Автор: Пусть будет по-вашему, но сначала ответьте мне на простой вопрос. Если Вселенной не было, то откуда все же она возникла?
Читатель: Современная наука считает, что Вселенная появилась из точки: сначала появилась точка, потом она взорвалась, и появилась Вселенная.
Автор: Если ничего не было, то и точки, значит, не было. Откуда же возникла Вселенная?
Читатель: Да, вы правы, как-то нелогично получается. Но ведь в настоящее время эта теория возникновения Вселенной является самой разработанной.
Автор: Если эта теория самая разработанная, то откуда все же появилась точка?
Читатель: Не знаю.
Автор: Вот то-то и оно. Прежде чем обвинять Веды в том, что они являются вымыслом, сначала разберитесь с тем, на чем современная научная мысль основывает свои исследования.
Читатель: Но, простите, насколько я знаю, эта идея основывается на современных данных по исследованию космоса, который по мнению ученых расширяется. Так что, если космос постоянно расширяется, то логично предположить, что сначала он занимал минимальные размеры.
Автор: И, следуя этой логике, дальше можно предположить, что космоса вообще не было?
Читатель: Право не знаю, я тоже не могу понять, как это: из ничего появилась точка. И все же нашим ученым абсолютно точно известно, что Вселенная постоянно расширяется, и, значит, когда-то она была меньше, чем сейчас. Поэтому я все же склоняюсь к этой принятой в науке точке зрения.
Автор: Я немного знаком с этими открытиями ученых, но, поверьте мне, там не все так гладко, как вам кажется. У наиболее здравомыслящих ученых по поводу расширения Вселенной возникает много сомнений.
Читатель: Тогда поделитесь своими знаниями!
Автор: Вы знаете, астрономия – это довольно сложная наука, и по-моему, нет смысла вдаваться сейчас в ее подробности.
Читатель: Этот ответ не убедил меня. Или вы все объясните – пусть даже сложно, или вашу точку зрения я принять не смогу.
Автор: Хорошо, давайте поговорим о теории большого взрыва и расширения Вселенной, оперируя фактами научной мысли. Начнем с того, что, если смотреть правде в глаза, то настоящей теорией она пока еще не стала. Появилась эта гипотеза, когда в 1913 году американский астроном Весто Мельвин Слифер (Vesto Melvin Slipher) начал изучать спектры света, приходящего из десятка известных туманностей, изаключил, что они движутся от Земли со скоростями, достигающими миллионов миль в час. Подобные же идеи разделял в то время астроном де Ситтер. В свое время научный доклад де Ситтера вызвал интерес среди астрономов всего мира.
Среди этих ученых был также Эдвин Хаббл (Edwin Habble), о котором дальше пойдет речь. Он также присутствовал на конференции Американского Астрономического Общества (American Astronomical Society) в 1914 году, когда Слифер докладывал о своих открытиях, связанных с движением галактик. Вдохновленный этой идеей, Хаббл в 1928 году принялся за работу в знаменитой обсерватории Маунт Вильсон (Mt. Wilson) в попытке соединить теорию де Ситтера о расширяющейся Вселенной и наблюдения Слифера по поводу удаляющихся галактик.
Хаббл рассуждал примерно следующим образом. В расширяющейся Вселенной мы должны ожидать удаления галактик друг от друга, причем более далекие галактики будут быстрее удаляться друг от друга. Это означает, что из любой точки, включая Землю, наблюдатель должен видеть, что все другие галактики удаляются от него, и, в среднем, более далекие галактики удаляются быстрее.
Читатель: Замечательно, все это очень логично.
Автор: Хаббл полагал, что, если это справедливо и имеет место на самом деле, то должна существовать пропорциональная зависимость между расстоянием до галактики и степенью красного смещения в спектре света, приходящего от галактик к нам на землю. Он наблюдал, что в спектрах большинства галактик действительно имеет место это красное смещение, и галактики, находящиеся на более значительных расстояниях от нас, имеют большее красное смещение.
Читатель: Что такое красное смещение?
Автор: Слифер заметил, что в спектрах галактик, которые он изучал, спектральные линии света определенных планет смещены в направлении красного конца спектра. Это любопытное явление было названо «красным смещением». Слифер смело объяснил красное смещение эффектом Доплера, который в то время был хорошо известен. На основании увеличения «красного смещения» можно сделать вывод, что галактики движутся от нас. Это был первый большой шаг к идее, что вся Вселенная расширяется. (Если бы линии в спектре сместились в направлении к голубому концу спектра, то это означало бы, что галактики движутся в направлении к наблюдателю, то есть что Вселенная сужается.)
Читатель: Так, это гениально, пока все понятно! Что было дальше?
Автор: Мне, например, не все в этом понятно. Так, мне не понятно, каким образом Хаббл мог узнать, насколько удалена от нас каждая из исследуемых им галактик, он же не линейкой до них расстояние измерял? Поймите, именно на данных по удаленности галактик он основывал свои наблюдения и выводы. Это действительно был очень трудный вопрос для Хаббла, и он до сих пор остается трудным для современных астрономов. В конце концов не существует измерительного прибора, который мог бы достичь звезд.
