Древние лучи звезд, пронизывающие темный холст надо мной, ежеминутно, ежесекундно подтверждают правоту писателя. Рёмер разрешил проблему орбитального цикла Ио, установив предел скорости света. И своим постулатом создал новую космологическую проблему, при решении которой может обнаружиться еще тысяча следующих.
Звезды — гигантские термоядерные реакторы, излучающие свет и тепло в виде квантов. Солнце — сравнительно маломощная модель такой энергетической установки, но людям оно дает гораздо больше света и прямое ощущение тепла: наша звезда, в отличие от Ориона, находится достаточно близко, чтобы дотронуться до Земли своим жаром. Пока я прохлаждаюсь на холме, Солнце около девяти минут назад выпустило тот фотон, который только что увидели в Австралии. Вот я щелкнул пальцами — и следующий фотон отлетает от светила к нескольким прохожим, гуляющим с утра пораньше по пляжу под Сиднеем. Через девять минут он туда доберется.
Здесь, в ограниченной скорости света, кроется еще одна аномалия. Хотя разницу между теплом Бонди-Бич и холодком на холмах Юго-Западной Англии легко измерить, Вселенная в целом удручающе однообразна в этом смысле. В какую точку космического пространства ни сунься со своим термометром, везде температура более или менее одинакова — примерно на три градуса выше абсолютного ноля, физически возможного максимума холода. Каковой, учитывая конечную скорость света, есть полный абсурд.
На первый взгляд ничего необычного — к эффектам теплового баланса мы приучены. Вот я лежу на траве, и ноги мои имеют ровно ту же температуру, что голова. Спина, правда, озябла слегка, но это оттого, что почва, с которой она прямо соприкасается, забирает некоторую долю тепла, а в целом оно равномерно распределяется по организму.
Причина здесь та же, что у свечения звезд: нагретые тела излучают энергию в виде фотонов, которые сталкиваются с другими, обычно менее горячими телами и частицами. В момент столкновения энергия передается от теплого к холодному, пока их температуры не уравновесятся. По прошествии достаточного времени должен установиться всеобщий тепловой баланс.
Проблема в том, что у Вселенной этого времени как раз не оказалось. В момент рождения она явно не была однородной, в ней царили все виды энтропии. Благодаря изучению различных характеристик звезд мы знаем о расширении Вселенной; это означает, что за 13,7 миллиарда лет, минувших с Большого взрыва, стремительное рассредоточение оставило отдельные области космоса — прежде всего скопления галактик — вне контакта с другими, как бы за горизонтом. Поскольку скорость света ограничена, фотоны из «горячих» зон не успели достичь большинства «холодных» частей, чтобы Вселенная пришла в равновесие. Однако же повсюду в ней, фигурально говоря, от края до края, температура в основном одинакова.
У астрономов этот феномен так и называется — проблема горизонта. Вернее, назывался до тех пор, пока Алан Харви Гут не предложил решение. Грубо говоря, следующее: сразу после Большого взрыва Вселенная начала разлетаться со сверхскоростью. Затем она столь же мгновенно «остепенилась» и перешла на более размеренные темпы. Причина этого неясна.
Однако проблему горизонта теоретическая модель Гута разрешила вполне успешно: согласно ей до начала инфляционного расширения Вселенная была настолько мала, что фотоны могли быстро пролететь ее из конца в конец, установив тепловой баланс. И только потом она взорвалась; предполагаемое единое поле распалось.
Только вот никто не знает, отчего бы Большой взрыв происходил именно так, как предполагает Алан Гут. Или почему «инфляция» вдруг замедлилась. Это объяснение вообще едва ли можно счесть исчерпывающим, но оно лучшее из всех, что мы имеем. В самом деле, гипотеза Гута теперь настолько общепринята в космологии, что мы как бы по умолчанию стали считать скачкообразное расширение само собой разумеющимся эпизодом в истории Вселенной: по уровню достоверности — где-нибудь рядом с битвой при Ватерлоо, если перевести события в земной масштаб. Мы, разумеется, не знаем всех деталей космического «скачка» — равно как и подробностей гибели каждого из солдат Веллингтона или Наполеона на заболоченной бельгийской равнине, — но теперь имеем достоверные свидетельства, что сразу после Большого взрыва Вселенная прошла фазу сверхбыстрого расширения. Одним словом, гипотеза Гута — весьма изящное решение очень важной проблемы.