Майкл Шермер - Тайны мозга. Почему мы во все верим
Рис. 20. Стодюймовый телескоп в Маунт-Уилсон, разрешивший загадку туманностей
Стодюймовый телескоп Хукера в Маунт-Уилсон, среди гор Сан-Габриэль в Южной Калифорнии, где Эдвин Хаббл раз и навсегда доказал, что загадочные туманности – вовсе не маленькие газообразные объекты в галактике Млечный Путь, а «острова вселенной», то есть галактики, похожие по строению на нашу, но находящиеся очень далеко от нее. Фото автора.
1923 год стал для Хаббла годом чудес, и начался он с нескольких месяцев классификации и занесения в каталог знакомых туманностей и продолжился обнаружением 15 переменных звезд в NGC 6822, из которых 11 были переменными цефеидами. Хаббл пользовался новыми «стандартными свечами» для вычисления расстояния до туманности, составляющего 700 тысяч световых лет и значительно превосходящего даже «большую галактику» Шепли с ее 300 тысячами световых лет в поперечнике. 4 октября Хаббл сфотографировал ряд туманностей, в том числе Андромеду. На следующий день, во время подробного лабораторного анализа фотопластинок, ему показалось, что он заметил новую звезду, а может, и все три. Заинтересовавшись, он сфотографировал Андромеду еще раз на следующую ночь и подтвердил: «Предположительно новая». Тогда Хаббл обратился к архивам, чтобы сравнить эту фотопластинку с отснятыми ранее, и на новой пластинке нацарапал букву N – «новая звезда» – возле трех светящихся точек. Трижды перепроверяя результаты, Хаббл выяснил, что одна из этих точек не новая: в действительности это была переменная звезда – не что иное как цефеида! Хаббл записал в журнале наблюдений стодюймового телескопа: «На этой пластинке (Н335Н) были обнаружены три звезды, две из которых – новые, а одна оказалась переменной, позднее идентифицированной как цефеида, первая из обнаруженных в М31».[376] На самой фотопластинке Хаббл зачеркнул N и нацарапал «VAR!» (от англ. variable – переменная звезда). Там же указана дата – 6 октября 1923 года (рис. 21). В этот день вселенная преобразилась.
На самой фотопластинке Хаббл зачеркнул N и нацарапал «VAR!». Там же указана дата – 6 октября 1923 года В этот день вселенная преобразилась.
На протяжении нескольких последующих месяцев Хаббл возвращался к Туманности Андромеды и строил кривую блеска для своей цефеиды, которая менялась с периодичностью 31,415 суток. По этим данным Хаббл вычислил, что найденная звезда в семь тысяч раз ярче нашего Солнца. Но на фотопластинке (рис. 21) после долгих часов экспозиции она была едва заметна, и это могло означать лишь одно: Андромеда находится очень, очень далеко. Хаббл писал Шепли, в то время находящемуся в Гарварде: «Вам будет небезынтересно узнать, что я нашел переменную цефеиду в Туманности Андромеды (М31). Я наблюдал за этой туманностью в нынешнем сезоне так пристально, как только позволяла погода, и за последние пять месяцев поймал девять новых и две переменные звезды».[377] Пользуясь тем же методом, который Шепли применил при оценке шаровых звездных скоплений и размеров Млечного Пути, Хаббл подсчитал, что Туманность Андромеды находится на расстоянии не менее миллиона световых лет от нас. Если так, это должно было означать, что Андромеда – остров вселенной.
Рис. 21. Фотография, преобразившая вселенную
Сделанный Эдвином Хабблом снимок Андромеды, на котором он обнаружил переменную звезду цефеиду, пригодную для определения расстояний, и смог подсчитать, что эта туманность находится слишком далеко за пределами Млечного Пути, следовательно, является «островом вселенной». Снимок любезно предоставлен обсерваторией Маунт-Уилсон.
Шепли не спешил расценивать новые данные так, как это сделал Хаббл, сообщил, что счел его письмо «самым увлекательным литературным опусом, какой мне попался впервые за долгое время», и предупредил, что цефеиды с периодичностью более 20 суток могут оказаться ненадежными показателями расстояния. Хаббл в ответ собрал новые данные, сделал снимки девяти переменных звезд в NGC 6822, затем еще двенадцати в Туманности Андромеды, три из которых оказались вожделенными цефеидами, а также сфотографировал еще пятнадцать переменных звезд в туманностях М33, М81 и М101. В очередном письме к Шепли Хаббл избрал дипломатичный метод, чтобы мягко подтолкнуть своего коллегу и бывшего соперника к смене парадигмы – «все нити сходятся в одной точке, так что не помешает начать задумываться о различных возможностях, которые это предвещает», имея в виду признание теории островов вселенной. В конце концов Шепли сдался, показал письмо Хаббла одному студенту-астроному из Гарварда и объявил: «Вот письмо, уничтожившее мою вселенную».[378] Вскоре после этого Шепли выступил в защиту теории островов вселенной, отказавшись от прежних убеждений ввиду новых и не внушающих сомнения данных.
