоят в среднем в два раза дальше, уменьшается всего в четыре раза.
Поэтому, если расстояние от Земли удваивается неопределенное количество раз до бесконечности, аккумулированный свет всех звезд должен достичь бесконечной яркости. И поэтому ночное небо должно быть бесконечно ярким. Но этот вывод не остановил сторонников теории бесконечной Вселенной. Они утверждали, что облака пыли, находящиеся между звездами, в значительной степени поглощают звездный свет, и поэтому ночное небо становится темным даже в условиях бесконечной Вселенной. Однако они не принимали во внимание (до 1960 года)
основной закон термодинамики, который гласит, что через определенное количество времени тело начнет отдавать столько энергии, сколько получает. Поэтому, в каком-то смысле, Вселенная должна быть конечной. ЭЙНШТЕЙН ОТКРЫВАЕТ ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ Однако непререкаемым авторитетом теория Канта оставалась недолго. Когда физики впервые измерили скорость света, они очень удивились.
Это было началом революции, которая привела к следующим открытиям: (1) не существует абсолютной системы отсчета, в которой можно было бы измерять движения в космическом пространстве; и (2) скорость света неизменна по отношению к любому наблюдателю. Скорости наблюдателей значения не имеют. В 1905 году швейцарский инженер немецкого происхождения по имени Альберт Эйнштейн (1879–1955)
, который в свободное время занимался физикой, опубликовал несколько работ чрезвычайной важности. В двух из этих работ он анализировал выводы о постоянстве скорости света4 . Он назвал свои открытия принципом инвариантности, но другие говорили о них, как об относительности, и это название закрепилось. Когда эта начальная теория относительности (
позже названная «частной», поскольку концентрировалась только на скорости) крепко утвердилась5 , Эйнштейн продолжил работу по ее разработке. Это было дело, которое потребовало от гения напряжения всех сил. В результате появились уравнения общей относительности, опубликованные в 1915 и 1916 годах6 , уравнения, которые имеют неоценимое значение для понимания характера и происхождения Вселенной.
ЭЙНШТЕЙН ОТКРЫВАЕТ ТВОРЦА Прежде всего, эти уравнения показывают, что Вселенная одновременно и расширяется, и тормозится. Какое физическое явление может вести себя подобным образом? Ответ один: взрыв. Когда, например, детонирует граната, осколки разлетаются во все стороны от оси гранаты. По мере полета осколков, они сталкиваются с материей (молекулы воздуха, здания, мебель и т.д.), что замедляет их движение (торможение).
Если Вселенная является следствием взрыва, то у этого взрыва было начало – тот момент, когда была выдернута чека. По простому закону причины и следствия этот взрыв должен был иметь Первопричину – Того, Кто выдернул чеку. В начале мировоззрение Эйнштейна не позволило ему придти к такому выводу. Напротив, в 1917 году он гипотетически предположил существование новой физической силы, которая смогла бы компенсировать факторы торможения и расширения (см.
ниже вкладку «Сила отталкивания Эйнштейна»). Это полное прекращение движения позволило бы Вселенной оставаться в статическом состоянии бесконечное время. Однако попытка Эйнштейна наложить заплатку не удалась. Астроном Эдвин Хаббл (1889–1953) в 1929 году на основе своих измерений сорока галактик доказал, что галактики действительно удаляются друг от друга.
Более того, он продемонстрировал, что подобное расширение было предсказано изначальной формулировкой общей теории относительности Эйнштейна7 (см. рис. 1). Перед лицом таких доказательств Эйнштейн отказался от своей гипотетической силы и признал «необходимость начала» 8 и «присутствие высшей первопричины».9 Рис. 1. Изначальное соотношение скорость – расстояние по Хабблу. 10 Скорости (километры в секунду)
, с которыми некоторые галактики удаляются от нас, нанесены в зависимости от расстояний. Один парсек равен 3,26 световых лет, а один световой год – 5,9 триллионов миль. Крестиком отмечено среднее значение измерений для двадцати двух других галактик. Все измерения, указанные здесь, были сделаны до 1929 года. Как показывает график Хаббла, чем дальше галактика, тем быстрее она движется от нас.
Такая взаимосвязь между скоростью и Расстоянием указывает на то, что вся Вселенная должна испытывать общее расширение. Из Записок Национальной Академии наук. БОГ ЭЙНШТЕЙНА Высшая первопричина Эйнштейна, однако, не была Богом из Библии. Когда раввины и священники пришли поздравить Эйнштейна с открытием Бога, он признал, что верит в Бога, который положил начало Вселенной, обладает разумом и творческой силой, но не является личностью.
Конечно, у священства ответ на отрицание Эйнштейна был наготове: как может сущность разумная и творческая не быть личностью? Эйнштейн отмел их возражения, предложив им парадокс всемогущества Бога и ответственности человека за свой выбор: «Если эта сущность всемогуща, тогда каждое происшествие и каждый случай являются делом Его рук, включая каждое действие человека, каждую мысль человека, каждое чувство и желание человека.
Как можно тогда говорить об ответственности человека за свои дела и мысли перед такой всемогущей Сущностью? Присуждая наказания и награды, Он в какой-то степени производит суд над Собой. Как можно это совместить с добродетелью и праведностью, приписываемой Ему?» 11 . СИЛА ОТТАЛКИВАНИЯ ЭЙНШТЕЙНА Уравнения общей теории относительности Эйнштейна указывали на расширение Вселенной, значит, и на необходимость начала. Чтобы избежать вывода о начале (а таким образом, и о Первопричине)
, Эйнштейн предположил, что может существовать еще неоткрытая сила, функционирующая везде во Вселенной. Теория гравитации утверждает, что два массивных тела будут притягиваться друг к другу. Она также утверждает, что сила этого притяжения будет увеличиваться по мере приближения двух тел друг к другу. Предполагаемая сила Эйнштейна должна была действовать в точности наоборот.
Массивные тела должны были отталкиваться друг от друга, а сила этого отталкивания возрастать по мере удаления двух тел друг от друга. Повсюду во Вселенной предполагаемая сила Эйнштейна должна была совершенно аннулировать эффект притяжения и, таким образом, позволить Вселенной оставаться в динамическом равновесии. Эта сила отталкивания была удобной лазейкой и по другой причине.
Хотя ни один астроном не обнаружил этого эффекта, Эйнштейн мог утверждать, что причиной отсутствия подобных наблюдений являются ограниченные возможности исследования космического пространства. Сегодня этим оправдаться невозможно. Астрономы наблюдают и производят измерения на огромных космических расстояниях. Они не находят ни малейшего свидетельства в пользу существования силы Эйнштейна.