Седьмое доказательство

Откуда ни взгляни, из любой точки Вселенной, любая галактика имеет красное смещение, пропорциональное расстоянию до нее. Само пространство как бы раздувается. Если на воздушном шарике нарисовать галактики и начать надувать его, то расстояния между ними будут возрастать, причем тем быстрее, чем дальше они расположены друг от друга. Разница лишь в том, что нарисованные на шарике галактики и сами увеличиваются в размерах, реальные же звездные системы повсюду во Вселенной сохраняют свой объем из-за сил гравитации.

Если спроецировать разбегание галактик назад в прошлое, то получается, что когда-то они были расположены гораздо теснее, чем сегодня.

А если «откатиться» еще дальше вглубь времен?

Окажется, что первоначально вся масса Вселенной была сконцентрирована в одной небольшой области, из которой и началось расширение. Последнее предположение получило название гипотезы горячей Вселенной.

Если представить всю массу Вселенной сжатой в один небольшой объём, в этом объёме возникнет колоссальное давление и невероятная температура (больше 10

 К). Тогда началом расширения такого сверхплотного вещества будет взрыв невообразимой мощности. Он должен был бы сопровождаться выбросом в пространство огромного количества энергии в виде излучения.

Гипотеза горячей Вселенной получила эмпирическое подтверждение в 1965 году, когда американскими учеными Пензиасом и Уилсоном было открыто так называемое «реликтовое излучение».

Реликтовое излучение – одна из составляющих общего фона космического электромагнитного излучения. Реликтовое излучение равномерно распределено по небесной сфере и по интенсивности соответствует тепловому излучению абсолютно черного тела при температуре около 3

К.

Согласно модели горячей Вселенной, плазма и электромагнитное излучение на ранних стадиях расширения Вселенной обладали высокой плотностью и температурой. В ходе расширения Вселенной эта температура падала. При достижении температуры около 400

К произошла рекомбинация протонов и электронов, после чего равновесие образовавшегося вещества (водорода и гелия) с излучением нарушилось – кванты излучения уже не обладали необходимой для ионизации вещества энергией и проходили через него как через прозрачную среду. Температура обособившегося излучения продолжала снижаться вплоть до нынешних 3К или минус 270

С. Таким образом, это излучение сохранилось до наших дней как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтральных атомов водорода и гелия. Реликтовое излучение – эхо бурного рождения Вселенной, эхо Большого взрыва.

Итак, данные астрономии дают основание полагать, что материальная Вселенная не является вечной, что она родилась около 14 млрд. лет назад. А то, что родилось, неизбежно имеет и конец.

Флуктуационная гипотеза

А был ли Большой взрыв? – спрашивают сторонники «вечной» Вселенной. – Может быть, существование реликтового излучения можно объяснить иным образом? А даже если взрыв и был, – кто может знать, что было до Большого взрыва? Может быть, Вселенная существовала, хотя и в каком-то другом качестве, например, в виде рассеянной туманности, которая, собравшись в один комок, затем и взорвалась?

Конечно, ответить на такой вопрос не легче, чем на вопрос о загробном существовании: в обоих случаях никаких свидетелей – очевидцев нет и быть не может.

Единственным инструментом для решения этого вопроса является логика. Здесь нам придется временно отставить в сторону принцип «опыт есть критерий истины» и просто порассуждать.

Можно, конечно, нарисовать такую картину. Перед Большим взрывом уже была Вселенная, подобная нашей, и она так же расширялась. Достигнув определенного размера, в силу каких-то причин она вдруг перестала расширяться и стала сжиматься. И вот, сжавшись в очень малый объем – взорвалась. Это мы сейчас сформулировали гипотезу попеременного сжатия и расширения Вселенной.

Эта гипотеза была знакома еще Платону, который писал:

«Бог то направляет движение Вселенной, сообщая ей круговращение сам, то предоставляет ей свободу – когда кругообороты Вселенной достигают подобающей соразмерности во времени; потом это движение самопроизвольно обращается вспять…

Космос же, повернувшись вспять и пришедши в столкновение с самим собой, увлекаемый противоположными стремлениями начала и конца и сотрясаемый мощным внутренним сотрясением, навлек новую гибель на всевозможных животных».

    Платон. Политик.

