Педро Феррейра Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

Глава VI Дни радио

Одной из навязчивых идей Хойла были проводимые Хабблом наблюдения скорости расширения Вселенной. За годы, прошедшие с момента измерения Хабблом и Хьюмасоном эффекта де Ситтера, расширяющаяся Вселенная Фридмана и Леметра прочно прописалась в астрофизике. Выдвинутая Леметром идея первичного атома была слишком сложной и, кроме того, недоступной для наблюдений, что исключило возможность ее принятия, а вот его модель Вселенной, по общему мнению, считалась корректной. Вселенная с момента своего появления расширялась, а детали этого процесса можно было установить позднее. Без сомнения, это был крупный успех астрофизики и общей теории относительности.

Тем не менее по поводу Вселенной Фридмана и Леметра возникал обескураживающий вопрос, на который никак не могли найти ответа. Он возник после революционных измерений Хаббла. Было вычислено, что скорость расширения составляет приблизительно 500 километров в секунду на мегапарсек. Это означало, что галактика, отстоящая от нашей Вселенной на один мегапарсек (примерно 3 миллиона световых лет), будет удаляться от нас со скоростью 500 километров в секунду. А для галактики, находящейся на расстоянии двух мегапарсеков, эта скорость составит уже 1000 километров в секунду. И далее в том же духе.

Последующие измерения Хаббла подтвердили эти расчеты. Это число, теперь известное как постоянная Хаббла, позволяло отмотать назад часы в предложенных Фридманом и Леметром моделях эволюции Вселенной и определить точный момент ее возникновения. В соответствии с этими расчетами возраст нашей Вселенной составляет около миллиарда лет. Цифра в миллиард лет кажется очень большой, но в данном случае она недостаточно велика. В 1920-х методом радиологического датирования возраст Земли был оценен примерно в два миллиарда лет. Да и работы астронома Джеймса Джинса показали, что возраст звездных скоплений колеблется от сотен до тысяч миллиардов лет.

Хотя эти цифры позднее были пересмотрены в сторону понижения, сомневаться не приходилось: получалось, что Вселенная моложе входящей в нее материи. Такого просто не могло быть, и никто не видел возможности обойти данный парадокс. В 1932 году Биллем де Ситтер охарактеризовал сложившуюся ситуацию так: «Боюсь, нам остается только принять данный парадокс и попытаться к нему привыкнуть». К моменту, когда расширяющейся Вселенной заинтересовались Хойл, Бонди и Голд - никаких новых данных в этой области не появилось. Задумавшись о космологии, кембриджское трио сочло парадокс возраста самым очевидным недостатком моделей Фридмана иЛеметра. Но в первую очередь их беспокоили куда более глубокие и более концептуальные вещи. Ведь согласно Указанным моделям, начало Вселенной соответствует моменту концентрации всего пространства в одной точке. Другими словами, получается, что время, пространство и материя возниккли в один и тот же начальный момент.

Хойл и его друзья ненавидели подобные гипотезы. Как сказал бы Хойл: «Это иррациональный процесс, который невозможно описать в научных терминах». Какие законы физики позволяют описать создание чего-то из ничего? Это казалось немыслимым, а для Хойла это была «совершенно неудовлетворительная идея, ведь исходная посылка находится в области, в которой ее невозможно оспорить, обратившись к данным наблюдений». Подобное пренебрежение напоминало уничижительную оценку, которую Эддингтон дал высказанной Леметром идее первоначального атома. К новому взгляду на Вселенную Хойла и его коллег подвигнул фильм «Глубокой ночью». Снятый в 1945-м, этот фильм ужасов имеет закольцованную структуру, так как заканчивается тем же моментом, в котором начался.

