Сотворение мира как миф в физике

Сотворение мира как миф в физике

Я отношусь к теории Большого Взрыва в физике, объясняющей возникновение вселенной, как к мифу. Почему? Это теория, действительно хорошая история, которая соответствует всему, что мы в настоящее время можем наблюдать с помощью наших радиотелескопов, когда обращаем взгляд во вселенную. Однако мы по-настоящему не знаем, что происходило в начале… пока. Теория Большого Взрыва, о которой пойдет речь ниже – это наиболее широко принятая «история» современности (или была таковой во время написания данной книги). Это идея, которая работает лучше всего, даже хотя она всегда будет нуждаться в обновлении по мере роста наших знаний о вселенной.

До 1970-х гг. большинство ученых полагали, что вселенная находится в состоянии постоянной пульсации, расширяясь и сжимаясь, снова расширяясь и снова сжимаясь. Неудивительно, что это называлось «теорией стационарного состояния». Однако сегодня большинство ученых верят в теорию Большого Взрыва, поскольку она лучше подтверждает то, что мы можем измерять и узнавать во вселенной. Согласно теории Большого Взрыва, в начале вещи были очень горячими и плотными. Как именно вселенная стала такой горячей и такой сжатой – почти в точку – прежде чем взорвалась, образовав то, что мы видим сегодня, точно не известно. Мы лишь «знаем» или принимаем на веру результат: колоссальное уплотнение материи и энергии закончилось «Большим Взрывом» примерно 13,7 миллиардов лет назад.

Чтобы наилучшим образом описывать нашу вселенную, мы можем использовать схему с тремя пространственными измерениями: длиной, шириной и высотой (которая будет представлять время, а не высоту). На самом деле вселенная четырехмерна, но это очень трудно изобразить в двух измерениях (на бумаге). Чтобы получить представление о возникновении вселенной, мы можем, по крайней мере, думать о ней как о трехмерном феномене, имеющем два пространственных измерения и одно временное измерение, идущее снизу вверх, как на рисунке «Часть вселенной». Как видно на этом рисунке, вселенная начиналась у основания картинки в виде точки или узла, а затем расширялась. По мере того, как она становилась больше, пространство расширялось и продолжало расширяться вплоть до сегодняшнего времени, находящегося наверху схемы.

Маленькие спирали на каждом срезе «времени» изображают галактики. Что такое галактики? Возьмите наше солнце со всеми окружающими его планетами, и вы получите солнечную систему. Возьмите миллионы или миллиарды звезд и их планет, и вы получите галактику. Миллиарды звезд и планет, обращающихся вокруг каждой из них, образуют галактики, которые можно видеть в телескоп в ясную ночь. Наш Млечный Путь – туманная полоса света в ясном ночном небе – это наша собственная, особая галактика, в которой мы живем. С земли мы видим ее только частично, подобно тому, как мы можем видеть только часть ровной спортивной площадки с того места, где мы на ней стоим, если на этой площадке стоит еще много людей.

Отметьте, что размер спиральных галактик на моем рисунке остается примерно одинаковым с течением времени (снизу вверх), даже хотя вселенная в целом расширяется. Как это может быть? Почему галактики остаются сплоченными, хотя вселенная расширяется? Что ж, этот вопрос волновал и физиков, пока Альберт Эйнштейн не сказал, что вселенную скрепляет тяготение. Где больше материи, там тяготение больше. Вот почему галактики, содержащие огромное количество материи, «лучше» удерживались вместе, чем окружающее их пустое пространство, где материи меньше. Это пространство ближе к вакууму. Там, где много материи, поле тяготения в большей степени удерживает вещи вместе. Поэтому более или менее пустой вакуум пространства может расширяться быстрее, чем галактики с их большим количеством материи. К этой картине следует добавить, что во вселенной имеется (гипотетическая) темная энергия lii, которая поддерживает процесс расширения вселенной, хотя тяготение уменьшает этот эффект.

Короче говоря, пространство расширяется. Представьте себе: пространство вокруг нас расширяется, однако мы остаемся сравнительно близко друг к другу! Наши соседи-люди в большей степени соединены, чем более несвязанные или отдаленные размерности вселенной. Чтобы яснее понять эту идею, попробуйте представить себе детский воздушный шар. По мере того, как я его надуваю, он становится все больше и больше. Можете ли вы представить себе, что я нарисовал на шаре, когда он еще был совсем маленьким, небольшие черные спирали? Что будет происходить со спиралями, когда я надуваю шар, и он становится гораздо больше? Спирали будут расширяться. Но во вселенной так не случается! Если думать о шаре, как о вселенной, эта модель не будет точно описывать то, что происходит с галактиками. Они почти не расширяются; их удерживает вместе сильное поле тяготения между ними. Такова, в двух словах, теория относительности! И точка зрения теории относительности на сотворение мира.