Книга Бытия. Общая история происхождения - [11]

Итак, под оболочкой надежно установленной теории родился грандиозный вопрос: какой механизм мог привести к условиям столь необычным, что одна безразмерная точка обрела бесконечную массу и бесконечную кривизну, то есть к тому, что физики называют сингулярностью?

Простое и внутренне элегантное решение может оказаться совсем под рукой. Те же самые уравнения, которые описывают расширение, сдерживаемое гравитационными силами, можно использовать для описания и противоположного процесса – неостановимого сжатия, необоримо приводящего к Большому сжатию[8], вселенской имплозии.

При определенных условиях расширение Вселенной может замедляться гравитационными силами и даже вообще прекратиться, сменившись последующей фазой сжатия. В этом случае медленно, но неуклонно росла бы плотность галактик внутри скоплений, а поэтому во всех уголках Вселенной увеличивались бы и плотность материи, и средняя температура. А потом все бы закончилось тем, что образовалось бы невероятно плотное скопление черных дыр, излучения и ионизованных атомов, которым не оставалось бы ничего другого, кроме как катастрофически коллапсировать в область пространства все меньшего размера – в конце концов до состояния точки. И вот вам, пожалуйста, – сингулярность, которая даст начало новому Большому взрыву, а из него родится новая вселенная – еще одно звено в бесконечной цепи сжатий и расширений. Сжим-разжим гигантской фисгармонии, складывающей свои мелодии из тактов продолжительностью в десятки миллиардов лет.

Предположение об участии нашей Вселенной в таком жизненном цикле, включающем рождение, смерть, возрождение, без конца и без начала, очень напоминает некоторые общие положения многих восточных философских систем. Сама Вселенная входит в круг Сансары, колеса бытия, куда пойманы все живые существа, обреченные на бесконечную серию перерождений. Решение симметричное и элегантное, обладающее тем преимуществом, что с легкостью разрешает проблему очевидного нарушения закона сохранения энергии: а иначе кто бы собрал в сингулярности всю энергию Вселенной?

Этот вариант развития событий оставался открытым на протяжении нескольких десятилетий, но потом такие рассуждения утратили основания из-за новых успехов астрономов и астрофизиков, когда им удалось провести более точные измерения скорости разлета галактик и космического микроволнового фонового излучения. Новые результаты дали начало новой космологии – уже как точной науке.

Со временем стало понятно, что звезды рассказывают нам о себе, пользуясь языком значительно более богатым и понятным, чем мы могли себе представить. Довольно скоро рядом с мощными оптическими телескопами встали гигантские параболические антенны, направленные в самые глубокие области космоса; как гигантские уши, они пытались услышать радиосигналы, приходящие от неизвестных звезд, испущенные далекими галактиками. Возникла радиоастрономия. Так было открыто целое семейство новых загадочных объектов, источников радиосигналов, и эти объекты получили экзотические названия вроде квазаров и пульсаров.

Потребовались еще десятилетия исследований, чтобы понять, что за этими новыми объектами и некоторыми характерными для них явлениями скрываются новые агрегатные состояния вещества: гравитационные силы, царящие внутри самых массивных космических тел, размалывают вещество до мельчайших компонентов, из-за чего возникают чудовищные плотности внутри нейтронных звезд и черных дыр.

Тот факт, что Вселенная наполнена фотонами самой разной длины волны – от десятков метров (радиоволны) до размеров субатомных частиц (высокоэнергетические гамма-всплески), подтолкнул ученых строить еще более изощренные приборы, как базирующиеся на Земле, так и орбитальные, с тем чтобы они могли регистрировать весь спектр электромагнитных излучений. В итоге была создана самая точная карта бесчисленных космических объектов, излучающих электромагнитные волны на самых разных частотах. Впечатляющий объем собранных данных позволил изучать Вселенную как единую физическую систему, которую можно исследовать, чтобы дать ответ на типичные в подобных случаях вопросы: какова ее полная энергия? каковы ее полный импульс, угловой момент и электрический заряд?

Мало-помалу накапливались все более точные данные, уменьшались погрешности измерений, и картина, которая из всего этого складывалась, обнаруживала просто удивительные детали. Эти данные говорили нам, что расширение никогда не прекратится, ничто не указывало на возможную смену направления к Большому сжатию. Средняя плотность Вселенной недостаточна для того, чтобы превзойти критическое значение и обеспечить доминирование сил гравитации. Приходится, следовательно, отказаться от идеи циклической Вселенной и вернуться к проблеме начальной сингулярности.

Но тут совершенно неожиданно обнаружилось еще одно решение, даже более элегантное, чем предыдущее: Вселенная постоянно пребывает в состоянии, чрезвычайно близком к условиям полной однородности и изотропности. Невероятная однородность космического микроволнового фонового излучения говорит, что у Вселенной нет сколько-нибудь заметной кривизны, а угловое распределение этого излучения предполагает, что в пространстве действуют законы евклидовой геометрии: световые лучи при пересечении какой-либо космической области не подвергаются возмущению со стороны энергии или массы и распространяются вдоль прямой линии. Это то самое, что называется плоской Вселенной – ее кривизна нулевая. А поскольку распределение массы и энергии во Вселенной тесно связано с кривизной пространства и его геометрией, как следует из законов, установленных общей теорией относительности, то это прямо приводит к поразительному выводу, что Вселенная, плоская, как наша, должна обладать нулевой полной энергией.