Приямвада Натараджан - Карта Вселенной [Главные идеи, которые объясняют устройство космоса]

К концу 1930-х гг. большая часть астрономического сообщества приняла теорию расширяющейся Вселенной, тем не менее в научных кругах оставались некоторые ученые, все еще скептически настроенные в отношении данной космологической концепции даже после того, как такие светила, как Эйнштейн и Эддингтон, публично ее поддержали. В действительности Хаббл все еще сомневался относительно расширения Вселенной вплоть до своей последней работы, которую представил на лекции Джорджа Дарвина Королевского астрономического общества в мае 1953 г., всего за четыре месяца до своей смерти. Если экстраполировать решение Леметра обратно во времени, получается, что у пространства и времени имеется начало. Необходимость в точке старта вызывала беспокойство у ряда космологов. Модель расширяющейся Вселенной Фридмана и Леметра означала, что ранее Вселенная была не только меньше, но и плотнее. Это, конечно, неизбежно вело к очевидному вопросу о ее происхождении. Леметр постулировал, что Вселенная могла произойти в результате взрыва, который в дальнейшем привел к ее расширению. Это подразумевало, что у Вселенной было начало, то есть мгновение, когда все и началось. Хотя уже существовал прочный фундамент, подкрепляющий модель Большого взрыва, имелись вопросы, все еще нуждавшиеся в решении, включая формирование химических элементов и возраст Вселенной.

Несмотря на революцию, которую произвела работа Хаббла (а заодно и его долг перед Ливитт), никто из них не был награжден Нобелевской премией. Астрономическое сообщество восхваляло Хаббла, получившего множество наград и медалей, тем не менее он потратил много времени из своих последних лет на то, чтобы добиться включения астрономии в физику как дополнительного направления. Его намерением было добиться, чтобы подобных ему астрономов рассматривали как кандидатов на Нобелевскую премию. К сожалению, при жизни Хаббла этого не случилось. В конце концов Нобелевский комитет решил расширить границы премии по физике и включить в нее астрономию. В 1925 г. Йеста Миттаг-Леффлер из Шведской академии написал Ливитт, заявив о намерении номинировать ее на Нобелевскую премию. Он не знал, что к тому времени ее уже три года не было в живых.

Вспыхнувшая Вторая мировая война ограничила развитие космологии, поскольку научные ресурсы были перенаправлены на военные нужды, однако в итоге именно она привела к фундаментальным технологическим прорывам, непредсказуемым образом изменившим эту науку. Развитие новых инструментов поменяло саму постановку вопросов. Новые шаги в ядерной физике создали условия для целого ряда расчетов химических элементов, которые были сформированы в ходе первичного космологического взрыва. В 1946 г. американский физик русского происхождения Джордж Гамов [3]рассчитал, как из первичного «бульона», состоящего из частиц, могли появиться различные химические элементы. Предположив первоначальное состояние бесконечно горячего и бесконечно плотного «космического рагу», как прогнозировал Леметр, включающего радиацию и субатомные частицы — электроны, протоны и нейтроны, — Гамов и его соратники в результате расчетов обнаружили большое количество водорода и гелия, которые были сформированы в зарождающейся Вселенной. Они использовали компьютеры, разработанные для расчета атомных бомб. Однако недовольство данной гипотезой первичного космического взрыва росло, и с другой стороны океана возникла новая революционная идея, согласно которой Вселенная могла находиться в стабильном состоянии и при этом не быть статичной. Противников модели Большого взрыва подстегнула неспособность Гамова спрогнозировать формирование иных элементов, помимо водорода и гелия. Сегодня мы знаем, что водород и гелий ответственны за 99 % материи во Вселенной, но существуют и более тяжелые элементы — такие как бериллий, бор и железо. В то время их происхождение оставалось неясным. Ранняя Вселенная и горячий космический взрыв на первый взгляд не могли спровоцировать их возникновение. Именно невозможность объяснить синтез химических веществ привела к созданию Хойлом термина «Большой взрыв» — достаточно уничижительного, так как он предполагал, что «большой взрыв представляет собой иррациональный процесс, который нельзя описать научными терминами… или попробовать изучить, обратившись к наблюдениям» {28} .

Согласно легенде, идея вечной и стационарной Вселенной озарила трех кембриджских друзей — Хойла, Бонди и Голда — в 1947 г. после просмотра фильма ужасов с закольцованным сюжетом, который заканчивался аналогично началу. Дружба ученых зародилась еще в период их совместной работы на радиолокационной станции во время Второй мировой войны. Они представляли собой авторитетное трио: Хойл имел разностороннее мышление и необычайную интуицию, Бонди был хорошим математиком, а Голд — изобретательным ученым с богатым воображением. Хойл вспоминал: «Неизменяющиеся обстоятельства чаще всего рассматриваются как непременно статичные. И фильм ужасов сделал для нас троих ровно следующее — уничтожил это ложное представление. Могут быть неизменяющиеся обстоятельства, которые имеют динамику, например медленно текущая река». Все это заставило их задуматься, может ли Вселенная сохранять один и тот же облик даже при своем постоянном расширении {29} .