2. Космологические сомнения

Концепция Большого взрыва, положившего начало эволюции нашего мира, стала столь же признанной в современной космологии, как, по словам академика Я.Б.Зельдовича, и шарообразность Земли. Однако со временем появились новые научные данные, поставившие теорию расширения Вселенной под сомнение. Рассмотрим некоторые из таких соображений. Удивительными и загадочными объектами Вселенной являются КВАЗАРЫ, или, если называть их полным именем, квазизвездные радиоисточники. Это самые яркие, самые далекие и в то же время самые древние из известных нам космических тел. Вычисленные по закону Хаббла расстояния до квазаров составляют миллиарды световых лет. По мнению большинства ученых, это сжавшиеся под влиянием сил тяготения ядра практик, в центре которых возникли сверхплотные скопления материи - так называемые черные дыры. Они непрерывно поглощают из ближайшего пространства газ, пыль, другой космический мусор и даже звезды. Освобождающаяся при этом гравитационная энергия поддерживает яркое свечение квазаров - они излучают во всем электромагнитном диапазоне с интенсивностью большей, чем сотни и тысячи миллиардов обычных звезд. Объяснить, какой физический механизм приводит в действие "энергетический котел" столь чудовищной мощности, в рамках теории расширяющейся Вселенной пока не удается. Астрономов особенно привлекает тот факт, что квазары предстают перед ними как объекты, которые позволяют заглянуть не только на далекие окраины Галактики, но и в глубокое прошлое. Обсерватории мира непрерывно ведут поиск удаленных квазаров. Возраст одной из последних таких находок стал настоящей астрономической сенсацией. Открытие, способное изменить нынешнее представление о космической эволюции, сделали американские астрофизики М.Шмидт, Д.Ганн и Д.Шнайдер. Им удалось обнаружить квазар, являющийся, по их словам, самым отдаленным источником света во Вселенной и находящийгя удивительно близко к предполагаемому краю пространства и началу времени. Изучая квазары, ученые остановились на том, который получил условное наименование Пи - Си 1 158+4635. Он находится в созвездии Большой Медведицы. Анализ излучаемого им света показывает, что он существовал уже тогда, когда Вселенная достигла лишь шестой части своего сегодняшнего размера, а ее возраст составлял всего 7% от нынешнего. Если принять возраст Вселенной за 15 миллиардов лет, то, как подсчитали американские астрофизики, обнаруженный ими квазар сформировался спустя немногим более 1 миллиарда лет после "Большого взрыва". Согласно прежним наблюдениям квазары начали появляться спустя примерно 3 миллиарда лет после "Большого взрыва". Поэтому можно сделать вывод, что Вселенная приобрела свою нынешнюю структуру с неравномерным распределением материи в виде звездных галактик гораздо раньше, чем считалось. В то же время по теории "Большого взрыва" процесс формирования галактик должен был занимать гораздо больше времени, чем 1 миллиард лет, т.е. 14 миллиардов лет назад никаких галактик еще не могло существовать. Дело в данном случае заключается в том, что, по современным представлениям, вначале материя во Вселенной распределялась очень равномерно. Свидетельство тому - полная однородность микроволнового реликтового излучения, доносящего до нас эхо "Большого взрыва". Затем материя начала неравномерно уплотняться, образуя звезды и галактики. Таким образом, открытие американских астрофизиков оставляет очень мало времени между двумя состояниями Вселенной и входит в противоречие с существующими космологическими теориями. Далее. Общепринятая ныне теория утверждает, что Вселенная родилась в момент, когда произошел "Большой взрыв". Но некоторые космологи в последние годы усомнились, что за такое время смогли образоваться многие тысячи известных ныне галактик самых разнообразных типов. Недавно группа ученых, в их числе был и известный шведский астрофизик, лауреат Нобелевской премии Х.Альвен, разработала альтернативную гипотезу, где основная роль в формировании мира отдана не тяготению, а электромагнитным силам в плазме, наполняющей всегда существовавшую Вселенную. При этом, вполне понятно, отвергается и вероятность коллапса катастрофического сжатия Вселенной под влиянием той же гравитации. До сих пор большинство специалистов считали, что магнитные силы тишком слабы для "организации" материи в стройную систему звезд и галактик. Однако сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории (США), смоделировав процессы в космической плазме на ЭВМ, показали, что облака плазмы за многие миллиарды лет действительно могли сближаться и уплотняться под действием именно электромагнитных сил. Более того, при этом последовательно образуются структуры, напоминающие все типы наблюдаемых ныне галактик. Одна из полученных конфигураций, например, удивительно похожа на хорошо известную астрономам галактику NGC 1300. Правда, авторам новой гипотезы трудно будет ответить на один довольно-таки простой вопрос: "А откуда все-таки взялась плазма?" Мнение о том, что данные последних наблюдений не только не подтверждают справедливости общепризнанной теории "Большого взрыва", но фактически опровергают некоторые ее положения, высказала в 1990 году группа известных астрофизиков. В статье "Внегалактическая Вселенная: альтернативный