Солнечная система сформировалась около пяти миллиардов лет назад, а наша Галактика – за миллиарды лет до этого. Однако и это всего лишь одно гигантское скопление звезд из множества ему подобных во Вселенной, их, возможно, около ста миллиардов, и в каждом содержатся многие миллиарды (а в некоторых случаях даже триллионы) звезд.
В 20-х годах XX века ученые открыли, что галактики сконцентрированы в скопления, которые удаляются друг от друга. Обнаружилось также, что с общей теорией относительности Эйнштейна (завершенной в 1916 году) хорошо согласуется допущение, будто бы Вселенная неуклонно расширяется.
Если мы заглянем достаточно далеко в прошлое, мы «увидим» время, когда все вещество Вселенной было упаковано в одно-единственное тело. Первым человеком, который выдвинул эту гипотезу в 1927 году, был бельгийский астроном (и католический священник) Жорж Леметр. Назвав единое тело «в начале начал» космическим яйцом, он предположил, что его взрыв и привел к образованию нынешней Вселенной. Со времен Леметра астрономы сделали максимум возможного, стремясь выяснить, что представляло собой космическое яйцо и каковы были стадии предполагаемого взрыва.
Если мы пустим время Вселенной вспять, то увидим, как все галактики слетаются к единому центру и при этом возникает эффект, подобный тому, как если бы перед нами сгущалось газопылевое облако. Ядро его раскаляется все сильнее. Таким образом, космическое яйцо было невообразимо горячим.
Предположим теперь, что мы начинаем историю с этого сверхгорячего космического яйца и время у нас снова течет в привычном направлении. Космическое яйцо лопается, произведя самый большой взрыв, который только можно вообразить, и куски его в первый момент слишком горячи, чтобы их считать веществом в нашем понимании.
Поначалу продукты взрыва – это чистая энергия. Но в доли секунды температура резко падает, и Вселенная становится достаточно прохладной, чтобы образовались определенные фундаментальные частицы вещества (в наше время Вселенная слишком прохладна, чтобы они могли существовать). Всего через секунду после Большого Взрыва температура упала до десяти миллионов градусов – примерно такая температура поддерживается в ядрах крупнейших звезд,– и образовались хорошо нам известные простейшие субатомные частицы. Затем сформировались простейшие атомы. И только спустя миллион лет после Большого Взрыва температура Вселенной смогла понизиться до пяти тысяч градусов (что соответствует температуре на поверхности Солнца) и вещество стало преобладающей составной частью Вселенной. До этого момента ее преобладающей составной частью была энергия.
Отдавая дань мелодраме, можно вообразить, что слова «Да будет свет» возвестили именно Большой Взрыв и начало первичного периода. В конце концов, свет – это форма энергии.
В сущности, мы могли бы перефразировать первые три стиха книги Бытие следующим образом, дабы привести их в соответствие с научным представлением о начале Вселенной:
«В самом начале, пятнадцать миллиардов лет назад, Вселенная представляла собой лишенное структуры космическое яйцо, которое взорвалось с высвобождением огромного количества энергии».
Но последуют и оговорки. Возможно, космическое яйцо действительно было лишено структуры, но тем не менее оно представляло собой явно упорядоченное образование. А его взрыв – это резкий сдвиг в сторону беспорядка. С тех пор количество беспорядка (энтропия) во Вселенной только возрастает.
Наряду с тем, что Большой Взрыв и расширение Вселенной олицетворяют мощный сдвиг в сторону беспорядка, существует возможность и локальных сдвигов в сторону упорядочения. Именно этим объясняется возникновение галактик, а внутри них – отдельных звезд, включая наше Солнце. Вместе с Солнцем может образоваться планета Земля, а на этой планете возрастание сложности организации вещества и дальнейшее ее упорядочение может привести к зарождению жизни и дальнейшей эволюции живой материи.
Тем не менее в целом Вселенная «эволюционирует» от порядка к беспорядку, от состояния с низкой энтропией к состоянию с высокой энтропией. Вполне возможно, что в финале своей истории Вселенная достигнет состояния максимальной энтропии или полного хаоса. Короче, Вселенная движется от космоса к хаосу, от порядка к беспорядку – то есть в направлении, обратном тому, которое предполагали различные мифологические варианты сотворения мира, включая библейский.
Но и само существование космического яйца являет собой некую аномалию! Если магистральный путь развития Вселенной – это движение от порядка к беспорядку, каким же образом возник изначальный порядок (который, как мы считаем, существовал в космическом яйце)? Откуда бы ему взяться?
Трудно избежать соблазна обратиться за ответом к библейскому варианту сотворения мира. Дух божий, носясь над бездною (хаосом), спрессовал все вещество Вселенной в одно предельно плотное космическое яйцо (космос), далее предоставил ему возможность взорваться с выделением огромного количества энергии («Да будет свет»), охладиться до состояния вещества, образовать знакомую нам Вселенную. А затем погнал эту Вселенную под уклон в соответствии с законами природы (по-видимому, также заданными богом) навстречу новому хаосу.
Увы, наука не располагает свидетельствами на сей счет. Так же как не существует научных свидетельств в пользу иных объяснений существования космического яйца.
Когда мы изучаем отдаленные галактики, мы, в сущности, изучаем давнее прошлое, поскольку свет от этих галактик шел до нас миллиарды лет. Тем не менее даже самые далекие объекты, которые мы смогли обнаружить, родились уже после Большого Взрыва, и, видимо, у нас нет никакой возможности заглянуть во времена, предшествовавшие ему.
И все же, вероятно, науке по силам одолеть этот барьер, который только на первый взгляд – абсолютная преграда на пути знания.
Например, очень может быть, что расширение Вселенной когда-нибудь прекратится. Она расширяется, преодолевая противодействие своего собственного гравитационного поля, которое неуклонно скрадывает скорость расширения. Возможно, в конце концов дело дойдет до полной остановки, а затем Вселенная сделает плавный переход и начнет сокращаться.
Если так, не исключено, что пружина расширяющейся Вселенной, которая раскручивается ныне, стремясь к хаосу, начнет закручиваться, по мере того как Вселенная станет сокращаться, и приведет в конечном итоге к образованию нового космического яйца. Разумеется, это будет повторяться снова и снова, и мы получим «пульсирующую Вселенную».
В этом случае у природы действительно нет ни начала, ни конца; Вселенная существует вечно, и для вопросов, откуда взялось бесконечное количество космических яиц или откуда взялся порядок, просто не остается места.
Есть еще одно обстоятельство: для того чтобы расширение Вселенной прекратилось, она должна обладать достаточно интенсивным гравитационным полем, способным совладать с силами расширения. Гравитационное поле Вселенной зависит от средней плотности вещества в ней, а, по нынешним представлениям, плотность эта не превышает одной сотой от «критической» (при которой расширение Вселенной прекратилось бы).
Доказательства этого тезиса пока нельзя считать убедительными, но я предчувствую, что наука еще обнаружит «недостающую массу», которая могла бы повысить плотность до нужной величины,– тогда способность Вселенной пульсировать будет доказана. Ученые поставили ряд экспериментов, в результате которых, кажется, выяснено – нейтрино, скорее всего, обладают крохотной массой. (Напомним: книга А. Азимова вышла в 1981 г. С тех пор эксперименты с целью обнаружить массу покоя у нейтрино проводились не раз, но результаты их по-прежнему дискуссионны.) Что ж, во Вселенной так много нейтрино, что в совокупности они могут составить массу, достаточную и для процесса сжатия, и для обеспечения пульсации.
4. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы.