Жозе Душ Сантуш - Формула Бога
В зале сделалось шумно, студенты растерянно переглядывались.
— Как, вы уже уходите? — спросила девушка из первого ряда.
— Да, — ответил он, оборачиваясь от двери. — Вы, кажется, удовлетворены гипотезой о вечной Вселенной…
— А противное доказать можно? — спросил еще кто-то.
— Ага! — воскликнул профессор Роша, будто наконец услышал достойный аргумент, побуждающий продолжить лекцию. — Одна интересная возможность имеется. — Он вернулся к столу и снова разложил на нем свои листочки. — Тогда нам предстоит решить одну небольшую задачку. Можно ли доказать, что Вселенная не вечна? Этот вопрос обращает нас к кардинальной проблеме о противоречии между данными наблюдений и теорией. — И, потирая руки, поинтересовался: — Кому-нибудь из присутствующих известно, что это за противоречия?
Заинтригованные студенты помотали головами.
— Отлично! — обрадовался профессор. — Итак, в Библии сказано, что Вселенную создал Бог, отделив тьму от света. И хотя Библия является священной книгой для трех мировых религий: иудаизма, христианства и мусульманства, невозможно отрицать, что это отнюдь не научный текст. Так что нечего удивляться, что тезис о вечной Вселенной стал на какое-то время наиболее приемлемым объяснением. — Последовал драматический взмах рукой. — Однако в XIX веке было сделано одно из величайших открытий, когда-либо совершенных наукой, настоящий прорыв, вследствие которого идея о бесконечно долго существующей Вселенной оказалась под вопросом. — Взгляд профессора пробежал по рядам амфитеатра. — Кто-нибудь догадался, о каком открытии я веду речь?
Аудитория хранила заинтересованное молчание.
Профессор взял черный маркер и написал на доске неравенство:
— Кто знает, что это такое?
— Это случайно не второй закон термодинамики? — спросил худощавый молодой человек в очках.
— Так оно и есть! — воскликнул Луиш Роша. — Второй закон термодинамики! — Указывая на левую и правую части написанного на доске, он пояснил: — Дельта здесь — это изменение параметра, a S — энтропия. Данное неравенство говорит нам, что изменение энтропии Вселенной всегда больше нуля. — Он постучал маркером по доске ниже неравенства. — Второй закон термодинамики. — И, указывая на студента, давшего правильный ответ, спросил: — Кто его сформулировал?
— Клаузиус, профессор. Кажется, в 1861 году.
— Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус, — профессор нараспев произнес имя ученого, явно увлеченный излагаемым материалом. — Ранее Клаузиус уже сформулировал закон сохранения энергии, согласно которому энергия Вселенной является константой и никогда не может быть ни создана, ни уничтожена, а может лишь трансформироваться. Затем он решил предложить понятие энтропии, обобщавшее все формы энергии и температуры, которая, по его мнению, также должна быть вечной константой. Если Вселенная вечна, энергия тоже должна быть вечной, как и энтропия. Но когда Клаузиус занялся измерениями, он обнаружил, что количество теплоты, потерянной машиной, всегда превосходило количество теплоты, преобразованной в работу, что свидетельствовало о низкой производительности машины. Он распространил опыт на естественные объекты, в том числе и человека, и пришел к заключению, что данное явление присутствует повсеместно. После многочисленных экспериментов ученый сдался перед лицом очевидного. Энтропия не является константой и даже всегда увеличивается. Всегда. Так появился второй закон термодинамики. Клаузиус открыл этот закон на примере тепловых явлений, но понятие энтропии быстро распространилось на все естественные явления. Стало ясно, что энтропия существует во всей Вселенной. — Луиш Роша опять окинул взглядом лица слушателей. — Какой вывод следует из данного открытия?
— Старение объектов, — продолжил диалог студент в очках.
— Старение, — подтвердил профессор. — Второй закон термодинамики доказал три вещи. — Он поднял три пальца. — Во-первых, если объекты стареют, значит существует точка во времени, когда они умрут. Произойдет это, когда энтропия достигнет своего максимума, в момент, когда во Вселенной установится равномерная температура. Во-вторых, существует стрела, или ось времени. То есть Вселенная может быть детерминирована, и вся ее будущая история уже существует, но направление ее эволюции всегда от прошлого к будущему. Данный закон подразумевает, что все эволюционирует во времени. И наконец, в-третьих, второй закон термодинамики доказал, что, раз все стареет, значит, был момент, когда все было новым. Более того, был момент, когда энтропия была минимальна. — Снова драматическая пауза. — Клаузиус показал, что рождение Вселенной — это не фантазия.
