Если до большого взрыва и происходили какие-то события, то никакие мыслимые физические теории все равно не смогут связать их с нынешним состоянием Вселенной, поскольку за эти сакраментальным пределом полностью исчезает вся их предсказательная сила. Точно так же мы не в состоянии узнать, что происходило до большого взрыва по тем событиям, которые мы наблюдаем после него. Все это, как говорится «по определению», ибо, в неявном виде такие утверждения входят в состав «определения» всех этих – и любых других возможных теорий. Отсюда вопрос о том, что имело место до большого взрыва, носит уже не физический, но метафизический, другими словами, философский характер. Во всяком случае что бы там ни происходило, оно не оказало никакого влияния на нынешнее состояние Вселенной[36].
Итак, красное смещение и разбегание галактик породили учение о большом взрыве, который положил начало всему тому, что окружает нас. Избежать этого вывода можно было только введением радикально новых физических принципов, для которых не было никаких наблюдательных данных.
Правда, следует сказать, что модели наблюдаемой Вселенной (Фридмана – Эйнштейна), основанные на общей теории относительности, допускают решения двух типов. Согласно первому, расширение Вселенной будет продолжаться во времени неограниченно. Во втором – расширение замедляется и со временем переходит в противоположный процесс – в сжатие; красное смещение сменяется синим, сначала у близких галактик, затем у все более и более далеких. Возможно, что после достижения «сингулярности» снова начнется расширение. Иначе говоря, Вселенная оказывается пульсирующей. В этом варианте пространство конечно, хотя и безгранично (ибо за его пределы нельзя выйти), конечен объем Вселенной, конечно количество галактик и элементарных частиц в ней. Однако и в этом случае циклы расширения и сжатия не могли в прошлом продолжаться до бесконечности. Расчеты показывают, что в этом случае при каждом новом цикле Вселенная расширяется в несколько большей степени, чем в прошлый раз. Поэтому если смотреть в прошлое, то расширение становится все меньше и меньше. Словом, и мультицикловая модель дает лишь бесконечное будущее, но конечное прошлое.
Таким образом, этот вариант не спасает теорию от вывода о том, что вся Вселенная в прошлом была стянута в ничтожно малый объем чудовищной плотности. При этом при плотности свыше 1093 г/см3 уже вообще нельзя ставить вопрос о том, что было раньше, ибо при таких плотностях вещества обычные представления о пространстве и времени теряют всякий физический смысл[37].
Альтернативной теории большого взрыва явилась концепция стационарной Вселенной. Но разработанная в 1948 году модель стационарной Вселенной, которая не имела начала и всегда пребывала в одном и том же состоянии, как кажется, имела своим источником не столько физические факты, сколько одну только идеологию. Эта модель была подвергнута серьезному сомнению после подсчета галактик, излучающих радиоволны. Он показал, что в прошлом источников радиоволн было больше, чем сейчас, поэтому Вселенная оказывалась явно нестационарной. В 1965 году было открыто космическое радиоизлучение, соответствующее излучению абсолютно черного тела с температурой 2, 4 градуса по шкале Кельвина. Это так называемое реликтовое радиоизлучение указывало на то, что Вселенная некогда пребывала в сверхгорячем и сверхплотном состоянии. Словом, открытие подтверждало теорию большого взрыва.
Новые факты меняли многое, ибо теперь не только можно, но и нужно было говорить о рождении нашего мира. Эволюционизм вплотную соприкоснулся с концепцией сотворения Вселенной. Момент большого взрыва (t = 0) стал логической точкой их прямого соприкосновения. И, может быть, глубоко символичен тот факт, что сама идея большого взрыва была рождена астрофизиком, носившим сан католического аббата. Им бы профессор Лувенского университета в Бельгии Жорж Леметр (1894—1966), бельгийский астрофизик. Еще в 20-е годы он изучал астрофизику в Кембридже и Массасучетском технологическом институте, а затем сам стал преподавать астрономию. В последние годы своей жизни он занимал почетный в церковной иерархии пост Президента Ватиканской академии наук. Основываясь на фридмановской[38] модели расширяющейся Вселенной, Леметр и выдвинул идею большого взрыва первичного сгустка материи, сосредоточенной в нуль-пункте пространства-времени.
