Виктор Янович - Альтернативный взгляд на мироустройство

Это соответствовало общему настроению начала XX века, когда общество пребывало в ожидании радикальных перемен во всём, в том числе в науке и искусстве. Но многие физики противились радикальной ломке представлений, на которых зиждилось их мировоззрение. Да и сам Эйнштейн не от всего был готов отказаться. В частности, он, как его предшественники и современники, полагал, что Вселенная вечна, безгранична и стационарна. Однако советский физик Фридман показал, что из уравнений Эйнштейна следует нестационарность материальной Вселенной. Что она должна либо расширяться, либо сжиматься. Сам Эйнштейн долго не соглашался с этим и даже ввёл в свои уравнения член, позволявший сделать Вселенную стационарной. Разошлись по этому вопросу и мнения физиков.

Но через несколько десятилетий конец спорам и сомнениям положил американский астроном Хаббл. Он обнаружил красное смещение спектров излучения галактик – тем большее, чем дальше от нас они находятся. Красное смещение объяснили эффектом Доплера, вызванным разлётом галактик [2] Эффект Доплера заключается в том, что волны, излучаемые источником, движущимся относительно приёмника, регистрируется как более длинные при удалении источника и как более короткие при его приближении. Поэтому тон гудка проезжающего мимо вас транспорта меняется с более высокого при его приближении на более низкий при удалении. . Это посчитали признаком расширения Вселенной и подтверждением справедливости как вывода Фридмана, так и теории относительности Эйнштейна, и она была положена в основу представлений о происхождении и эволюции Вселенной. А Эйнштейн вернул своё уравнение к первоначальному виду и до конца жизни считал наибольшей своей ошибкой введение в это уравнение члена, делавшего Вселенную стационарной.

Принятие этого уравнения полностью меняло существовавшее дотоле научное мировоззрение. Из него следовало, что Вселенная существовала не всегда. Что когда-то Вселенная была сосредоточена в исчезающе малом объёме (меньшем атомного ядра) и теперь занимает сферу ограниченного размера. Наблюдательная астрофизика стала факт за фактом и дальше подтверждать выводы ТЭ. Расстояние до максимально удалённых от нас видимых звёзд оказалось конечным и равным 13,4 млрд световых лет. А с несколько более далёкого расстояния (13,8 млрд световых лет) к нам со всех сторон приходит реликтовое электромагнитное излучение, возникшее первым после так называемого Большого взрыва. Отсюда были сделаны выводы как о возрасте Вселенной, не превышающем 14 млрд лет, так и о её ограниченном размере, имеющем вид сферы радиусом около 14 млрд световых лет, за пределами которой нет ничего, даже пространства. Хотя это противоречило интуитивным представлениям людей больше, чем наивное библейское, изображённое на картине, где любопытный человек высовывает голову за пределы звёздной сферы и видит там пустое пространство.

А когда начались ядерные исследования, стали подтверждаться и другие предсказания ТЭ. Подтвердилась эквивалентность массы и энергии, определяющаяся знаменитой формулой Эйнштейна Е = mс 2. А в мощных ускорителях частицы невозможно было разогнать до скорости света, что было объяснено увеличением их массы, которая, согласно ТЭ, при приближении к скорости света должна была возрастать до бесконечности. Подтвердилось и предсказание ТЭ о замедлении времени в движущихся объектах: частицы, быстро распадающиеся в обычных условиях, при высоких скоростях движения во много раз увеличивали своё время жизни. А когда начались исследования в космосе, то с помощью сверхточных атомных часов было обнаружено замедление времени и на движущихся относительно Земли спутниках.

Можно ли было сомневаться в верности такой теории? Конечно, нет! Но тем не менее скептики оставались и приводили следующие возражения против ТЭ. Ещё в 1676 году датский астроном Оле Рёмер на основе наблюдений, проведенных в Парижской обсерватории, установил, что период обращения спутника Юпитера Ио зависит от того, движется Земля к Юпитеру или от него. Разница составляла 30 секунд. Это наблюдение многократно подтверждалось астрономами впоследствии. Его можно объяснить только тем, что скорость света, идущего от Ио, складывается со скоростью Земли при её движении к Юпитеру и вычитается при движении от него, как это следует из законов классической механики, но противоречит ТЭ.

А в июне 1964 года был подтверждён противоречащий ТЭ классический закон сложения скоростей при радиолокации Венеры. В опытах участвовали две американские обсерватории (Массачусетская станция и станция в Пуэрто-Рико) и Крымская обсерватория АН СССР. Условия эксперимента различались только тем, что благодаря вращению Земли в направлении с запада на восток приёмник отражённого сигнала в Крыму двигался навстречу Венере, а в Пуэрто-Рико – от неё. Согласно ТЭ, это не должно было сказаться на результатах измерения. Но задержка отражённого сигнала в СССР каждый раз оказывалась меньше, чем в Америке. Это можно было объяснить только сложением скоростей по законам классической механики. Брайан Уоллес показал, что результаты радиолокационных наблюдений Венеры, обработанные по законам Ньютона, и вычислений, сделанных по его же теоретическим формулам, идеально совпадают. В то время как подобные операции, выполненные по формулам ТЭ, дают расхождения, превышающие возможную ошибку наблюдений и вычислений в 170 раз. Эти сообщения научное сообщество по каким-то причинам проигнорировало.

А недавно обнаружились и другие несоответствия ТЭ наблюдаемым явлениям, которые невозможно было оставить без внимания. Согласно расчетам, скорость обращения звёзд вокруг центров галактик должна уменьшаться по мере увеличения расстояния от него. Но наблюдения показали, что звёзды, расположенные близко к центру, подчиняются этой закономерности, а более удалённые – нет (рис. 1). Расхождение расчётов с наблюдениями происходит не на какие-то проценты, а в разы. При таких скоростях вращения периферийных тел центробежные силы должны были бы разрывать галактики, но этого не происходит. Теоретики придумали простое объяснение этому несоответствию. Они предположили, что пустое пространство между звёздами заполняет некая невидимая «тёмная материя», которая, кроме создания дополнительной гравитации, ничем другим себя не обнаруживает. Для того чтобы в расчётах сошлись концы с концами, масса этой «тёмной материи» во Вселенной должна превышать массу всего прочего вещества в 5 раз.

Рис. 1. Орбитальные скорости движения звёзд в зависимости от расстояния до центра галактики