взгляд", опубликованной в американском научном журнале "Нейчур", они поставили под сомнение модель "Большого взрыва". Вместо модели возникновения всей материи одновременно они предлагают концепцию равновесной Вселенной, которая не имеет ни начала, ни конца, постоянно расширяется и непрерывно генерирует новую материю. Ученые-"еретики" утверждают также, что так называемое космическое микроволновое фоновое излучение (реликтовое излучение), открытое в 1965 году и приводящееся обычно в качестве одного из существенных доказательств реальности "Большого взрыва", слишком однородно, чтобы его можно было считать последствием грандиозного взрыва. По их мнению, это излучение вызывается частицами космической пыли. Кроме того, авторы упомянутой статьи полагают, что общепринятая интерпретация такого явления, как квазары, неверна. Хотя большинство астрономов считают эти объекты чуть ли не самыми старыми и наиболее удаленными структурами Вселенной, авторы утверждают, что они значительно моложе и ближе к центру Вселенной, чем принято думать. Принято считать, что характер свечения квазаров свидетельствует об их большом удалении и быстром движении. Авторы же статьи в "Нейчуре" указывают, что необычно много квазаров находится рядом как раз с теми галактиками, которые ученые считают более молодыми и близкими, чем сами эти квазары. Изложенные выше гипотезы о неприятии концепции "Большого взрыва" привлекли к себе внимание значительного круга известных космологов, но, нужно признать, убедили отнюдь не многих. Вместе с тем необходимость непротиворечивого объяснения имеющихся научных данных потребовала поиска других гипотез, объясняющих строение нашей Вселенной. И такие гипотезы существуют, интерпретируя с новых позиций те или иные наблюдательные данные. Остановимся на таком фундаментальном понятии, как, например, "красное смещение", которому с момента открытия старались дать объяснение, отличное от объяснения его эффектом Доплера. Подобные попытки продолжаются и до нашего времени. В общей теории относительности устанавливается, что световые кванты "краснеют", когда они выходят из сильного поля тяготения. Высказывались идеи о "покраснении" квантов за счет потери энергии при их распространении в пространстве или при самопроизвольном распаде кванта света с испусканием некоторых частиц. Наблюдение "красного смещения" можно зафиксировать, как, оказывается, при изменениях массы испускающих фотоны частиц или с изменением от времени самой частоты излучения и тд. Однако, как считают космологи (см. книгу Новикова И.Д. Эволюция Вселенной. - М.: Наука, 1990), "единственным возможным ооъяснением космологического "красного смещения" является эффект Доплера, вызванный расширением Вселенной". Но противники концепции расширения Вселенной, как говорится, не сидят сложа руки и разрабатывают новые предположения, версии, гипотезы. Об этом свидетельствует, например, публикация кандидатом технических наук Ю.Учаевым статьи "Если Вселенная вращается, то природа и жизнь вечны" (см. газету "Ленинское знамя". - 1988. - 18 сентября). Ознакомимся более подробно с основными положениями этой статьи, сделав вначале небольшое отступление. Все космические тела, объекты и их всевозможные образования (сочетания) вращаются. Собственное вращение - это такое же "врожденное" их свойство, как и наличие некоторой массы. И в этом отношении космические тела и объекты в какой-то мере подобны элементарным частицам, также обладающим собственным вращением. С этим вращением связана одна из важных характеристик элементарных частиц - так называемый спин. Его аналогом для обычных вращающихся тел и объектов является момент количества движения. Исходя из этого, нет никаких причин отвергать просто так гипотезу о вращении Вселенной. В этой гипотезе, например, "красное смещение" галактик объясняется следствием не продольного, а поперечного эффекта Доплера. А для такого эффекта - и это, возможно, самое главное - величина "красного смещения" имеет уже не ЛИНЕЙНУЮ, а КВАДРАТИЧЕСКУЮ зависимость от расстояния до галактики, движущейся по окружности вокруг приемника сигнала. Отсюда следствие кардинального свойства: при заданной величине регистрируемого "красного смещения" расстояния до сильно удаленных объектов, определенные в рамках гипотезы вращающейся Вселенной, будут намного меньше, чем расстояния до тех же объектов, определенные на основе гипотезы расширяющейся Вселенной. Так, по мнению Ю.Учаева, расстояния до квазаров во вращающейся Вселенной уменьшаются настолько, что поток исторгаемой ими энергии оказывается сравнимым с уровнем излучения отдельно взятых галактик, а не превышает его в сотни и тысячи раз. Это позволяет предположить, что квазары являются не чем иным, как обычными галактиками, но только удаленными на гигантские расстояния (поэтому смотрятся как светящиеся точки), что сразу снимает вопрос о гипотетическом мощном источнике энергии квазаров. Естественно, что уменьшение расстояний во вращающейся Вселенной приводит и к уменьшению ее объема, и к увеличению, как следствие первого, средней плотности вещества. Причем это увеличение возросло на 3-5 порядков по сравнению с плотностью вещества в расширяющейся Вселенной, что привело к превышению критической средней плотности на 1-3 порядка. Из этого однозначно