Отсутствие начала и конца дает замкнутую картинку бесконечной Вселенной. Концепция заинтересовала Хойла, Бонди и Голда. Ведь, может быть, Вселенная выглядит именно так? В этом случае нет ни начального момента, ни первоначального атома. Бонди и Голд рассматривали проблему начального момента — или, как ее позднее назвал Хойл, проблему «большого взрыва» — с почти абстрактной, эстетической точки зрения. За века в описании Вселенной произошли изменения в сторону утраты особого положения в пространстве. Фридман и Леметр, как и Эйнштейн до них, считали, что Вселенная совершенно лишена характерных черт, а также центра или предположительного места, в котором началось ее формирование. Все точки пространства совершенно равноправны. Почему бы не применить этот космологический принцип к чему-то более полному и всеобъемлющему? Почему не предположить; что равноправными являются не только все точки пространства, но и все моменты времени? Начало попросту отсутствует, есть только вечная Вселенная, все время пребывающая в стабильном состоянии.

Хойл начал рассматривать следствия подобного допущения. Во Вселенных Фридмана и Леметра по мере расширения энергия расходится в пространстве и со временем несколько ослабевает. Для действительно стабильного состояния Вселенной энергия должна каким-то образом пополняться. Поэтому Хойл решил исправить уравнения Эйнштейна во многом таким же образом, как это сделал сам Эйнштейн, пытаясь построить канувшую в Лету модель статической Вселенной. Хойл постулировал существование так называемого си-поля (creation field), отвечающего за генерацию энергии. Именно этот мистический, никем ранее не виданный источник энергии и должен поддерживать стационарную Вселенную Хойла. В этой Вселенной не работает один из незыблемых законов физики — закон сохранения энергии.

По словам Хойла, ничего страшного в этом нет, потому что нужен «примерно один атом в век на объем, сравнимый с Эмпайр-стейт-билдинг». Практически ничто. В1948 году в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества появились две статьи, одна авторства Хойла, а вторая Бонди и Голда. Приняты они были по-разному. Один из отцов квантовой физики Вернер Гейзенберг, останавливавшийся в Кембридже как раз, когда Хойл представлял свою статью о си-поле, считал, что это наиболее интересная из идей, поданных ему во время визита. Оксфордский профессор математики Э. А. Милн недвусмысленно отклонил эту идею, заявив: «Я не верю в необходимость гипотезы о непрерывном создании материи и не считаю, что она обоснована, впрочем, как и предположение о создании целой Вселенной в определенный период». Макс Борн, который в Геттингене был руководителем Оппенгеймера, вообще не воспринял предложенные Пойлом изменения, «потому что если в физике и есть закон, Устойчивый ко всем изменениям и революциям, то это закон сохранения энергии». Да и сам великий Альберт Эйнштейн не обратил особого внимания на модель Хойла, назвав ее фрагментом «фантастической гипотезы».

Таким образом, простое и очевидное с точки зрения тройки астрономов решение фундаментальной проблемы космологии было отвергнуто как абсурдное и ненужное. Хойла расстроило, как он считал, неблагоразумие коллег. По его словам, он совершенно «вымотался, объясняя неповоротливым умам узловые моменты физики, математики, фактов и логики». А затем у Хойла внезапно появилась возможность продвижения придуманной им модели, и эта возможность превосходила по влиянию любую статью или серию семинаров.

Радио ВВС запланировало цикл лекций кембриджского историка Герберта Баттерфилда. В последнюю минуту Баттерфилд отказался, поэтому был приглашен имеющий некоторый опыт выступлений по радио молодой Фред Хойл, который должен был записать пять программ, посвященных Вселенной и космологии. Хойл получил возможность изложить проблемы космологии, рассказав о молодой Вселенной со старыми галактиками и о том, что модели Фридмана и Леметра породили больше вопросов, чем дали ответов.

Также можно было описать достоинства своей стационарной Вселенной. Так Хойл смог в обход обычных процедур представить стране свои идеи как свершившийся факт. О его теории узнали все. Лекции Хойла на ВВС имели большой успех, он стал известной фигурой, одной из первых важных медиаперсон. Описанная им Вселенная захватила воображение народных масс. Путем публичных выступлений поставив свою модель над куда более устоявшимися и принятыми моделями расширяющейся Вселенной Фридмана и Леметра, Хойл настроил против себя коллег, в результате его концепция стационарной Вселенной столкнулась с мощным отторжением.