К нам тогда пришел корреспондент газеты «Комсомольская правда» и попросил нас дать интервью о проблемах современной космологии. Поговорив немного, мы расстались, и корреспондент, весьма возбужденный проблемой начала расширения Вселенной (о чем тогда почти ничего достоверного известно не было), ушел, сказав, что подготовит текст для газеты. Как известно, стиль газетных статей часто весьма далек от стиля изложения ученых. Окончательный вариант интервью с нами согласован не был, и с «броским» заголовком «Когда Вселенной еще не было» статья была опубликована. Разумеется, там оказались перепутанными существенные моменты, а кричащий заголовок без разъяснений, да еще в то время, вызвал кривотолки.
На нас набросились философы, а также функционеры, считавшие своим «долгом» это сделать. Хорошо еще, что положение Я. Зельдовича — академика, трижды Героя Социалистического Труда — не позволило ревнителям «чистоты» диалектического материализма сделать более серьезные выводы. Но, конечно, никакими запретами и запугиваниями нельзя остановить развитие науки. После многочисленных исследований за последние четверть века вопрос о самом начале расширения и проблема «Что было до того?» постепенно проясняются.
Как уже было сказано, расширение, вероятно, началось со сверхплотного вакуумноподобного состояния и огромной температуры. Здесь искривленность пространства-времени и описываемые им приливные силы столь же велики, как и в сингулярности в черной дыре. Сингулярность (ее называют космологической) в начале расширения Вселенной во многом похожа на сингулярность внутри черных дыр. Но имеются и существенные отличия. Во-первых, космологическая сингулярность относится ко всей Вселенной, а не к какой-то части вещества, как в случае черных дыр. Во-вторых, она лежит не в конце процесса сжатия (как сингулярность в черных дырах), а в начале процесса расширения.
Последнее особенно существенно. Сингулярность черных дыр мы снаружи (извне черной дыры) увидеть не можем, она никак не влияет на события во Вселенной вне черной дыры. (Это обстоятельство было названо английским физиком-теоретиком Р. Пенроузом принципом космической цензуры.) Космологическая сингулярность, наоборот, явилась истоком всех процессов в расширяющейся Вселенной. Все, что мы видим сегодня, является следствием сингулярности. В этом смысле мы можем изучать космологическую сингулярность по наблюдаемым ее последствиям, можем ее «видеть».
Советские физики В. Белинский, Е. Лифшиц и И. Халатников нашли самые общие решения уравнений, описывающие возможное движение вещества вблизи сингулярности. К космологической сингулярности применимо все то, что мы говорили о сингулярности в черных дырах. Что было до сингулярности? Было ли сжатие всего вещества и текло ли обычное время или нет?
Окончательного ответа на эти вопросы пока нет. Но большинство специалистов считают, что никакого сжатия не было и космологическая сингулярность является истоком реки времени в том смысле, как сингулярность в черных дырах является концом «ручейков времени». Это означает, что в космологической сингулярности время тоже распадается на кванты, и, возможно, сам вопрос: «Что было до того?» — теряет смысл.
Здесь у исследователей пока очень много неясностей. Вероятно, вблизи сингулярности, в масштабах квантов времени и пространства, о которых мы упоминали выше, существует своеобразная «пена» квантов пространства-времени, как говорят, происходят квантовые флуктуации пространства и времени. Рождаются и тут же исчезают маленькие «виртуальные» замкнутые миры и виртуальные черные и белые дыры. Это микроскопическое «кипение» пространства-времени в некотором отношении аналогично рождению и умиранию виртуальных частиц, о которых мы говорили, описывая квантовую природу вакуума.
Напомним еще, что при рассматриваемых больших энергиях в очень малых масштабах, возможно, пространство имеет не три, а больше измерений. Эти дополнительные измерения так и остаются скрученными, «скомпактифицированными». А в трех пространственных измерениях Вселенная расширяется, превращаясь в «нашу Вселенную».
Ну a что можно сказать о времени? Возникло ли наше время вместе с началом расширения Вселенной или Вселенной еще не было, а время уже существовало? Любопытный разговор об этом состоялся у меня осенью 1988 года с двумя известными учеными — уже знакомым нам физиком Р. Руффини и директором Ватиканской обсерватории Дж. Коэном.
Читателя не должно удивлять ни то, что в Ватикане есть астрономы, занимающиеся самыми современными проблемами астрофизики, ни то, что мы встречаемся с ними и обсуждаем многие вопросы. Один из самых известных космологов, бельгиец Дж. Леметр, много сделавший для развития теории Фридмана и связавший ее с астрономическими наблюдениями, был в 1960–1966 годах президентом Папской академии наук в Ватикане.