следует, что не существует проблемы "скрытой массы" и становится невозможным как бесконечное расширение нашей Вселенной, так и последующее ее сжатие в малый объем, непомерный рост температуры и плотности вещества. Анализируя данные о "красном смещении" галактик, расстояния до которых получены с достаточно высокой точностью, можно установить угловую скорость и период вращения Вселенной. Этот экспериментально полученный период оказывается равным 1-2 миллиардам лет. Вполне понятно, что движение объектов на границах вращающейся Вселенной не может превысить скорость света. Следовательно, звездный дом, в котором мы живем, не может быть пространственно безграничным. Однако это обстоятельство ни в коей мере не исключает возможности существования бесконечного числа других звездных миров, удаленных друг от друга на расстояния, которые значительно превышают их собственные пространственные размеры. Эта совокупность подобных или отличных от нашей Вселенной миров может образовывать некую умопомрачительную по своим габаритам Метавселенную. Считая реальностью существование вращающейся Вселенной, можно достаточно просто и естественно определить как начало и конец Вселенной, а также разобраться с проблемой "Большого взрыва". Допуская в принципе возможность определенного расширения или сжатия вещества, модель вращающейся Вселенной не требует расширения мироздания из бесконечно малого объема либо последующего сжатия в такой объем. "Устойчивость" модели достигается тем, что взаимное притяжение галактик компенсируется центробежными силами, возникающими при их вращательном движении по дугам окружностей. Сохраняется в данном случае и возможность объяснения наблюдаемого "красного смещения" следствием эффекта Доплера. Автор статьи резонно отмечает, что, разрешая одни проблемы гипотезы вращающейся Вселенной, ученые "рождают" другие, на которые еще предстоит найти удовлетворяющие ответы. Например, почему угловая скорость Вселенной примерно постоянна? Другая проблема: во вращающейся Вселенной должна наблюдаться анизотропия распределения "красного смещения" в зависимости от величины угла между осью вращения Вселенной и направлением на соответствующую галактику. Такой анизотропии в явном виде к настоящему времени не обнаружено, хотя косвенные данные имеются. В заключение Ю.Учаев справедливо замечает, что для подтверждения или опровержения гипотез вращающейся и расширяющейся Вселенной должны быть разработаны и внедрены в практику исследований новые прямые методы измерения расстояний до достаточно удаленных объектов. Из-за отсутствия сегодня таких методов проверка достоверности тех или иных космолотческих гипотез затруднена. Если гипотеза вращающейся Вселенной подтвердится, то это означает, что жизнь можно считать вечной. И тогда человеческая цивилизация, если у нее хватит мудрости избежать самоуничтожения, в соответствии с предсказаниями К.Э.Циолковского при помощи реактивных приборов расселится по всему "звездному дому". Следует сказать, что статья Ю.Учаева вызвала большой интерес у читателей. Редакция газеты получила многочисленные отклики. В одном из них Р.Тюхтий (г. Борислав, Львовская область) вступил в полемику с автором статьи. Читатель пишет: "Автор статьи уверен: разумная жизнь может постепенно распространяться по всей Вселенной. При этом Ю.Учаев, видимо, не чувствует противоречия: если Вселенная вечна, то жизнь и разум уже извечно должны были бы в ней распространиться. Но, с другой стороны, звезды давно бы потухли: согласно 2-му началу термодинамики, вечная Вселенная не может существовать иначе, как в состоянии "тепловой смерти", а тем более закрытая ее модель, о которой говорит Учаев..." Сразу заметим, что в статье Учаева не говорится о "закрытой" Вселенной; речь там шла только о пространственной "конечности" вращающейся Вселенной, а это, как известно, далеко не одно и то же. Статья Учаева не рассматривает вопросы "энергетической подпитки" вращающейся Вселенной, что снимает вопрос о ее "тепловой смерти". А вот с тем, что гипотеза вращающейся Вселенной не решает всех проблем, что она в определенной мере противоречива, - с этим вполне можно согласиться, тем более что Р.Тюхтий дальше говорит: "Да и проблемы ли это вообще? Не указывают ли они на существование высших сил?" Можно, конечно, соглашаться или не соглашаться с мнением Р.Тюхтия об "участии" высших сил в создании нашей Вселенной, но бесспорно одно: оно имеет право на существование. Вспомним хотя бы несколько высказываний основоположника космонавтики К.Э.Циолковского о могуществе разума и его роли в преобразовании Вселенной: "Самое высшее в мире - это сознательность, разум, жизнь... Совершенство космоса - результат разума, сознания и высокой деятельности... Разум - величайшая сила космоса... Что же могущественнее разума! Если же он сильнее всего, то он все победит. Ему власть, сила и господство над всем космосом. Последний сам рождает в себе силу, которая им управляет. Она могущественнее всех остальных сил природы... Человек и разумные силы составляют одно целое с природой, и нельзя отрицать возможность участия разумных сил и в явлениях природы. Мы только не знаем, насколько оно велико и распространено..." Добавить что-либо к этим взятым из разных работ ученого мыслям, как говорится, нечего...