Альберт Эйнштейн и Большой Взрыв: почему великий физик искал ему альтернативу

28 апрель 2014, 21:37

Поразительный факт: великий физик Альберт Эйнштейн стоял у истоков важнейших концепций физики XX в., но при этом с большим трудом принимал многие выводы из собственных открытий! Работы Эйнштейна в области электродинамики положили начало квантовой механике, подтвердив ранее высказанную Максом Планком гипотезу о существовании минимального количества энергии – кванта. Но дальнейшее развитие этой теории не удовлетворило ученого. Ему представлялось, что в основе мира не могут лежать случайные процессы, постулируемые квантовой механикой. "Бог не играет в кости", – эта знаменитая фраза была сказана Эйнштейном в дискуссии с Нильсом Бором, чьи идеи сыграли решающую роль в изучении строения атомов. "Эйнштейн, не указывай Богу, что ему делать", – возражал датский коллега. В конце концов, Эйнштейн признал свое поражение. Во многом похожая история имела место и с другой концепцией - на этот раз космологической.
Теория Большого Взрыва, или, как ее называли вначале, "динамическая эволюционирующая модель", была предложена в 20-x годах прошедшего столетия. Впервые идею о расширяющейся Вселенной высказал советский математик А.А. Фридман, а несколько позже к тем же выводам пришли немецкий математик Герман Вейль и бельгийский теоретик Жорж Леметр. Нестационарная модель Вселенной прямо выводилась из общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, однако она противоречила общепринятому в прежней физике представлению о вечном и безграничном мире. Творцу теории относительности она тоже пришлась не по нраву. Однажды, когда Леметр предложил ему обсудить возможные следствия из уравнений ОТО, Эйнштейн ответил: "Это слишком похоже на акт творения – сразу видно, что вы священник!" (Леметр был не только выдающимся ученым, но и служителем католической церкви). В самом деле, идея Большого Взрыва предполагает, что у Вселенной имелось начало во времени – но откуда, в таком случае, она возникла?..
Эйнштейн не был атеистом: его "космическая религия" предполагала наличие во Вселенной некоего высшего разума. Но, по-видимому, необъяснимое появление мира словно бы из ничего не укладывалось в его представления о всеобщей гармонии. Сомнения по поводу новой теории терзали не только Эйнштейна. Однако уже вскоре, тщательно проанализировав наблюдения астрономов, Эдвин Хаббл подтвердил ее правоту. Оказалось, что далекие галактики действительно удаляются от Земли, и, следовательно, Вселенная расширяется.
Казалось бы, прежним представлениям был нанесен смертельный удар. Но устоявшиеся теории никогда не уходят со сцены под давлением отдельных труднообъяснимых фактов. Теория стационарной вселенной не составила исключения: нашлись ученые, которые предпочли защищать ее до последнего. Среди них наиболее известен британский астроном Фред Хойл, который, кстати, и придумал термин "Big Bang". Это словосочетание следовало бы перевести на русский язык как "Большой Бабах" – астроном употребил его в ироническом смысле, подтрунивая над нелогичной, на его взгляд, теорией. Сам он в 1948 г. предложил иную модель: по его мнению, в центре вселенной материя непрерывно возникает буквально из ничего. Элементарные частицы образуют атомы, звезды и галактики, которые, образно выражаясь, "разлетаются в разные стороны" – в полном соответствии с наблюдениями астрономов. Однако плотность вещества в такой Вселенной остается неизменной, а значит, она могла бы существовать вечно без всяких "взрывов".
Рукопись Эйнштейна, обнаруженная лишь в феврале 2014 г., подтвердила, что он был склонен думать в том же ключе. Удивительно, но текст, свободно доступный на сайте Архива Альберта Эйнштейна, ранее оставался вне поля зрения историков науки. Как оказалось, в каталоге он по ошибке числился как черновик совсем другой работы. Физик Кормак О’Раферти, работающий в Уотерфордском технологическом институте, был просто потрясен настоящим содержанием наброска. Оказалось, что Эйнштейн высказывал идеи, очень похожие на теорию Хойла – но за целых 17 лет до него, в 1931 г.
По-видимому, поначалу Эйнштейну казалось, что общая теория относительности легко согласуется со спонтанным образованием материи, а значит, в нее не придется вносить новых поправок. Но статья так и осталась незавершенной – обнаружив ошибку в своих расчетах, Эйнштейн понял, что ошибался, и более не возвращался к этому вопросу. Разумеется, Хойл ничего не знал о своем предшественнике – иначе он, несомненно, сослался бы на его авторитет.
Концепция Хойла некоторое время конкурировала с теорией Большого Взрыва, но впоследствии была признана несостоятельной. Главным аргументом против нее стало открытие реликтового излучения – очень слабого микроволнового фона, заполняющего весь космос. Это излучение свидетельствует о том, что когда-то Вселенная была невообразимо плотной и горячей – как и предполагает теория Большого Взрыва. Реликтовый фон был предсказан физиком Георгием Гамовым еще в 1947 г., но подтвердить его существование экспериментально удалось лишь 18 лет спустя. С тех пор число сторонников теории стационарной Вселенной стало стремительно сокращаться. Сейчас мало кто из ученых подвергает сомнению Большой Взрыв – но полной ясности в вопросе о происхождении космоса по-прежнему нет. А значит, нас еще ждут новые открытия в этой области.

Добавить комментарий

Ваш комментарий:

Имя:*
E-mail:
Комментарий:*
Введите цифровой код, указанный на картинке:*
* Обязательные для заполнения поля