Такая Вселенная, казалось бы, может существовать бесконечно, и потому не возникала. Осталось только объяснить, откуда она берет энергию, которой для сжатия и расширения, да и просто для существования её как материальной системы требуется немало? Ведь что получается: расширилась Вселенная – затратила какую-то энергию на расширение, часть этой энергии рассеялась в виде тепловой энергии. Сжалась – еще часть энергии рассеялась. Опять расширилась – снова переход части энергии в неактивное состояние. И так далее – вплоть до полного исчерпания свободной энергии вселенной. Как говорит пословица, сколько веревочке не виться – все равно конец будет. А в конце – переход Вселенной в состояние теплового равновесия, после чего никакого дальнейшего движения уже быть не может по причине отсутствия свободной энергии. То есть фактически – смерть. А это уже противоречит предположению о вечности Вселенной.

Откуда же взялась бы дополнительная свободная энергия, которая бы реанимировала Вселенную, вывела бы ее из равновесного состояния? Ведь внутри Вселенной все уже уравновесилось – а снаружи вроде как ничего нет?

И тут сторонники вечной и несотворенной Вселенной вытаскивают из рукава свой последний козырь: так называемую «флюктуационную гипотезу».

Что это такое? Флуктуациями (от лат. fluctuatio – колебание) называются случайные отклонения от средних значений физических величин в системе, состоящей из большого числа частиц.

Согласно флуктуационной гипотезе в системе из большого числа частиц существует вероятность временного локального повышения плотности, т. е. вероятность случайного скопления частиц в одной области пространства. С точки зрения этой гипотезы в основе создания мира лежит не закономерность, а случайность.

Шекспир однажды образно назвал людей «пузырями земли». Видимо, он представлял себе, что как в бродильном чане из жидкости появляются, увеличиваются, а затем лопаются и возвращаются назад в ту же жидкость пузыри, так и люди рождаются из земли, а затем вновь возвращаются в неё.

Флуктуационная гипотеза рассматривает Вселенную тоже в виде своеобразного пузыря, случайно возникшего в некоторой исходной материальной среде. Причем, таких пузырей должно быть много – пространство, в котором они возникают, предполагается бесконечным, гораздо большим, чем наша Вселенная! При таком допущении Вселенную уже нельзя считать изолированной системой – она может обмениваться веществом и энергией с этой самой окружающей её средой. Таким образом материалисты вроде бы преодолевают тупик, в который они сами себя загнали, отрицая наличие чего бы то ни было кроме материальной Вселенной: если Вселенная не представляет собой замкнутую систему, законы сохранения в ней не действуют и она может подпитываться энергией извне.

Но эта гипотеза – не столько решение проблемы, сколько попытка уклониться от решения, продолжая упрямо настаивать на несотворенности материи. Это как раз тот случай, к которому применимо выражение «дурная бесконечность».

В самом деле, сначала мы исходили из того, что всё, что есть – это Вселенная, и кроме неё (вокруг неё) ничего нет. Теперь оказывается, что Вселенная – лишь один из многих пузырей в океане первичной материальной среды. Допустим.

Но что нам мешает назвать Вселенной (или Все-вселенной – одна Вселенная-то у нас уже есть!) всю эту материальную среду с её пузырями – вселенными, и поставить вопрос о её происхождении? Ведь, являясь по определению изолированной системой, она тоже должна обладать ограниченным количеством энергии, так что и для неё очевидна перспектива тепловой смерти – это лишь дело времени.

А на это нам опять скажут: а Все-вселенная – это тоже флуктуация, тоже пузырь в еще более бесконечной (хотя куда уж более?) Все-все-вселенной. И так далее, по принципу «у попа была собака…».

Вообще-то с такой ситуацией люди уже сталкивались, когда пытались объяснить, на чем Земля держится.

Когда древнего человека спрашивали: «На чем земля держится?», он, почесав затылок, отвечал: «А бог её знает!». Когда таким ответом удовлетворяться стало неудобно, кто-то предложил такое решение: «Земля держится на трех огромных слонах». Это решение даже позволяло ответить и на вопрос о землетрясениях – слоны почесались! Но когда умника спросили: «А на чем же стоят твои слоны?», он вынужден был признать: «А бог их знает!».

