Владимир Губайловский - Люди мира. Русское научное зарубежье

Именно Вернадский выдвинул кандидатуру 27-летнего Гамова в Академию наук. И в феврале 1932 года того избрали членкором.

Тогда же разделили ФМИ, но директором Физического института (ФИАНа) назначили академика Сергея Вавилова и отвергли идею «теоретического центра». Сотрудником ФИАНа оставался и Гамов. К неудаче с Институтом теоретической физики добавилось то, что Гамову не дали воспользоваться приглашением на конференцию в институте Бора и еще несколькими приглашениями. Началась новая эпоха: уже утвердилось сталинское самодержавие и быстро воздвигалась Великая советская стена, надолго отделившая страну от остального мира.

Гамов почувствовал это интуитивно: ощутил себя в клетке — и даже не в золотой. А вольная птица в неволе не поет, даже если ей присвоить почетное звание. Он пытался выскользнуть из клетки, отчаянно «дрыгал лапками» — пробовал то на байдарке по Черному морю добраться до Турции, то на северных оленях — до Финляндии. Увы, клетка была классическая, а не квантовая. На его счастье, о попытках покинуть СССР не узнали компетентные органы.

На еще большее счастье, в 1933 году дверца клетки приоткрылась: Гамова командировали на Сольвеевский конгресс «Структура и свойства атомного ядра». Обратно он уже не вернулся, стал «невозвращенцем», что по тогдашним советским законам было преступлением, каравшимся смертной казнью. Дверью он не хлопал, писал заявления о продлении командировки, и еще целый год ему это удавалось.

Как отнесся к решению Гамова Вернадский? Несомненно, с горечью, но вряд ли с безоговорочным осуждением. Ведь он сам писал:

…Ученый по существу интернационален — для него на первом месте, раньше всего, стоит его научное творчество, и оно лишь частично зависит от места, где оно происходит. Если родная страна не даст ему возможности его проявить, он морально обязан искать этой возможности в другом месте.

Такую возможность Гамов нашел за границей. Хотя в своей автобиографии он не вспомнил российского геохимика и мирового мыслителя Вернадского, второе его знаменитое открытие корнями восходит к тому, что он слышал в Радиевом институте. Одна из проблем, занимавших геохимика Вернадского, — распространенность химических элементов на нашей планете. Эта проблема связана с историей самой планеты Земля и, стало быть, с историей, или космогонией, Солнечной системы.

Именно распространенность химических элементов во Вселенной стала для Гамова отмелью в бездонном и почти безжизненном тогда океане космологии. В 1930–1940 годы многим астрономам мертвой казалась и сама космология Эйнштейна — Фридмана. Дело в том, что расширение Вселенной как наблюдательный астрономический факт впервые обнаружил в 1927 году Жорж Леметр. Но измерение скорости расширения, основанное на многоступенчатой шкале межгалактических расстояний, давало возраст Вселенной всего в два миллиарда лет, что слишком мало. Некоторые звезды, и даже Земля, согласно геохронологии, оказывались старше Вселенной. Лишь в 1950-е годы, после уточнения-удлинения шкалы расстояний, эта неувязка исчезла.

В первой статье Гамова по космологии 1946 года есть ссылка на книгу по геохимии, откуда он взял данные о распространенности элементов. Он надеялся теоретически объяснить происхождение химических элементов во Вселенной. В то время считалось, что нынешняя пропорция элементов зафиксировалась в некий ранний момент расширения Вселенной, когда — из-за уменьшения плотности и охлаждения — активные ядерные реакции прекратились. А до того момента, как полагали, имелось ядерно-тепловое равновесие между разными ядрами. Однако равновесные расчеты, вопреки данным геохимии, давали ничтожную долю тяжелых элементов.

Гамов предположил иной — неравновесный — сценарий: в быстро расширяющейся горячей Вселенной из первичного чисто нейтронного вещества при уменьшении плотности начинают образовываться протоны, к которым последовательно прилипают нейтроны, создавая все более тяжелые ядра, пока расширение Вселенной не остановит этот процесс. Он задал содержательный физический вопрос по поводу происхождения Вселенной: каковы были условия в начале расширения, во время Большого взрыва, если его «осколками» стали разные химические элементы в наблюдаемой пропорции? Ответ на этот вопрос Гамов предложил искать в горячем котле взрывающейся Вселенной, в котором варились элементы. Он понял, что вариться они должны были очень быстро, поскольку «вселенский котел» стремительно расширялся и — соответственно — остывал. С космологическим варевом разобраться оказалось непросто, но, независимо от результатов варки, от того горячего времечка, как сообразил Гамов, должно было остаться тепло, распределенное по всему вселенскому пространству, и он предсказал температуру этого теплового излучения.

Идея Гамова оказалась очень плодотворной, хотя и ошибочной. Ошибочной, потому что последовательное добавление нейтронов во вселенском котле обрывается очень рано — не существует устойчивых ядер с массой 5 единиц. А плодотворной стала сама возможность неравновесной физики.

Теоретики предполагали равновесие, в сущности, по той же причине, по которой потерянные ключи ищут под фонарем — там легче искать. Но лучше все же сообразить, где именно ключи могли выпасть, и искать там, хотя бы и на ощупь. Поэтому условия ранней Вселенной лучше не постулировать «для простоты», а извлечь из них следствия, которые после сравнения с наблюдениями скажут нечто о процессах в начале космологического расширения. Так впоследствии получили соотношение легких элементов космологического происхождения — водорода и гелия, подтвердив предположение Гамова о том, что ранняя Вселенная была горячей.

Первыми же пользу из идеи неравновесности извлекли главные оппоненты Гамова — сторонники так называемой стационарной космологии, которые основывались на неизвестной (пока) физике, согласно которой вещество якобы рождается в пустом пространстве из ничего и неизвестно (пока) почему. Но зато эти «нефизические» космологи могли надеяться лишь на то, что тяжелые элементы рождаются в котлах внутризвездных, по законам самой обычной физики. И им удалось создать теорию рождения тяжелых элементов во взрывах звезд. Ныне это — общепринятое представление о происхождении основного вещества планет, включая элементы, необходимые для жизни. Без того чтобы взрывы первого поколения звезд в юной Вселенной произвели эти элементы, известная нам форма жизни была бы невозможна.

Однако сама стационарная космология не выдержала другого следствия идеи горячей Вселенной — космического реликтового излучения. Гамов и его сотрудники несколько раз оценивали температуру этого излучения, хотя и не для того, чтобы озадачить астрономов своим предсказанием. Они желали убедиться в разумности своего сценария: если получилась бы слишком высокая температура, сценарий пришлось бы забраковать. Забраковали его, как уже было сказано, по совсем другой причине, но фоновое космическое излучение с его малой температурой незаметно жило своей жизнью и дождалось случайного открытия в 1965 году!