В 1927 году он разработал космогонические аспекты нестационарной «открытой» модели Вселенной. В противовес господствующим в то время гипотезам об образовании галактик из холодной рассеянной материи, основанным на ньютоновской механике, Леметр утверждал, что мир, по всей вероятности, произошел не из первичной туманности, а скорее всего, из своего рода первоатома, продукты распада которого и образуют все наблюдаемое нами сегодня.
Модель Леметра является конкретной и опирается на привычные представления, поэтому она наиболее распространена. При дальнейшей разработке данной концепции с учетом новых теоретических и эмпирических результатов было показано, что «первоатом» был чрезвычайно плотным и горячим. Что именно происходило в «первоатоме» до взрыва и в первый период его расширения, нам пока неизвестно, поэтому описать его состояние невозможно. В этот начальный момент времени плотность материи обязана быть бесконечно большой, а радиус кривизны пространства – бесконечно малым, а значит, бесконечно большой должна быть и кривизна. Иначе говоря, метрика пространства должна быть сингулярной, то есть свернутой, и в ее пределах уже не могут действовать обычные физические законы. К сингулярности неприменимы и обычные представления о времени. А значит, все известные нам законы физики не могут быть экстраполированы на начальный его момент, так как они сформулированы как законы поведения вещества и поля в пространстве и времени. Словом, в «нуль-пункте» существования Вселенной в этом «первоатоме» нет, очевидно, ни поля, ни вещества, ни пространства, ни времени в обычном их понимании.
Взорвавшись, первовещество начинает стремительно расширяться, плотность его – уменьшаться, а само оно – охлаждаться. На определенном этапе развития это должно служить причиной последовательного образования и взаимодействия адронов и лептонов, что влечет за собой значительный рост излучения. В результате при дальнейшем расширении, а следовательно, и охлаждении появияется возможность для образования атомов, для формирования вещества. На следующих этапах появляются звезды, скопления звезд и галактики.
Конечно, трудно сказать, какую именно роль при разработке теории сыграли религиозные воззрения астрофизика, во всяком случае утверждают, что, по его собственным словам, за письменным столом он – только естествоиспытатель. Вот что говорил Леметр в 1958 году на посвященном космологии 11-м Международном Сольвеевском конгрессе. «В той мере, в какой я могу судить, такая теория (имеется в виду теория большого взрыва. – Е.Е.) полностью остается в стороне от любых метафизических или религиозных вопросов. Она оставляет для материалиста свободу отрицать любое трансцендентное Бытие. В отношении начала пространства-времени материалист может оставаться при том же мнении, которого он мог придерживаться в случае неособенных областей пространства-времени»[39].
Но выводы из научных теорий говорили сами за себя, и вот уже ученые (Ико Ибен), осмысливая их, возвращаются к стихам книги Бытия: «Материя во Вселенной была некогда стиснута до невероятно высокой плотности при температуре свыше десяти миллиардов градусов. Тот факт, что при таких условиях большая часть энергии во Вселенной существовала в форме электромагнитного излучения (фотонов), придает новое значение фразе: «И сказал Бог: да будет свет!»[40]. Впрочем, в 1951 году прозвучал и голос самой церкви, как бы подытоживающий поиск научный поиск, папа Пий XII в своей речи заявил: «Итак, сотворение мира во времени – и поэтому есть Творец, а следовательно, есть Бог». Присутствие Бога обнаруживается за каждой дверью, открываемой наукой, утверждал понтфик.
Но если мир имел свое начало во времени, то уже нельзя было говорить о возможности бесконечного продвижения вспять по линии причин к гипотетическому первоначалу. Линия закономерности обрывалась, упираясь в некую таинственную точку сингулярности, где обязаны были прекратить свое действие все – без какого бы то ни было исключения – физические законы.
37
Зельдович Я.Б. Современная космология. В кн. Прошлое и будущее Вселенной. М.: «Наука», 1986, с. 11–34; Зельдович Я.Б. Почему расширяется Вселенная? Там же, с. 35–44; Хокинг С. Край Вселенной. Там же, с. 92–103; Либшер Д. – Э, Новиков И.Д. Река времени. Там же. С. 104—113.
38
Впрочем, это спорное утверждение, ибо есть мнение, что концепция расширяющейся Вселенной была разработана им пусть и позже А.А.Фридмана, но все же независимо от него.
39
Цит. По Гинзбург В.Л. «Как устроена Вселенная и как она развивается во времени», «Наука и жизнь», 1968, № 3.
40
Цит. По Крейг Уильям Самое начало. Происхождение Вселенной и существование Бога. Чикаго, 1992, с. 70.