Читатель: Но как-то они все же измерили это?
Автор: Да, конечно, их идея не просто плод фантазии. В своих измерениях они придерживались следующей логики: для начала можно оценивать расстояния до ближайших звезд с помощью различных методов; затем, шаг за шагом, можно построить «лестницу космических расстояний», которая позволит оценить расстояния до некоторых галактик.
Читатель: Логично, я поступил бы так же.
Автор: Хаббл, используя свой метод аппроксимации расстояний, вывел пропорциональную зависимость между величиной красного смещения и расстоянием до галактики. Сейчас эта зависимость известна как закон Хаббла. Он полагал, что наиболее далекие галактики имеют наибольшие значения красного смещения и потому движутся от нас быстрее остальных галактик. Он принял это как достаточное доказательство того, что Вселенная расширяется.
Читатель: Интересный вывод.
Автор: С течением времени эта идея так утвердилась, что астрономы начали применять ее прямо наоборот: если расстояние пропорционально красному смещению, то по измеренному красному смещению можно вычислить расстояние до галактик.
Читатель: Что же здесь крамольного?
Автор: Как мы уже отмечали, Хаббл определял расстояния до галактик не прямым их измерением. Они были получены косвенно, основываясь на измерении видимой яркости галактик. Согласитесь, его предположение о пропорциональной зависимости между расстоянием до галактики и красным смещением невозможно проверить. Таким образом, модель расширяющейся Вселенной потенциально имеет два изъяна: во-первых, яркость небесных объектов может зависеть от многих факторов, не только от их удаленности. Таким образом, расстояния, вычисленные по видимой яркости галактик, могут быть недействительными. И, во-вторых, вполне возможно, что красное смещение вообще никак не связано со скоростью движения галактик.
Читатель: И что, у вас есть научные доказательства, которые указывают на эти недостатки современных представлений?
Автор: Конечно, есть. Однако готовы ли вы продолжать эти заумные астрономические рассуждения?
Читатель: Поймите, я настроен во всем этом серьезно разобраться.
Автор: Хорошо, дальше события развивались следующим образом. Хаббл продолжил свои исследования и пришел к определенной модели расширяющейся Вселенной. Для этого он вывел свой закон Хаббла.
Читатель: Интересно, что это за закон?
Автор: Для его объяснения сначала напомню, что, согласно модели большого взрыва, чем дальше находится галактика от эпицентра взрыва, тем быстрее она движется. Согласно закону Хаббла, скорость удаления галактик должна равняться расстоянию до эпицентра взрыва, умноженному на число, называемое постоянной Хаббла. Используя этот закон, астрономы рассчитывают расстояние до галактик, основываясь на величине красного смещения, происхождение которого до сих пор никому не понятно.
В общем, Вселенную решили измерить очень просто. Найдите красное смещение и разделите на постоянную Хаббла, и вы получите расстояние до любой галактики. Таким же образом современные астрономы с помощью постоянной Хаббла рассчитывают размеры Вселенной. Поэтому постоянная Хаббла является чрезвычайно важным числом. Например, если вы удвоите постоянную, то при этом вы также удвоите оцениваемый размер Вселенной.
Читатель: Хорошая идея. Значит, расстояния до разных галактик нам уже известны?
Автор: Известны, если можно так выразиться. Если вам сегодня говорят, что до хлебного магазина один километр, а завтра скажут, что пять километров, то можно ли считать, что вам известно это расстояние?
Читатель: А почему у ученых такие перепады?
Автор: Дело в том, что в разные годы разные ученые оперировали различными значениями постоянной Хаббла.
Читатель: И все же что это за величина?
Автор: Постоянная Хаббла выражается в километрах в секунду на мегапарсек (единица космических расстояний, равная 3.3 миллионам световых лет.)
Итак, в 1929 году величина постоянной Хаббла была равна 500. В 1931 году она была равна 550. В 1936 году – 520 или 526. В 1950 году – 260, т. е. значительно упала. В 1956 году она упала еще больше: до 176 или 180. В 1958 году она дополнительно снизилась – до 75, а в 1968 году подпрыгнула до 98. В 1972 году ее значение составляло от 50 вплоть до 130. Сегодня постоянную Хаббла принято считать равной 55. Все эти изменения позволили одному астроному с юмором сказать, что постоянную Хаббла лучше было бы назвать переменной Хаббла.
Читатель: Но все эти изменения в течение десятилетий можно объяснить тем, что ученые совершенствовали свои методы и повышали качество вычислений.
Автор: Каких вычислений! Еще раз повторяю вам, что никто не сможет реально проверить эти вычисления, так как линейку, которая смогла бы дотянуться до соседней галактики, еще не изобрели.
Читатель: Пусть мы не знаем абсолютного значения этих расстояний, но зато знаем относительные соотношения между ними. Уже одна эта информация бесспорно указывает на расширение Вселенной!
