Что было до Большого взрыва? Бессмысленный вопрос, если верить Альберту Эйнштейну. Он считал, что в момент Большого взрыва появились не только пространство, свет и материя, но и время. Следовательно, никакого «до» быть не может. Тем не менее я пытаюсь представить себе, что же было раньше. Не получается. Я не могу переступить какую-то незримую грань. Если Вселенная возникла из крошечной материальной точки невероятной плотности – кто или что было причиной? Ах да, ни «кого», ни «чего» еще не было. А откуда материя? Не было же ни пространства, ни материи. Голова идет кругом. Единственное, в чем я уверен: с этого загадочного события начинается история всего. Пространства, времени, материи, света, звука. Нет, постойте. Звуков придется еще подождать.

Все существующее, включая время и пространство, началось со взрыва – так называемого Большого взрыва. Отправной точкой современных исследований является теория бельгийского священника и астрофизика Жоржа Леметра (1894–1966), который, в свою очередь, опирался на теорию относительности Альберта Эйнштейна (1879–1955). Сам термин «Большой взрыв», однако, появился только в 1949 г., когда британский астроном Фред Хойл, выступая на радио Би-би-си, решил пошутить по поводу спорной тогда идеи[1].

А между прочим, этот взрыв был самым тихим в истории Вселенной, так как физических условий для возникновения звука в космосе еще не было. Только благодаря взрыву они и возникли. С точки зрения современной астрофизики это событие произошло примерно 13,8 млрд лет назад.

И звук, и шум – это распространение упругих волн (звуковых волн) в газообразной, жидкой или твердой среде, в процессе которого элементарные частицы вещества вынужденно совершают колебательные движения. Поскольку упомянутые частицы, а также время и пространство появились только после Большого взрыва, сам он не мог породить ни звука. Удивительно, но в тот момент царила мертвая тишина. Большой взрыв был бесшумным, так как не существовало среды, в которой могли бы распространиться звуковые волны. Зато его физическое эхо можно уловить даже сейчас: это фоновое излучение, которое равномерно заполняет пространство Вселенной. Американские ученые Джон К. Матер и Джордж Ф. Смут получили Нобелевскую премию 2006 г. по физике за исследование данного феномена.

Космический шум младше, чем время и пространство, но несущественно. Астрофизики обнаружили, что через 380 000 лет после Большого взрыва в бесконечной Вселенной раздался низкий, загадочный звук. Такой низкий, что его не может услышать ни одно живое существо. Его уловили только приборы: крошечный обрывок частотой 1 Гц. Мир как бы ворчит спросонья. Космическая акустика – еще очень юная область исследований, но стремительное развитие радиотелескопов в последние 20 лет расширяет возможности дальнейшего изучения уже известных акустических феноменов древнейшей истории Вселенной. То, что мы можем уловить их сейчас и измерить, объясняется просто: Вселенная постоянно расширяется, и они добираются до нас невероятно долго. В начале 2000-х гг. американский физик Джон Г. Крамер (р. 1934), почетный профессор Вашингтонского университета в Сиэтле, заставил зазвучать волны, распространявшиеся во времени, пространстве и материи в течение 400 000 лет после Большого взрыва. Он свел первые зафиксированные сигналы эха Большого взрыва в единый звуковой сигнал длительностью 100 секунд. По словам Крамера, он похож на «рев турбин реактивного самолета, взлетающего прямо над вашим домом»[1].

В принципе, услышать отзвуки Большого взрыва можно и без дорогостоящего оборудования, которым пользуются современные астрофизики. Достаточно старого УКВ- или СВ-приемника, способного ловить ультракороткие и средние радиоволны. В шум помех между двумя передачами вплетается слабый отголосок Большого взрыва, долетевший до нас через 14 млрд лет. По подсчетам астрофизиков, он составляет всего 1 % шума помех.

Расширялись галактики, рождались звезды и планеты нашей Солнечной системы. Сначала эти процессы проходили совершенно бесшумно, несмотря на сильнейшие ядерные реакции и колоссальные выбросы энергии. В космическом вакууме нет ни шороха, ни звука, поскольку нет среды, необходимой для распространения звуковых волн. Уму непостижимо: мощнейшие взрывы и реакции ядерного синтеза при возникновении звезд и планет протекали в полной тишине. Если бы «Звездные войны» происходили в реальном космосе, Разрушитель Звезд не мог бы шипеть, выпуская лазерный луч. Не смогла бы нарушить космический покой и гибель Звезды смерти, которая на экранах сопровождается низкочастотным басовитым гудением и звуком мощного взрыва. Дух захватывает, но не настолько, чтобы привести в восторг посетителей кинотеатра, так что приходится прибегнуть к помощи голливудских звукорежиссеров.

https://youtu.be/1OpNI5DjxC0?si=AmWdfccusKejnHyx

1. Большой взрыв

Запись смонтирована профессором Джоном Г. Крамером

Только 4,58 млрд лет назад стало действительно громко: появилась Земля. В результате дегазации на ней сформировалась первичная атмосфера. С точки зрения современной науки первая газовая оболочка Земли состояла из водорода, гелия, метана и примесей еще некоторых газов. Это крайне токсичная смесь, в наше время она бы уничтожила все живое. Но тогда она помогла свершиться неслыханному: в мире впервые раздался звук, а точнее, грохот. Звуковые волны наконец получили нужные условия для своего распространения. Извержения вулканов, землетрясения, падения метеоритов и прочие космические катастрофы – настоящий акустический апокалипсис, который сейчас трудно себе представить. Вот момент рождения шума.

Превращение нашей планеты из огненно-красной в голубую также сопровождалось громкими звуками. 3,8 млрд лет назад, в архее (второй эон геологической истории Земли), зашумела вода. По расчетам исследователей, на Земле примерно 40 000 лет непрерывно шел дождь. Точнее, не шел. И даже не лил как из ведра. Можно сказать, что над юной планетой разверзлись хляби небесные, но даже библейский потоп на самом деле не выдерживает сравнения с теми массами воды, которые обрушились вниз. Земля остыла, и на ней появились моря.

Первичная атмосфера плохо защищала Голубую планету, поэтому в нее часто врезались метеориты и астероиды (что, по сути, одно и то же). Ее сотрясали землетрясения и извержения вулканов. Весь этот грохот, однако, некому было слушать. На Земле не было таких высокоорганизованных форм жизни, как сейчас. Вероятно, первыми живыми организмами были простейшие бактерии, для которых высокотоксичный газовый коктейль тех времен был эликсиром жизни. А вот воздух, которым дышим мы (78 % азота, 21 % кислорода и примеси благородных газов), их бы точно убил. Следы этих древнейших микроорганизмов, возраст которых насчитывает около 3,77 млрд лет, были обнаружены в 2017 г. на севере Канады.

Эти первые обитатели Земли погибли примерно миллиард лет спустя, их погубил как раз кислород (кстати, продукт дыхания одного из видов бактерий). Но тот же самый кислород дал возможность существования новой форме жизни, которая через миллионы лет эволюции обретет способность слышать.

Мы знаем, что жизнь зародилась в воде. В течение миллионов лет Мировой океан населяли беспозвоночные существа, у которых еще не было органов слуха. Первые позвоночные возникли в девоне (ок. 418–360 млн лет назад). Это были рыбы, и они обладали уникальным отличительным признаком: это были первые живые существа, которые могли слышать в современном смысле этого слова.