Виктор Комаров - По следам бесконечности

Что же касается кривизны пространства, то в случае расширяющейся Вселенной она оказывается непосредственно связанной со значением средней плотности материи и так называемой постоянной Хаббла, показывающей зависимость скорости разбегания галактик от расстояния.

Кроме того, средняя плотность материи в однородной Вселенной Фридмана определяет не только ее геометрию, но и ее будущее.

Подсчеты показывают: при средней плотности вещества, превосходящей 610 -29граммов на кубический сантиметр, что соответствует 10 атомам водорода в каждом кубическом метре, пространство замкнуто и конечно. А расширение замкнутого сферического неэвклидового трехмерного мира должно быть рано или поздно остановлено тяготением и перейти в сжатие.

Если средняя плотность в точности равна критической — этот случай был подробно рассмотрен в 1932 году Эйнштейном и де Ситтером, — расширение Вселенной происходит неограниченно, а ее пространство является эвклидовым и бесконечным.

Наконец, при плотности, меньше критической, пространство тоже бесконечно, но является уже не эвклидовым, а пространством Лобачевского.

Однако это лишь различные теоретические возможности. А как определить среднюю плотность всех существующих форм материи: звезд, межзвездного водорода, электромагнитного излучения, потоков «неуловимых» частиц нейтрино, межгалактического газа, который главным образом состоит из водорода и гелия, и так далее…

Задача весьма непростая, если учесть, что за этим «и так далее» скрываются такие виды материи, которые трудно наблюдаемы, а кроме того, могут в принципе существовать и такие ее формы, о которых мы вообще не имеем пока ни малейшего представления. А это значит, что по крайней мере при современном уровне знаний о Вселенной, у нас нет достаточных оснований для того, чтобы отдать предпочтение одной из существующих возможностей. Чтобы сделать такой выбор, необходимо располагать гораздо более точными оценками средней плотности материи в космических масштабах.

Но все обстоит еще сложнее.

Как мы уже говорили, теория относительности рассматривает пространство и время как единое образование, так называемое пространство-время, в котором временная координата играет столь же существенную роль, что и пространственные. Таким образом, в самом общем случае мы с точки зрения теории относительности можем говорить лишь о конечности или бесконечности именно этого объединенного пространства-времени. Но тогда мы вступаем в так называемый четырехмерный мир, обладающий совершенно особыми геометрическими свойствами, самым существенным образом отличающимися от геометрических свойств того трехмерного мира, в котором мы живем.

И бесконечность или конечность четырехмерного пространства-времени еще ничего или почти ничего не говорит об интересующей нас пространственной бесконечности Вселенной. Еще А. Фридман показал, что в рамках теории относительности раздельная постановка вопроса о пространственной и временной бесконечности Вселенной возможна не всегда, а только при определенных условиях. Этими условиями являются однородность и изотропность. Только в случае однородности и изотропности единое пространство-время расщепляется на «однородное пространство» и универсальное «мировое время».

Но вернемся к развитию Метагалактики во времени. Каково бы ни было с точки зрения теории расширяющейся Вселенной ее будущее, в отдаленном прошлом материя в нашей области пространства должна была находиться в качественно ином состоянии, чем в настоящее время. Что же оно собой представляло?

Одну из первых попыток дать ответ на этот бесспорно волнующий вопрос предпринял в 1931 году профессор Лувенского университета в Бельгии Жорж Леметр. Еще в 20-е годы он изучал астрофизику в Кембридже и Массачусэтском технологическом институте, а затем сам стал преподавать астрономию. Леметр был бесспорно выдающимся ученым, отлично владеющим математикой, он опубликовал свыше 70 научных работ.

Но вместе с тем Леметр носил сан католического аббата, а в последние годы своей жизни занимал весьма почетный в церковной иерархии пост президента Ватиканской академии наук.

Основываясь на фридмановской модели расширяющейся Вселенной, Леметр выдвинул идею «большого взрыва» первичного сгустка материи, сосредоточенной в нуль-пункте пространства и времени.

Трудно сказать, в какой степени сказались при разработке этой теории религиозные воззрения Леметра. Если судить по его собственным словам, за своим письменным столом он был только естествоиспытателем.

— Моя теория, насколько я могу судить, полностью оставляет в стороне любой религиозный вопрос, — не раз говорил Леметр, — она является чисто физической и не апеллирует ни к каким силам, которые не были бы нам известны.

И добавлял:

— Для верующего снимается любая попытка сблизиться с господом.

Но, должно быть, духовный сан Леметра вдохновил некоторых других теологов и богословов. Во всяком случае многие из них, ухватившись за внешнюю сторону его теории, пытались сделать из нее религиозные выводы.

Этого прямо требовало и верховное руководство католической церкви.

«Итак, сотворение мира во времени — и потому есть творец, следовательно, есть бог; вот те сведения, которых мы требуем от науки», — эти слова принадлежат главе католической церкви папе Пию XII и были произнесены в ноябре 1951 года.

И теоретики религии стараются выполнить указание своего духовного главы: они пытаются связать взрыв, который привел к образованию Метагалактики, с актом божественного творения Вселенной.

«Космос… имеет историю, которую можно проследить вплоть до самого начала, — утверждает западногерманский католический теолог Марсель Рединг, — начала, совпадающего с возникновением „пространства-времени“».

И хотя слово «бог» здесь явно не произносится, цель подобных рассуждений — подвести к выводу о божественном творении. Об этом прямо заявляет другой католический теолог П. Тиволье. Комментируя теорию расширяющейся Вселенной, он без всяких обиняков делает заключение: «Вселенную создал бог…»

Другие богословы, пытаясь использовать в своих интересах теорию расширяющейся Вселенной, действуют несколько более тонко. Вот так, например, делает это современный французский католический теолог Клод Тремонтан.

То обстоятельство, что Вселенная находится в состоянии непрерывной эволюции, утверждает он, что в ней непрестанно возникают новые структуры, неоспоримо и неопровержимо свидетельствует о продолжающемся творении, о том, что все в мире находится в состоянии непрерывного изобретения высшей сверхъестественной силой — богом.