Автор: Не факт. Даже в соотношении расстояний между галактиками здравомыслящим людям не все понятно. Если Вселенная расширяется, согласно закону пропорциональности, равномерно, по какой причине тогда множество ученых получают столь разные значения величин, исходя из тех же самых пропорций скоростей этого расширения? Получается, что и этих пропорций расширения как таковых тоже не существует.
Читатель: А кроме вас, еще кто-нибудь догадался об этом?
Автор: Догадливых людей много. Ученый астроном Вигер заметил, что, когда астрономы проводят измерения в разных направлениях, они получают различные скорости расширения. Затем он обратил внимание на нечто даже более странное: он открыл, что небо может быть разделено на два набора направлений. Первым является набор направлений, в котором множество галактик лежат перед более далекими галактиками. Вторым является набор направлений, в котором далекие галактики находятся без галактик переднего фона. Назовем первую группу направлений космоса «областью А», вторую группу – «областью Б».
Вигер открыл потрясающую вещь. Если в своих исследованиях ограничиться дальними галактиками в области А и только на основании этих исследований вычислить постоянную Хаббла, то получится одна величина константы. Если заняться исследованиями в области Б, то получится совершенно другая величина константы.
Читатель: Не пойму, что здесь потрясающего?
Автор: А то, что скорость расширения галактики, согласно этим исследованиям, меняется в зависимости от того, как и при каких условиях мы измеряем показатели, идущие от дальних галактик. Если мы измеряем их там, где есть галактики переднего фона, то будет один результат, если передний фон отсутствует, то результат будет другой.
Читатель: Ну и что из этого?
Автор: Как что? Если Вселенная действительно расширяется, то что может заставить галактики переднего фона так влиять на скорость движения других галактик? Галактики находятся на огромном расстоянии друг от друга, они не могут дуть друг на друга, как мы дуем на воздушный шарик. Поэтому логично будет предположить, что проблема заключается в загадках красного смещения.
Читатель: Возможно, а что по этому поводу думают ученые?
Автор: Именно так рассуждал Вигер. Он предположил, что измеряемые красные смещения дальних галактик, на которых строится вся наука, вообще не связаны с расширением Вселенной. Скорее, они вызваны совершенно другим эффектом. Он предположил, что этот неизвестный ранее эффект связан с так называемым механизмом старения приближающегося к нам издалека света.
Читатель: И в чем суть этого эффекта старения света от удаленных галактик?
Автор: Согласно Вигеру, спектр света, прошедшего огромное пространство, испытывает сильное красное смещение только потому, что свет проходит слишком большое расстояние. Вигер доказал, что происходит это в соответствии с физическими законами и удивительно схоже со многими другими явлениями природы. В природе всегда, если что-то движется, то обязательно находится еще что-то, препятствующее этому движению. Такие препятствующие силы существуют и в космическом пространстве. Вигер считает, что, по мере того как свет проходит обширные расстояния между галактиками, начинает проявляться эффект красного смещения. Этот эффект он связал с гипотезой старения (уменьшения силы) света.
Читатель: Почему же свет стареет?
Автор: Вновь повторяю, что свет теряет свою энергию, пересекая пространство, в котором есть определенные силы, мешающие его движению. И чем больше свет стареет, тем краснее он становится. Поэтому красное смещение пропорционально расстоянию, а не скорости объекта. Так что, чем дальше свет проходит, тем больше он стареет. Поняв это, Вигер описал Вселенную как нерасширяющуяся структуру. Он понял, что все галактики более или менее стационарны. А красное смещение не связано с эффектом Доплера, и поэтому расстояния до измеряемого объекта и его скорость не связаны между собой. Вигер считает, что красное смещение определяется внутренним свойством самого света; таким образом, он утверждает, что свет, пройдя некое расстояние, просто становится старее. Это никак не доказывает, что галактика, до которой измеряется расстояние, удаляется от нас.
Читатель: Логично, однако как к этой идее относится современная наука?
Автор: Так же, как и ко многим другим «не входящим в принятые рамки» открытиям: очень скептически. Большинство современных астрономов (но не все) отвергает идею старения света. По словам Джозефа Силка (Joseph Silk) из Калифорнийского университета в Беркли (The University of California at Berkley), «космология стареющего света неудовлетворительна, потому что она вводит новый закон физики»
Читатель: Логично, зачем нужны новые законы физики, нам бы со старыми разобраться!
Автор: Согласен, но представленная Вигером теория старения света не требует радикальных дополнений к существующим физическим законам. Он предположил, что в межгалактическом пространстве существует некий сорт частиц, которые, взаимодействуя со светом, отбирают часть энергии света. В громадном большинстве массивных объектов этих частиц больше, чем других.
Используя эту идею, Вигер объяснил различные величины красного смещения для областей А и Б следующим образом: свет, проходя через галактики переднего фона, встречает большее число этих частиц и поэтому теряет больше энергии, чем свет, не проходящий через область галактик переднего фона. Таким образом, в спектре света, пересекающего препятствия (области галактик переднего фона), будет наблюдаться более значительное красное смещение, и это приводит к различным величинам для постоянной Хаббла. Вигер также сослался на дополнительное доказательство своей теории, которое было получено при экспериментах на объектах с нескоростными красными смещениями.