После долгих раздумий над этим вопросом постановили так: «А слоны держатся на еще более огромной черепахе!». Но зуд сомнения уже было не остановить: «А черепаха тогда на чём?» – «А бог её знает!».

Шло время. Цепочка решений продолжала расти: «Черепаха плавает в нижнем океане!» – говорили оптимисты. «А океан на чем держится?» – спрашивали скептики. – «А бог его знает!».

Так и продолжалось бы до бесконечности, если бы не пришел Аристотель и не сказал: «А с чего вы взяли, что там вообще должно что-то быть? Земля – она круглая со всех сторон и висит в пустом пространстве, подобно тому, как луна висит у вас над головой»[31 - Аристотель. О небе. Кн. II, гл. 14.].

Может быть, и в случае с Вселенной ограничиться той одной, которую мы знаем, и не изобретать новых? Но тогда придется признать, что она не вечна, что ее ждет неизбежный конец. И возникает тогда другой вопрос: а как она вообще при таких условиях могла возникнуть?

Предположим, Вселенная возникла в результате случайной флуктуации. Но ведь если рассматривать этот процесс в достаточно большом временном интервале, любая флюктуация рано или поздно заканчивается («рассасывается») и система возвращается к первоначальному состоянию.

При этом временное повышение плотности частиц в каком-то месте вовсе не означает, что эти частицы сами собой начнут создавать структуры постоянно возрастающей сложности. Какой бы большой объем чистой воды вы не взяли, вряд ли в нём сами собой образуется рыба, хотя в некоторых местах этого объема в течение бесконечно большого времени, согласно теории вероятностей, плотность воды и может самопроизвольно ненадолго увеличиться. Это случайное уплотнение, однако, долго не продержится: оно будет стремиться к своему наиболее вероятному состоянию, то есть состоянию с наибольшей энтропией, или, говоря проще, тут же рассеется.

Так что флуктуационная гипотеза вряд ли способна объяснить происхождение мира в том виде, в каком он перед нами предстаёт.

К тому же эта гипотеза не предполагает вечности Вселенной.

Итак, Вселенная, как и любой материальный объект, не является вечной: она когда-то возникла и когда-то будет уничтожена: «Ибо тому, что сотворено, суждено умереть» (К. 23:15).

Само существование Вселенной в том виде, как мы её знаем, является крайне маловероятным событием. Мы вынуждены заключить, что для того, чтобы она возникла и существовала, для того, чтобы в ней происходили процессы преобразования энергии, совершалась какая-то работа (движения, изменения) необходимо приложить к ней определенное внешнее усилие. Причем это усилие не может носить случайный характер, оно по необходимости должно быть целенаправленным и прилагаться в течение длительного времени, скорее всего – в течение всего периода существования Вселенной.

Синергетика, или Незамкнутые системы виконта Пригожина

В 1715 году в германском городе Мерзебурге состоялась презентация удивительной «вечной машины», в которой само собой крутилось колесо, крутилось сколько угодно, без остановки, да еще могло совершать полезную работу.

Приглашенные на презентацию лучшие ученые мужи (одним из них был будущий учитель Ломоносова выдающийся физик Христиан Вольф) констатировали, что «счастливо изобретенный перпетуум-мобиле вращается со скоростью 50 оборотов в минуту и при этом способен поднять пудовый груз на высоту полутора метров», а также, что машина способна приводить в действие кузнечный мех и точильный станок.

Изобретением заинтересовались некоторые владетельные особы, в том числе король польский. А ландграф Гессен-Кассельский Карл пригласил изобретателя в свой замок, предоставив ему стол, кров и деньги на строительство «промышленного образца».

Чрезвычайный интерес к «самодвижущейся машине» проявил русский император Петр Первый, который немедленно направил в Германию ученого секретаря Иоганна Шумахера, поручив ему собрать все сведения об изобретателе и, при возможности переманить того на русскую службу, или хотя бы купить его хитроумное устройство. Шумахер, правда, к самой машине доступа не получил – уж больно ревниво ландграф Карл охранял ее в своем замке, – но нашел способ снестись с изобретателем, называющим себя Орфиреусом. Немец заломил за свою машину астрономическую сумму в сто тысяч ефимков, что для русской казны было слишком накладно.