Александр Никонов - Астрономия на пальцах.

Если Вселенная бесконечна в пространстве, тогда ночное небо не должно быть черным. Оно должно все сиять от звезд, то есть быть сплошь белым, сверкающим, темных мест там быть просто не может, поскольку, в какую точку неба ни посмотри, взгляд непременно упрется в звезду, ведь Вселенная бесконечна и на каком-нибудь расстоянии обязательно да окажется звезда, ибо число звезд в бесконечной Вселенной тоже бесконечно!

А если Вселенная бесконечна еще и во времени, откуда берутся новые звезды, когда прогорают старые? Звезды-то уж точно конечны!

Кроме того, в физических расчетах получалась какая-то ерунда. Например, бесконечная вечная Вселенная никак не могла быть стационарной, то есть устойчивой. При случайном распределении звезд в космосе где-нибудь да возникнет ситуация, когда звезды расположены немного неравномерно, где-то чуть гуще, где-то реже. Там, где гуще, возникает источник гравитационного притяжения, звезды начинают постепенно стремиться к нему. И Вселенная все быстрее и быстрее начинает схлопываться. И давно бы уже схлопнулась, если бы была вечной.

Наконец, если Вселенная вечна, то есть не только впереди у нее конца не просматривается и она будет существовать всегда, но и в прошлом у нее тоже вечность, то есть то, что никак не может пройти просто по определению, то каким же образом эта прошлая вечность умудрилась все-таки пройти и дотечь до наших времен? Ведь вечность не может пройти!

Позже было доказано, что Вселенная и вправду не стационарна. Она расширяется… Вам интересно, как это было доказано? По так называемому красному смещению. Сейчас поясню, что это такое. Раз уж взялся рассказывать про Вселенную, придется осветить и этот вопрос.

В волновой физике известен так называемый эффект Доплера. Вы, возможно, с ним сталкивались, если бегали плющить гвозди на железную дорогу. Хотя вряд ли: нынешнее-то поколение детей в основном играет за компьютером или на планшетах, а вот в моем детстве компьютеров не было, времена были дикие, мы тогда еще только-только произошли от обезьян, и потому игры человеческих детенышей были просты и незатейливы – мы развлекались не компьютерной графикой, а реальными предметами окружающего мира. Говорю же, дичь!.. А как известно, следующим после каменного топора изобретением человечества стал паровоз, и потому в детстве мы бегали на железную дорогу плющить на рельсах гвозди и монеты. Развлечение, конечно, совершенно идиотское, но чего еще требовать от детей, лишенных компьютеров?

В общем, занимаясь столь вредным и опасным занятием, как порча полезных предметов колесами проезжающих электричек, мы замечали следующее природное явление: когда электричка приближается к тебе и предупредительно гудит, тон ее гудка впезапно меняется в момент, когда она мимо тебя проезжает. Встречная электричка гудит высоким тоном, а как только головной вагон с гудком проскакивает мимо зачарованного слушателя, тон гудка становится низким. И-и-и-и-и-У-у-у-у-у.

Звук – это волна. Чем она чаще – тем выше тон. Чем реже – тем ниже тон. Когда источник звука приближается, звуковая «гармошка» волны приближающимся объектом как бы сжимается. А когда звук удаляется, она растягивается. То есть звук приближающийся высокочастотный, а удаляющийся – низкочастотный.

Понять, почему происходит сжатие и растяжение гармошки колебаний, несложно. Если объект к вам приближается, каждое очередное колебание, каждая очередная звуковая волна, им порождаемая, производится ближе к вам, то есть сам объект настигает волны, догоняет их. Представьте себе автоматчика, который стреляет и мчится вперед к мишени со скоростью, сравнимой со скоростью выпускаемых пуль. Техническая скорострельность автомата неизменна – 600 выстрелов в минуту. С такой частотой пули бы и шлепались в мишень, если бы стрелок был неподвижен. Но он бежит вслед за пулями, как полоумный, и каждую следующую пулю выпускает ближе к мишени, то есть ей лететь уже немного меньше до попадания, то есть она быстрее прилетит. Иными словами частота шлепанья пуль в мишень увеличивается при набегании источника частоты на мишень.

А если стрелок от мишени стремительно убегает, стреляя назад? Тогда все наоборот – каждая следующая пуля выпускается с большего расстояния, пулям лететь все дольше, и дольше, и дольше, поэтому частота шлепанья пуль в мишень падает.

Со звуком то же самое.

И со светом.

Свет – это электромагнитная волна.

Если объект к нам приближается, частота излучаемого им в нашу сторону света растет, то есть свет смещается в строну голубого и фиолетового. А если объект от нас удаляется, частота падает, стало быть свет смещается в сторону красного. Это и называется красным смещением.

От частоты видимого электромагнитного излучения, которое обычно называют светом, зависит наше восприятие. Высокочастотные волны кажутся нам фиолетовыми, низкочастотные – красными. Правее фиолетового находится ультрафиолетовое излучение, левее красного – инфракрасное. И то, и другое мы не видим. Зато можем почувствовать не глазами, а кожей: инфракрасное – как тепло, а от ультрафиолета наша кожа загорает.

На эффекте Доплера, кстати, работают гаишные радары, которыми злые люди в фуражках, охочие до чужих денег, меряют скорость машины вашего папы на дороге. Черти будут их жарить за это в аду! Но вместе с тем гаишный прибор, именуемый радаром, – замечательное достижение физики, он вычисляет скорость машины по изменению частоты электромагнитной волны, испущенной радаром и потом отраженной от машины.

Чем быстрее движется машина, тем больше она смещает частоту отражаемой волны в строну ее увеличения. Прибор знает собственную частоту, меряет частоту отраженную и по разнице устанавливает скорость. Какая подлость!

Так вот, астрономы, выступившие в роли гаишников, заметили, что все далекие космические объекты – квазары, галактики – излучают с красным смещением. И чем дальше от нас объект, тем больше это смещение в низкочастотную область, то есть чем дальше объект, тем с большей скоростью он от нас удаляется.

Выходит, все галактики разлетаются друг от друга, как осколки гранаты! А раз так, раз Вселенная расширяется, значит, когда-то она была меньше. Вчера меньше, чем сегодня, позавчера меньше, чем вчера… То есть она имела некое начало.