Что же касается полученных Адрианом ван Мааненом данных о вращении туманностей, убедивших немало астрономов в том, что небулярная гипотеза верна, Хаббл пришел к выводу, что это скорее всего погрешность измерения: «В увязывании друг с другом двух наборов данных есть определенная прелесть, но несмотря на это я убежден, что об измеренном вращении следует забыть. Я впервые изучил результаты измерений и обнаружил в них явные указания на ошибку звездной величины как правдоподобное объяснение. Вращение выглядит притянутой интерпретацией».[379] Недоумевающий и раздраженный ван Маанен вернулся к своим фотопластинкам и сделал расчеты заново, а затем сообщил Шепли: «Я не нахожу ошибок для М33, для которой у меня собран лучший материал. Он выглядит настолько систематичным, насколько это возможно». Шепли в ответ дипломатично обратился к сравнению двух наборов данных и соответствующих теорий: «Я понятия не имею, чему верить, когда речь заходит об угловом движении, однако нет никаких сомнений в том, что цефеиды, обеспечивавшие Хабблу кривые периодичности блеска, настолько определенны, как мы слышали».
Таковыми они и оказались, и год спустя, когда во время интервью Шепли спросили, почему он так долго защищал данные ван Маанена по вращению, он ответил в третьем лице: «Всем интересно, почему Шепли так сплоховал. Дело в том, что… ван Маанен был ему другом, а он верил друзьям». Черта, достойная восхищения, хотя и способная затуманить суждения ученых, верных данным, но в итоге данные и теория должны затмить веру и дружбу.
* * *Великий спор о небесных туманностях служит классическим примером в истории науки, показывающим, что со временем споры утихают, противоречия разрешаются благодаря более качественным данным и более исчерпывающей теории. Возможно, прогресс в науке достигается не так быстро, как нам хотелось бы, и ученые цепляются за излюбленные теории спустя долгое время после того, как данные указывают, что это делается напрасно (особенно если в деле замешана дружба), но в конце концов изменения происходят, парадигма меняется, революция свершается, продолжается совокупный прогресс, движение к более глубокому пониманию истинной сущности природы.
Куда мы двинемся дальше от теории островов вселенной? Что существует помимо наполняющих эту расширяющуюся вселенную островов-галактик?
Наука и величайшая неразгаданная тайна
Есть одна загадка, которая, как я вынужден признать, оказалась затруднительной для науки, а именно, вопрос о том, каким образом возникла наша вселенная. Эту загадку можно представить двумя способами: в одном случае ответить на нее невозможно, в другом у нее потенциально есть ответ (но он пока не найден). В первом случае вопрос ставится так: «Что существовало до начала нашей вселенной?» Или «Почему вместо ничто есть что-то?»
Подобная формулировка вопросов не только ненаучна, но и бессмысленна. Это все равно, что спрашивать «Каким было время до того, как началось время?» или «Что находится севернее Северного полюса?» Спрашивать, почему есть что-то вместо ничто, значит подразумевать, что «ничто» является естественным состоянием вещей, а «что-то» требует объяснений. А может, именно «что-то» – это естественное состояние вещей, а «ничто» – загадка, которую требуется разгадать. Как отмечал физик Виктор Стенджер, «современная космология полагает, что никакие законы физики не были нарушены при приведении вселенной к существованию. Показано, что сами законы физики соответствуют тому, чего следовало бы ожидать, если бы вселенная появилась из ничто. Вместо ничто существует что-то потому, что что-то обладает большей стабильностью».[380]
Ответ теиста на вопрос о существовании заключается в том, что Бог существовал еще до вселенной, а затем создал ее из ничто (ex nihilo) в единственный момент сотворения, как описано в книге Бытия. Однако сама концепция Бога, существующего еще до вселенной, а затем создающего ее, подразумевает временную последовательность. И с религиозной, и с научной точкек зрения время начинается с создания вселенной с большим взрывом, значит, Бог должен был существовать за пределами пространства и времени, следовательно, мы, как конечные существа, жизнь которых ограничена конечной вселенной, не в состоянии знать о такой сверхъестественной сущности, разве что она стала естественной и вошла в наш мир, чтобы творить чудеса.
