Йэн Стюарт - Математика космоса [Как современная наука расшифровывает Вселенную]

Из геометрии этих окружностей мы, в принципе, можем вывести топологию Вселенной и определить знак кривизны: положительна она, отрицательна или равна нулю. На практике пока все это не работает, хотя не известно почему — потому ли, что Вселенная не такова, как мы предполагаем, или потому, что она слишком велика, чтобы такие особые окружности возникали и были заметны.

Итак, какую же форму имеет Вселенная на самом деле?

Понятия не имею.

При взгляде с нашей удобной, гостеприимной планеты, которая кишит жизнью и богата природными красотами, остальная Вселенная выглядит враждебной, далекой, суровой и, в общем-то, не слишком важной. Однако, если смотреть с окраины Солнечной системы, наша родная планета съеживается до единственного голубого пикселя [79] Меньше! По данным NASA, это было 12 % пикселя. на цифровой фотографии — знаменитая голубая точка на последнем снимке, который в 1990 году сделал Voyager 1. Этот снимок не входил в научную программу аппарата, но астроном и мечтатель Карл Саган решил, что это была бы хорошая идея. Фотография стала социальным и психологическим символом. Зонд при этом находился от Земли примерно на расстоянии Плутона: по космическим меркам, это еще практически у нас на задворках. Но уже здесь наш чудесный мир съежился до незначительного пятнышка. С ближайшей звезды даже камере получше всех тех, что у нас есть на данный момент, было бы трудно заметить наш родной мир. Если же смотреть с более далеких звезд, то нас будто и вовсе никогда не существовало — наше существование, а также существование Земли и Солнца никак не влияет на далеких братьев по разуму, и отсутствие нас во Вселенной тоже никак не повлияло бы на них. А если говорить о других галактиках, то даже наша родная Галактика становится крохотной и незначительной по космическим масштабам.

Подобные мысли учат смирению и показывают, насколько хрупка на самом деле наша планета. В то же время они заставляют проникнуться величием Вселенной. И, в более практической плоскости, задуматься о том, что можно там встретить и откуда все это появилось.

Несомненно, такие вопросы возникали и у доисторических людей. Можно с уверенностью сказать, что они возникали более 4000 лет назад у жителей Китая, Месопотамии и Египта, оставивших письменные свидетельства. Их ответы на эти вопросы свидетельствовали о богатом воображении, если считать работой воображения приписывание всего, что не понимаешь, невиданным божествам с самыми причудливыми телами и образом жизни, но в конечном итоге не несли никакой информации.

С течением столетий наука предложила собственные теории происхождения Вселенной. В среднем они были не такими увлекательными, как истории о черепахах, несущие на спинах наш мир, сражениях между богом в облике змеи и волшебной кошкой, вооруженной мечом, или о богах, которых разрезали на дюжину кусков и которые, будучи собранными вновь, оживали. Может оказаться, что современные научные теории не ближе к истине, чем те красивые и увлекательные истории, ведь научные ответы всегда чем-то обусловлены и отбрасываются, если новые данные им противоречат. Одна из популярнейших практически во все периоды научной эры теорий невыносимо скучна, поскольку, если она верна, то ничего не происходит: Вселенная не имеет никакого происхождения, потому что существовала всегда. Мне, правда, кажется, что такой вариант не позволяет до конца разобраться с вопросом, поскольку необходимо объяснить еще, почему она всегда существовала. Ответ «просто существовала, и все» еще менее удовлетворителен, чем привлечение к этой истории какого-то змеиного бога. Но многие думают иначе.

Сегодня большинство космологов думают, что вся Вселенная — пространство, время и вещество — возникла около 13,8 миллиарда лет назад [80] На основании данных по сверхновым типа Ia, температурным флуктуациям реликтового излучения и корреляционным функциям галактик оценочный возраст Вселенной составляет 13,798 ± 0,037 млрд лет. . Крупинка пространства-времени возникла из ниоткуда и расширилась с необычайной скоростью. Через одну миллиардную долю секунды первоначальное неистовство улеглось достаточно, чтобы возникли фундаментальные частицы, такие как кварки и глюоны; еще через одну миллионную долю секунды эти частицы соединились, чтобы образовать более знакомые нам протоны и нейтроны. Потребовалось несколько минут, чтобы они сошлись вместе и образовали простые атомные ядра. Атомы — это ядра плюс электроны, и должно было пройти еще 380 000 лет, чтобы к уже существующей смеси добавились электроны и возникли атомы простейших элементов: водорода, гелия и дейтерия. Только после этого вещество начало образовывать сгущения под действием гравитации, и со временем появились звезды, планеты и галактики. Космологи рассчитали этот график с большой точностью и необычайными подробностями.