Свет и время. Размышления на границе естествознания и Богопознания - [12]

Итак, наша Вселенная существовала не всегда. Она однажды возникла и с тех пор расширяется, поскольку все звездные системы удаляются друг от друга.

Это разбегание подтверждается эффектом Доплера. Когда светящееся тело удаляется от наблюдателя, то спектральные полосы его света смещаются к красному краю спектра. Именно это происходит со свечением звездных систем и галактик, притом, чем отдаленнее галактика, тем сильнее красное смещение, то есть, очевидно, тем больше скорость ее удаления от нас.

Что было сначала — масса или энергия?

Согласно теории Эйнштейна, масса и энергия эквивалентны. Известно, что две частицы с противоположными зарядами и равными массами, скажем электрон и позитрон, столкнувшись, исчезают в яркой вспышке света (точнее, гамма-лучей). Доказано также, что излучение может превратиться в частицу: фотон может преобразоваться в электронную пару, состоящую из электрона и позитрона. Могло ли нечто подобное случиться в начале времен, когда таким же путем была сотворена вся материя — из света, излучения?

Что касается будущего Вселенной, то ей и дальше предстоит подвергаться изменениям. Запасы атомной энергии в солнце и звездах немыслимо велики, но не бесконечны.

Каждую секунду эти небесные тела излучают огромное количество энергии. Медленно, но верно их запасы истощаются и похоже на то, что им когда-нибудь предстоит догореть, остыть и умереть!

Астрономам известны космические объекты, называемые нейтронными звездами. Похоже, что они представляют собой один из вариантов последней стадии звездных метаморфоз. Их вещество столь плотно, что его удельный вес оценивается в 1012 г/см3.

Если масса некоторой звезды превышает определенный предел, равный удвоенный массе солнца, то, согласно астрономическим теориям, эта звезда может сжаться до предела и превратиться в черную дыру. Ее притяжение станет таким огромным, что она втянет в себя всю материю из окрестного пространства. Все и вся будут тогда падать вниз, словно в бездонную пропасть, без всякой возможности вырваться обратно.

Черная дыра даже не способна стать меньше. Можно вообразить, что черные дыры мало-помалу поглотят все вещество вселенной. Но до настоящего времени астрономы не сумели подтвердить, чтобы такое происходило где-нибудь во Вселенной.

Пространство

У точки нет размеров. Движущаяся точка может оставлять след в виде прямой линии. Линия продолжается только в одном измерении (в длину) и поэтому называется одномерной. Если позволить линии сдвинуться в сторону, то ее следом будет плоскость. Плоскость двухмерна. Ее размер вычисляется умножением двух измерений: длины и ширины. Наконец, если плоскость поднимется вверх перпендикулярно своей поверхности, то получится пространство. Три координаты достаточны для определения пространства; три измерения должны перемножаться для вычисления его объема. Следовательно, пространство трехмерно.

Люди способны представлять себе пространство во всех трех измерениях, но не всегда успешно. Глядя только одним глазом, невозможно определить расстояние в пространстве, а если удастся, то только с помощью прошлого опыта, а не непосредственного восприятия. В этом легко убедиться, закрыв один глаз и затем пытаясь кончиком указательного пальца столкнуть спичку с края стола. Только когда мы смотрим на предмет двумя глазами, то есть под разным углом, сказывается стереоскопический эффект и становится возможным определить расстояние до предмета.

Все сказанное может показаться скучноватым. Но если вспомнить радость от взгляда на прекрасные пространственные предметы,— скульптуру, орнаменты, строение цветочной головки, отдаленные голубоватые вершины снежных гор, черты милого лица,— то найдется много удивительных неожиданностей.

Кроме пространства, как еще одно измерение действительности, переживается нами и время. Оно всегда течет только вперед, не позволяя нам ни обгонять, ни отставать от него, ни тем более сдвинуться назад, как сочиняют фантасты.

Но наступила новая пора, и наука изумила нас учением о четырехмерном пространстве-времени. Эйнштейн выдвинул это понятие в специальной теории относительности. Всякое движение теперь признается смещением в пространстве-времени.

В общей теории относительности Эйнштейн пошёл ещё дальше. Он предложил четырёхмерное изогнутое пространство-время. Но поскольку человеческие способности ограничены восприятием трёхмерной действительности, люди не могут представить себе устройство четырёхмерного мира.

Если взглянуть на небеса и позволить взору проникнуть в глубину Вселенной, то легко заключить, что нет никакой границы, что ничто (хотя бы в теории) не может стать на пути взгляда. Пространство простирается во всех направлениях, всё дальше и дальше, без препятствий, без границ, всегда бесконечно расширяясь. В некотором смысле это верно. Но если от этого, не задумываясь, перейти к выводу: «Вселенная, следовательно, бесконечна», то физики сразу возразят: «Потише, это недостоверно! Вселенная действительно велика, но при этом она не обязательно бесконечна. Согласно нашим теориям, у нее возможен предел, где она, в конце концов, изгибается назад».