Марио Ливио - От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной

«В любом случае одно остается неизменным. Общая теория относительностидопускает введение в уравнения поля Λg µν [космологического члена]. Настанет день, когда наши познания о композиции фиксированного звездного неба, о наблюдаемых движениях фиксированных звезд и о положении спектральных линий как функции расстояния продвинутся так далеко, что мы сможем эмпирически решить вопрос о том, исчезает Λ или нет. Убежденность – прекрасный мотив, но скверный судья!»

Как мы увидим в следующей главе, Эйнштейн здесь предсказывает именно то, до чего додумались астрономы 81 год спустя. Однако тогда был 1917 год, и опровержения так и сыпались. На самый первый взгляд модель де Ситтера казалась статической, однако выяснилось, что это заблуждение. Более поздние труды физиков Феликса Клейна и Германа Вейля показали, что если ввести в эту модель пробные тела, они не будут находиться в состоянии покоя, а скорее всего разлетятся друг от друга.

Второй теоретический удар нанес Александр Фридман. Как я уже отмечал, в 1922 году Фридман показал, что уравнения Эйнштейна – как с космологическим членом, так и без него – допускают нестационарные решения, при которых Вселенная либо расширяется, либо сжимается. Это побудило расстроенного Эйнштейна в 1923 году написать своему другу Герману Вейлю: «Если нет никакого квазистатического мира, тогда ну его, космологический член» [394]. Однако самый серьезный удар нанесли данные наблюдений. Как мы уже видели в главе 9, Леметр (с осторожностью) и Хаббл (недвусмысленно) в конце двадцатых годов показали, что на самом деле Вселенная не статична, она расширяется. Эйнштейн мгновенно понял, что из этого следует. В расширяющейся Вселенной гравитационная сила притяжения всего лишь замедляет расширение. Поэтому в результате открытия Хаббла Эйнштейн был вынужден признать, что искать тонкое равновесие между притяжением и отталкиванием уже не нужно, а значит, можно изъять космологическую постоянную из уравнений. В статье, вышедшей в 1931 году [395], Эйнштейн официально отказался от космологического члена, поскольку «похоже, теория относительности более естественно соответствует последним результатам Хаббла… без члена L». Затем, в 1932 году, в статье, которую Эйнштейн написал совместно с де Ситтером [396], авторы приходили к выводу: «Исторически в уравнения поля был введен член, содержавший “космологическую постоянную” L; это было сделано с целью дать нам возможность теоретически обосновать существование конечной средней плотности в статической Вселенной. Теперь же представляется, что в динамическом случае этого можно достичь и без введения L».

Без космологической постоянной темп расширения, основанный на данных Хаббла, предполагает, что возраст Вселенной значительно меньше оценочных значений возраста звезд, и Эйнштейн прекрасно это понимал. Это его обескураживало, однако поначалу он придерживался мнения, что, возможно, ошибочны именно эти оценки, а не данные Хаббла. Судьба распорядилась так, что исправить самую серьезную причину ошибки в значении темпа расширения Вселенной, которое было получено на основании наблюдений, удалось лишь в шестидесятые годы, а неопределенность примерно в два раза сохранялась вплоть до появления космического телескопа им. Хаббла. Как мы увидим в следующей главе, в 1998 году космологическая постоянная вернулась из небытия, что называется, с треском и блеском.

Обратите внимание, что когда Эйнштейн с де Ситтером обсуждают космологическую постоянную один на один, то говорят о ней вполне спокойно и равнодушно – просто утверждают, что в расширяющейся Вселенной она не нужна. Однако практически в любом изложении истории космологической постоянной вы найдете упоминание о том, что Эйнштейн называл введение этой постоянной в свои уравнения «величайшим ляпсусом». Правда ли, что Эйнштейн выбрал такой сильный эпитет к слову «ляпсус», да еще и в превосходной степени?

Тщательно изучив все доступные документы, я сразу же нашел подтверждение тому, что уже заподозрили некоторые историки науки: все рассказы о том, что Эйнштейн называл космологическую постоянную «величайшим ляпсусом», восходят к одному источнику – к затейнику Георгию Гамову. Вспомним, что именно Гамову принадлежит идея нуклеосинтеза в момент Большого взрыва, а также некоторые ранние представления о генетическом коде. Джеймс Уотсон, один из первооткрывателей структуры ДНК, заметил как-то, что Гамов «частенько на шаг опережал всех остальных». Историю о «величайшем ляпсусе» Гамов рассказал дважды. В статье под названием «Эволюционная Вселенная» [397], опубликованной в сентябрьском номере журнала « Scientific American » за 1956 год, Гамов писал: «Много лет назад Эйнштейн говорил мне, что идея всемирного отталкивания была величайшим ляпсусом за всю его жизнь». Это же он повторил и в своей автобиографии «Моя мировая линия» [398], опубликованной посмертно, в 1970 году (по какой-то причине в большинстве рассказов о космологической постоянной история о «величайшем ляпсусе» восходит только к этому источнику): «Таким образом, первоначальное уравнение гравитации Эйнштейна было верным, а его редакция [введение космологической постоянной] – ошибочной. Много позже, когда я обсуждал с Эйнштейном проблемы космологии, он заметил, что введение космологического члена было величайшим ляпсусом в его жизни».

Однако поскольку известно, что Гамов был склонен приукрашать свои воспоминания (его первая жена говорила, что «более чем за двадцать лет, которые мы с Гео прожили вместе, больше всего его радовала возможность повторить удачный розыгрыш»), я решил копнуть чуть глубже и выяснить, насколько достоверен этот рассказ. Разведать источник именно этой цитаты мне хотелось еще и потому, что недавнее возвращение космологической постоянной сделало фразу про «величайший ляпсус» одной из самых расхожих цитат из Эйнштейна. Когда я в последний раз ввел в поисковик Google слова «Эйнштейн» и «величайший ляпсус», то получил более полумиллиона результатов!

Расследование я начал с того, что попытался проверить, цитировал ли Гамов Эйнштейна буквально. К сожалению, каждая из двух вышеприведенных цитат, похоже, не позволяет сделать вывод, утверждает ли Гамов, что сам Эйнштейн описал свой просчет именно этими словами – назвал его «величайшим ляпсусом в его жизни» или Гамов просто передал общий смысл высказывания. Однако в автобиографии Гамов пишет: «Некоторые космологи и по сей день используют в расчетах этот “ляпсус”, от которого Эйнштейн наотрез отказался, и космологическая постоянная, обозначенная греческой буквой L, снова и снова поднимает свою уродливую голову». Кавычки при слове «ляпсус» как минимум позволяют предположить, что Гамов действительно приводит точную цитату. А то, что Гамов дважды прибегает к одному и тому же выражению, показывает, что он по крайней мере старается создать впечатление, будто цитирует Эйнштейна дословно. Кроме того, обратите внимание, что Гамов здесь выдает и собственное отношение к космологической постоянной – говорит о ее «уродливой голове».