Поль Лаберенн - Происхождение миров
«Возможно, могут возразить, что если заглянуть достаточно далеко назад, то эта теория не освобождает нас по существу от внезапного начала. Вся вселенная должна появиться в одно мгновение, чтобы она могла затем принять равновесное состояние. Но моя точка зрения иная. По моему мнению, равномерность без какой-либо неоднородности и ничто — не отличаются друг от друга с философской точки зрения. Физической реальностью являются разнородность, события, изменения. Наша исходная гипотеза об однородной покоящейся среде является ничем иным, как упорядоченным изложением тенденции использовать в нашем аналитическом описании различимые объекты и события, историю которых мы намереваемся рассказывать. Поскольку речь идет о данных реальностях, теория имеет средства достичь цели, которые она перед собой ставит и дать объяснение незаметному и постепенному началу. Когда окончательно, вследствие термодинамического вырождения энергии, вселенная достигнет снова однородного состояния той же плотности, то это будет конец физической вселенной. Я не могу себе представит вселенную, отжившую свой век и печально прозябающую остаток вечности. То, что от нее остается, это есть лишь некоторые концепции, которые мы забыли сразу убрать, как только кончили ими пользоваться».
Как не подумать, читая эти странные «умозаключения», о вполне аналогичных рассуждениях немецкого философа Дюринга, которого около семидесяти пяти лет назад так справедливо и остроумно высмеял Энгельс за скрытый креационизм:
«Однако все противоречия и несообразности, — писал Энгельс, говоря о понятии времени у Дюринга,[124] — представляют еще детскую забаву по сравнению с той путаницей, в которую впадает г. Дюринг со своим равным самому себе первоначальным состоянием мира. Если мир был некогда в таком состоянии, когда в нем не происходило абсолютно никакого изменения, то как он мог перейти от этого состояния к изменениям? То, что абсолютно лишено изменений, если оно еще вдобавок от века пребывает в таком состоянии, не может ни в каком случае само собой выйти из этого состояния, перейти в состояние движения и изменения. Стало быть, первый толчок, который привел мир в движение, должен был прийти извне, из потустороннего мира. Но „первый толчок“ есть, как известно, только другое выражение для обозначения бога. Г-н Дюринг, уверявший нас, что в своей мировой схематике он начисто разделался с богом и потусторонним миром, здесь сам же вводит их опять, более заостренными и углубленными, в натурфилософию».
Единственное различие (но весьма существенное) между Дюрингом и Эддингтоном состоит в том, что первый искренне верил в то, что он исключил всякое, даже неявное, вмешательство бога-творца, а второй, напротив, знал очень хорошо, что его рассуждения приведут читателя к мысли о божественном творении. Сам Эддингтон делает, однако, на этот счет лишь краткий намек в заключении.
«Вопрос о начале представляет, по-видимому, — заявляет он,[125] — непреодолимые трудности, если мы открыто не признаем его относящимся к области сверхъестественного».
II. Внутренние противоречия предыдущих теорий
Как мы указывали в начале этой главы, можно подойти к критике теорий расширяющейся вселенной Эддингтона и Леметра двумя путями. Не останавливаясь сейчас на вопросе о правильности исходных положений этих теорий, мы покажем сначала внутренние противоречия последних. Мы увидим, что если предполагать существование конечной вселенной и реальность расширения этой вселенной, то ничто не может подтвердить идею о сотворении мира в определенный момент прошлого. К такой идее может привести лишь предвзятая точка зрения, возникшая под влиянием религиозных или идеалистических настроений.
Превращение вещества в излучение должно было бы привести вначале к сжатию вселеннойПервое затруднение, с которым встречаются сторонники теории расширяющейся вселенной, появляется благодаря существующему соотношению между расширением вселенной и превращением вещества в излучение. Мы уже указывали, что в конечной вселенной Эйнштейна свойства пространства-времени тесно связаны с содержащейся в нем материей. Но тогда перед теорией расширяющейся вселенной возникает вопрос, существо которого очень ясно передается в следующей интересной цитате из книги Поля Куде:[126]
«Это представление о конечной вселенной, — писал он, — имеет весьма близкое отношение к изучению происхождения и исчезновения вещества и его превращения в излучение. Размеры вселенной тем больше, чем больше число атомов, содержащихся в нем, но они не изменяются в зависимости от количества излучения. Когда исчезает один атом, то размеры вселенной уменьшаются; наоборот, когда излучение рождает один атом, то размеры вселенной увеличиваются. Если идет речь об одном атоме водорода, то изменения объема вселенной составляют величину порядка 1 куб. метра и, возможно, даже более».
