Свен Ортоли - Ванна Архимеда: Краткая мифология науки

Большой взрыв нам хорошо знаком. Это не обедняет его научной состоятельности, хотя само выражение было парадоксальным образом выбрано именно в таком духе тем, кто его придумал. В действительности астроном Фред Хойл «смеха ради» использовал его в серии радиопередач BBC в 1950 году. Самому Хойлу идея, что Вселенная может родиться и потом раздуваться, как воздушный шар, на протяжении миллиардов лет, представлялась исключительно гротескной. Тут он был не одинок. Эйнштейн и сам сделал все для разоблачения этой гипотезы. В 1917 году, конструируя свою космологическую модель, исходя из уравнений общей теории относительности, он с сожалением констатировал, что, с какого конца за них ни брался, всегда приходил ко Вселенной с расширением. В конце концов, чтобы навязать своей модели статическое поведение, он приправил ее математически необходимыми ингредиентами, позволяющими одновременно сохранить принцип относительности и верность старой идее, насчитывающей не менее двух тысячелетий, о неизменности и вечности космоса.

Но искусственный прием по определению неубедителен. Положение усугубилось, когда в 1929 году Эдвин Хаббл показал, что галактики удаляются от нас со скоростью, пропорциональной расстоянию. Чем они дальше, тем быстрее удаляются; так возникла идея, что Вселенная расширяется, — идея, которую Эйнштейн предвидел вопреки самому себе. Но не он направил астрономов по следу Большого взрыва. Эта честь принадлежит бельгийскому аббату Жоржу Леметру, пустившему задом наперед кинопленку всеобщей эволюции и увидевшему, как галактики все больше и больше сближаются друг с другом, пока не образуется то, что он назвал первичным атомом.

Во время доклада, сделанного в библиотеке обсерватории Пасадены на горе Вильсон в присутствии Эйнштейна, Леметр выразился со свойственным ему лиризмом:

В начале всего у нас были лишь искры невообразимой красоты. И вот раздался взрыв, Большой Шум ( Big Noise ), повлекший обилие дыма в небесах. Но мы прибыли слишком поздно и смогли стать лишь о визуализацией вершины творения.

Благодаря аббата, Эйнштейн сказал ему с чувством: «Это самая прекрасная и самая удовлетворительная из интерпретаций, когда-либо мною слышанных». Но сколь бы прекрасна ни была эта теория с эстетической точки зрения, она все же оставалась не более чем гипотезой. И если спустя тридцать лет она была все так же отвратительна Хойлу, то не в последнюю очередь потому, что по современным ему расчетам возраст Вселенной выходил значительно меньшим, чем возраст нашей собственной галактики. Но сторонники Большого взрыва уже готовились к победе в решающей битве. Размышляя о первых минутах жизни Вселенной, Гамов, Альфер и Герман заключили, что космический суп, существовавший в те мгновения, должен был разогреваться из-за столкновения частиц. Тепло должно было сохраниться до наших дней в виде фотонов с очень низкой энергией, соответствующей температуре излучения порядка нескольких градусов выше абсолютного нуля. Другими словами, они предсказали существование во Вселенной моря фотонов в диапазоне радиоволн. Арно Пензиас и Роберт Вильсон, два радиоастронома из лабораторий Белла, обнаружили (причем совершенно случайно) это реликтовое излучение в 1965 году.

Теория Большого взрыва была теперь встречена с триумфом, а слова Хойла, вопреки его собственной воле, прозвучали объявлением начала новой эры в том, как массмедиа представляют науку, какое будущее они ей рисуют. Отныне пресса, публикуя материалы о событиях в научном мире, сопровождает их заголовками, складывающимися в историю, радикально отличную от той, что изложена под ними. «Мифическое мышление, — писал еще Мирча Элиаде, — использует знаки, занимающие промежуточное положение между образами и понятиями. <���…> Это интеллектуальное ремесленничество, когда в дело идет самый разнородный материал, оказавшийся под руками». Когда на обложке журнала Science & Vie мы читаем «300 миллионов долларов на проверку Эйнштейна» или «Ученый раскрывает тайны Вселенной», когда газета Libération сообщает о некоем событии заголовком «Сверхпроводники, энергия на всех парах», когда газета Le Monde пишет о «Памяти воды», а L'Express упоминает о месте скопления комет как о «приюте для небесных бомжей», мы видим продукцию того самого интеллектуального ремесла. Оно показывает нам крошечную горстку людей, затерянных в космосе и жаждущих разобраться в своем происхождении и предназначении.

Когда спроектированный на киностудии Уолта Диснея могучий космический корабль «Паломино» стартовал в 1980 году на экранах, публика вместе с ним приступила к исследованию математической сингулярности, хорошо известной под названием «черная дыра». Следуя перипетиям сюжета, зритель сначала узнает, что сильное поле притяжения черной дыры ничему (или почти ничему) не позволяет от нее удалиться; потом — что «в ней останавливается время», а «пространство в ней не существует»; и наконец — что ее открытие позволяет понять секреты сотворения и возможного разрушения Вселенной.

Математики и физики имеют обыкновение по-другому описывать эти останки умерших звезд. Они считают, что бывают черные дыры Шварцшильда (сферические, не имеющие электрического заряда и не вращающиеся вокруг своей оси), Керра (не сферические и вращающиеся) и Рейсснера-Нордстрёма (сферические, не вращающиеся и электрически заряженные). Некоторые размером с атом, а некоторые — с целую галактику. К «классическим» черным дырам следовало бы добавить еще квантовые, но здесь мы ограничимся моделью Шварцшильда в ее стандартном и наипростейшем варианте, только для того, чтобы понять расхождение между диснеевским фильмом и — если можно так выразиться — реальностью. По правде говоря, далеко не все ученые убеждены в существовании «замкнутых звезд», как их называли до того памятного выступления знаменитого космолога Джона Арчибальда Уилера 29 декабря 1967 года, когда он по-новому окрестил их, настойчиво подчеркнув: наиболее вероятный из кандидатов, Лебедь Х -1, находящийся в самом центре нашей галактики, до сих пор не позволяет нам с уверенностью идентифицировать его таким образом.

Но все же согласимся с их существованием, чтобы можно было проводить наше сравнение. Достаточно терпеливый наблюдатель (ему потребуется несколько миллионов лет) увидит, как звезда, в десять раз тяжелее нашего Солнца, превращается в красного гиганта по мере того, как у нее внутри кончается водород. По естественной логике событий в дело пойдет гелий, но потом иссякнет и он. До сих пор энергии реакций ядерного синтеза хватало, чтобы уравновешивать силу тяжести ядер, но по исчерпании запаса гелия ничто не сможет больше противодействовать их гравитационному падению. Звезда быстро сожмется до сферы радиусом 30 километров со средней плотностью около 1015 граммов на кубический сантиметр (кубик с ребром длиной в локоть будет весить миллиард тонн). Внутри нее пространство-время искривится до такой степени, что даже свет, несмотря на скорость 300 тысяч километров в секунду, не сможет выбраться за ее пределы. «Горизонтом» такой черной дыры называют сферу, внутри которой скорость, необходимая для преодоления силы притяжения, превышает скорость света.