Люси Хокинг - Джордж и Большой взрыв

В ПОИСКАХ ТЕОРИИ ВСЕГО

Теория, объясняющая все взаимодействия и все частицы, — «теория всего» — может оказаться не похожей на все известные теории, потому что от неё требуется объяснить не только гравитацию, но и пространство-время. Но если такая теория возможна, она должна объяснять физические процессы во всей Вселенной, включая чёрные дыры, Большой взрыв и далёкое будущее космоса. Появление такой теории стало бы великой научной победой.

Вопрос: Когда сформировалась Луна?

Ответ: По оценке учёных, более четырёх миллиардов лет назад.

В.: Как она сформировалась?

О.: Учёные полагают, что некое тело размером с планету врезалось в Землю, выбросив на околоземную орбиту раскалённое облако из пыли и камней. По мере остывания этого облака пылинки и камни в нём притягивались друг к другу, и так постепенно сформировалась Луна.

В.: Каковы размеры Луны?

О.: Луна гораздо меньше Земли: в земной шар могло бы уместиться 49 Лун. Притяжение Луны слабее земного притяжения. Если на Земле вы весите 45 кг, то на Луне весили бы меньше 8 кг!

В.: Есть ли у Луны атмосфера?

О.: Нет. Именно поэтому небо с Луны всегда видится чёрным, а значит, если оставаться в тени, то на небе всё время видны звёзды.

В.: Как человечество объясняло появление Луны, прежде чем учёные выяснили, как она образовалась?

О.: В древности существовало поверье, что Луна — это зеркало или же огненная чаша на ночном небе. В течение многих веков люди думали, что Луна обладает магической силой и способна влиять на жизнь на Земле. В определённом смысле они были правы: Луна действительно влияет на Землю. Но никакого волшебства тут нет. Притяжение Луны воздействует на земные океаны, вызывая приливы.

В.: Могла ли существовать жизнь на Луне?

О.: Жизнь на Луне невозможна — за исключением случаев, когда живое существо облачено в космический скафандр. Но вот вам утешительный приз: накапливаются доказательства того, что Луна содержит гораздо больше воды — главного ингредиента, необходимого для существования известных нам форм жизни, — чем полагали учёные всего несколько лет назад. Однако эта вода заморожена, так что тем, кто надумает эмигрировать с Земли на Луну, придётся изрядно потрудиться, чтобы привести воду в дружественное для жизни жидкое состояние.

В.: Посещали ли Луну представители внеземных цивилизаций?

О.: Земляне посещали Луну 6 раз. С 1969 по 1972 год на поверхности Луны побывали 12 американских астронавтов. Возможно ли, что ещё до появления на Земле человеческой цивилизации Луну, нашу ближайшую соседку, навестили инопланетяне и оставили на ней следы своего пребывания? Вероятность этого крайне, крайне мала; однако некоторые учёные на Земле вновь принялись изучать лунный грунт в поисках подтверждения этой гипотезы.

Существует множество разных историй о том, как появился наш мир. Например, согласно мифам центральноафриканского народа куба, в начале были только тьма, вода и великий бог Бумба. Однажды у Бумбы заболел живот, и он изрыгнул Солнце. Солнце высушило часть воды, и появилась суша. Но живот у Бумбы так и не прошёл, и тогда он изверг из себя ещё Луну, звёзды, животных — леопарда, крокодила, черепаху — и, наконец, человека.

У других народов — другие истории. Все эти мифы — не что иное, как попытки древних ответить на самые главные вопросы:

• Почему мы здесь?

• Откуда мы взялись?

Первые научные свидетельства, необходимые для ответов на эти вопросы, обнаружились примерно 80 лет назад, когда выяснилось, что другие галактики удаляются от нашей. Оказывается, Вселенная расширяется и галактики разбегаются. А это значит, что в прошлом они были ближе друг к другу. Почти 14 миллиардов лет назад Вселенная была очень горячей и сжатой. Этот момент мы называем Большим взрывом.

Начавшись с Большого взрыва, Вселенная расширяется всё быстрее и быстрее. Это называется инфляцией — Вселенная раздувается, как цены в магазинах. Только вот инфляция Вселенной в её начале происходила гораздо быстрее рыночной инфляции. Мы называем инфляцию «высокой», когда цены за год возрастают вдвое; размеры же Вселенной за долю секунды удваивались многократно.

Из-за инфляции Вселенная стала очень большой и очень плоской и гладкой. Но не полностью гладкой: в некоторых её местах были крошечные отклонения. Из-за этих отклонений возникли крошечные различия в температуре ранней Вселенной; мы обнаруживаем их в космическом микроволновом фоновом излучении. Эти отклонения означают, что некоторые участки Вселенной расширяются чуть менее быстро. Постепенно эти медленные участки перестают расширяться и сжимаются снова, образуя галактики и звёзды. Этим отклонениям мы и обязаны своим существованием. Если бы ранняя Вселенная была полностью гладкой, то не было бы ни звёзд, ни галактик, а значит, не могла бы возникнуть жизнь.

Стивен

Представьте, что в тот самый момент, в начале, вы сидите внутри Вселенной (очевидно, впрочем, что сидеть снаружи Вселенной вам бы не удалось). При этом вы, надо сказать, крепкий орешек, потому что температура и давление в этом бульоне Большого взрыва — немыслимо, невероятно высоки. Вся материя, которую мы сегодня видим вокруг, тогда была спрессована в пространстве размером гораздо меньше атома.

Прошла всего лишь крошечная доля секунды после Большого взрыва, но во всех направлениях, куда ни посмотри, всё выглядит совершенно одинаково: не раздувающийся огненный шар, а море раскалённой материи, заполняющее всё пространство. Что это за материя? Мы не знаем. Может быть, частицы, каких в наше время уже нет, может быть, даже петельки «струн»; но это наверняка экзотическая материя, которую нам с вами вряд ли дано увидеть даже в самых больших ускорителях частиц.

Этот бесконечно малый океан очень горячей экзотической материи расширяется по мере того, как растёт заполняемое им пространство. Материя растекается во все стороны от вас, и океан становится не таким густым. Чем дальше она утекает, тем больше расширяется пространство между вами и ею — тем быстрее она удаляется. А материя, которая дальше всего от вас, удаляется со скоростью, превышающей скорость света.

И очень быстро — в ту же первую секунду после Большого взрыва — происходит множество сложных изменений. Из-за расширения крошечной Вселенной горячая экзотическая жидкость в малюсеньком океане остывает. При этом во Вселенной происходят резкие изменения вроде тех, что происходят с водой, когда она замерзает и превращается в лёд.