Теории Леметра полностью перевернули эту прежнюю точку зрения. Действительно, они заставляют допустить, что непрерывно рассеиваемая в пространстве энергия вследствие аннигиляции вещества звезд «поглощается на самом деле работой, которая требуется для адиабатического расширения вселенной».[127] Если вселенная расширяется непрерывно, то это ведет к невозможности полного восстановления вещества благодаря превращениям излучения (возможно только частичное восстановление). Таким образом, мы далеки и даже очень далеки от постоянного возрождения миров, о котором мы говорили в предыдущей главе. В таком случае нам рисуется следующая картина будущего вселенной, несомненно, несколько удивительная, но довольно цельная: вещество превращается все более и более в излучение и энергия этого излучения идет лишь на непрерывное увеличение размеров вселенной. Энергия попросту рассеивается и угасает (фотоны, излученные звездами, совершают «кругооборот» во вселенной, постепенно теряя свою энергию).
К сожалению, положение становится более сложным, если возвращаться в прошлое и особенно, если мы хотим изучить более или менее подробно начальные условия в эпоху «творения», идея которого так дорога некоторым сторонникам теории расширяющейся вселенной. Подробное исследование первых работ о расширении вселенной показывает, что если вселенная находилась в таком начальном состоянии, как предполагают креационисты (материя и энергия были в покое), то «вначале» превращение вещества в излучение должно было бы привести не к расширению, а к сжатию вселенной. Как заметил сам Эддингтон, этот вызывающий сомнение пункт имелся в первых, работах Леметра. Конечно, бельгийский аббат посчитал разумным заменить эту неустойчивую вселенную Эйнштейна своим знаменитым первичным «атомом-отцом». Но несмотря на вздохи облегчения, которыми сопровождалась эта находка, следует признать, что соображения о начальном моменте остаются не менее туманными, чем они были в первой гипотезе.
Правильная математическая постановка проблемыСнова, как и в случае использования принципа Карно, мы приходим к противоречиям, которые кажутся неразрешимыми. Если мы познакомимся несколько ближе с источником этих противоречий, мы видим, что они возникают вследствие более или менее открытого принятия идеи о необходимости творения или, по крайней мере, некоторого «начала вещей мира». Пока вопрос об этом начале остается в стороне, эти гипотезы, несмотря на свою рискованность, не вызывают особых сомнений, но как только мы приближаемся к таинственной эпохе «начала вселенной», все рушится. Но нельзя не напомнить о том, что математические теории, использованные Леметром и Эддингтоном, никак не приводят к обязательному выводу о том, что расширение вселенной должно продолжаться вечно или что оно должно происходить после начального состояния покоя.
Как было показано в работах голландского ученого де Ситтера, теория Леметра с точки зрения математики является в действительности лишь одним из возможных решений проблемы расширения вселенной. Существуют многие другие решения, которые в равной степени можно обосновать. Согласно одному из них вселенная будет все время находиться в состоянии расширения, и она имела несколько миллиардов лет назад минимальные размеры. Однако эта эпоха предшествовала сжатию бесконечно рассеянной среды. В другом решении, еще более интересном, поскольку оно, в отличие от предыдущего, не имеет дела со столь необычным состоянием материи в прошлом, вселенная колеблется (осциллирует), попеременно расширяясь и сжимаясь. Ее радиус достигал минимума несколько миллиардов лет тому назад и с тех пор непрерывно увеличивается, но это увеличение прекратится после достижения некоторого максимума, после чего вселенная снова начнет сжиматься и ее радиус снова примет минимальное значение и так далее. Тому циклу, в котором мы участвуем в настоящее время, предшествовало бесконечное число аналогичных циклов.