— Профессор, вы хотите сказать, что уже в XIX веке знали, что Вселенная не вечна? — спросил кто-то из задних рядов.
— Да. Когда был сформулирован и доказан второй закон термодинамики, ученые осознали, что идея вечной Вселенной несовместима с наличием необратимых физических процессов. Вселенная эволюционирует к состоянию термодинамического равновесия, при котором перестают существовать холодные и горячие области и повсеместно устанавливается постоянная температура, что означает тотальную энтропию, или максимальный беспорядок. То есть Вселенная возникает из тотального порядка и от него развивается к тотальному беспорядку, в котором заканчивается. Указанное открытие сопровождалось выявлением и других признаков. Кто-нибудь слышал о парадоксе Ольберса?.. Парадокс Ольберса связан с темнотой ночного неба. Если Вселенная бесконечна и вечна, значит, ночью не может быть темноты, поскольку небо будет обязательно залито светом, проистекающим от бесконечного множества звезд, не так ли? Но темнота существует, что является парадоксом. И решается данный парадокс только через придание Вселенной возраста, поскольку таким образом можно постулировать, что Земля получает только тот свет, который с момента рождения Вселенной успел до нее дойти. Таково единственное объяснение факта существования темноты космоса.
— Следовательно, точка «альфа» действительно существовала? — спросил еще кто-то.
— Точно. Но требовалось решить еще одну задачу, связанную с гравитацией. Ученые исходили из тезиса, что Вселенная, будучи вечной, является также статичной, и на данной предпосылке зиждилась вся Ньютонова физика. Сам Ньютон, однако, сознавал, что его закон притяжения, согласно которому всякая материя притягивает материю, предполагает в качестве конечного следствия превращение всей Вселенной в гигантский сгусток амальгамированной массы. Материя влечет к себе материю. Тем не менее этого не происходит, и материя остается разбросанной по небу, не так ли? Как же объяснить подобный феномен?
— Не к помощи ли бесконечного прибег Ньютон?
— Да, Ньютон сказал, что стеканию всей материи в единую массу препятствует бесконечность Вселенной. Однако истинный ответ дал Хаббл.
— Телескоп или астроном? — сострил студент, в самом начале лекции со скучающим видом глядевший в окно.
— Астроном, разумеется. В двадцатые годы XX столетия Эдвин Хаббл подтвердил существование галактик за пределами Млечного пути и, измерив спектральные параметры излучаемого ими света, пришел к выводу, что все они удаляются. Более того, Хаббл обнаружил, что чем дальше расположена галактика, тем быстрее она удаляется. Благодаря данному открытию получила истинное объяснение причина, в силу которой, а также в соответствии с законом всемирного тяготения материя Вселенной не спрессовывается в единый громадный сгусток. Оказалось, что Вселенная расширяется. — Профессор, стоя в центре подиума, обозрел студентов. — Мой вопрос вам: каково значение указанного открытия для проблемы точки «альфа»?
— Вопрос несложный, — ерзая от нетерпения, поспешил ответить студент в очках. — Если все галактики удаляются друг от друга, значит, когда-то в прошлом они были вместе, составляли единое целое.
— Правильно. Расширяющаяся Вселенная предполагает, что был начальный момент, когда всё находившееся вместе устремилось в разные стороны, во всех направлениях. Кстати, это полностью согласовывается с общей теорией относительности, допускающей идею динамической Вселенной. Таким образом, на основе всех упомянутых открытий один бельгийский священник по имени Жорж Леметр выдвинул в двадцатых годах прошлого века новую идею.
Луиш Роша повернулся к доске и написал на ней два слова.
— Big Bang, — прочел он. — Большой взрыв. — Профессор вновь обратился лицом к студентам. — Леметр предложил чрезвычайно оригинальную идею — рождения Вселенной из колоссального начального взрыва. Это одним махом решало все имевшиеся проблемы с концепцией вечной и статичной Вселенной. Большой взрыв удовлетворял второму закону термодинамики, решал парадокс Ольберса, увязывал нынешнюю конфигурацию Вселенной с законом всемирного тяготения и согласовывался с теориями относительности. Вселенная брала свое начало во внезапном гигантском взрыве… хотя, возможно, более уместно использовать слово «выброс», а не «взрыв».
