С точки зрения эволюции, отводящей динозаврам и прочим давно вымершим видам миллионы лет на развитие и исчезновение, разум человеческий совершил скачок
...от каменного топора до моделирования вариантов происхождения Вселенной. Что удивительно, размышлениям о происхождении как Земли, на которой он пребывал, так и о небесных объектах, которые он наблюдал, человек предавался, по большому счёту, во времена, когда тот же каменный топор ещё был вполне достойным инструментом, а бронза и железо - «новомодными» достижениями прогресса. Именно тогда, в глубине веков, возникли первые представления о космогонии, то есть о науке, которая в наши дни изучает происхождение и развитие звёзд и галактик, солнечной системы с нашей звездой - Солнцем, а также планет и их спутников, комет, астероидов, метеоритов и т.п. Другое дело, что современный обыватель, даже обременённый образованием, достижениям науки предпочитает порой самые архаические представления о Мироздании.
Сразу отметим, что созвучная космогонии научная дисциплина космология изучает явления более общего характера, а именно Вселенную в целом на протяжении всего её существования, эволюцию её структуры, возможные модели её развития или исчезновения. Впрочем, антагонизма между этими сферами познания нет, они как бы взаимно дополняют друг друга с одной стороны практическими наблюдениями и изучением конкретных небесных тел, а с другой - попытками найти взаимосвязь между всеми объектами Вселенной. И, что характерно, стараясь демонстративно (или, напротив, стыдливо) избегать темы Творца, её - Вселенную - сотворившего.
Но справедливости ради стоит всё же сказать, что именно предания о сотворении двигали эволюцию человеческой мысли от мифов и легенд к научному постижению мироздания. Поэтому нелишне будет вспомнить о предтечах современной астрофизики и сопутствующих наук.
Так, например, в индуизме космогония была довольно-таки детально разработанной концепцией. В ней рассказывается, как из первоначального хаоса появляется изначальное море, возникает огонь, а огонь порождает яйцо. Из яйца является прародитель Брахма и разбивает яйцо, из одной его половины сотворив небо, из второй - землю. Между небом и землёй Брахма размещает воздух, затем создаёт cраны света, а потом даёт начало ходу времени, тем самым создав нашу Вселенную. Что характерно, в традиционном индуизме человеческий мир был ничтожно малым по сравнению с бесконечной Вселенной, в которой постоянно рождались и гибли миры. Исследователи мифов в своё время заметили некоторую схожесть индуистских концепций изначального хаоса и возникновения Вселенной из яйца с древнеегипетскими и античными космогониями. Древнеегипетская космогония была не менее изощрённой, чем индуистская. В эпоху Древнего Царства (III тысячелетие до н.э.) там существовали аж три космогонические школы: в Гелиополе, Гермополе и в Мемфисе. По учениям первых двух школ вначале был праокеан хаоса Нун, из которого появился бог вечности Атум, осознав самого себя единым Богом. Атум создаёт двух богов (Шу и Тефнута), которые, в свою очередь, - ещё шестерых. Космогония гермопольской школы имела своё отличие - из праокеана восьмёрка богов появилась сразу, причём парами - каждому богу по богине. А вот мемфисская космогония настаивала, что всё сущее, а равно и всех богов, сотворил Птах посредством силы воли и словом, рождённым в сердце. Исследователи давно уже заметили некоторую созвучность этих представлений античному учению о Слове-Логосе как первообразе мира, а также столь знакомому «В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог»...
А вот в космогонии майя, вроде бы не имевшей устойчивых контактов с азиатскими и европейскими странами, первоосновой является время, которое возникло до того, как появились небо и земля. Первый день извлёк из своих внутренностей Небо и Землю, Второй день построил лестницу, по которой нисходил дождь, и таким же образом продолжалось сотворение мира - только, в отличие от Ветхого Завета, не шесть, а тридцать дней.
Не менее странны космогонические представления скандинавских народов. Изначально в бесконечной пустоте существовала лишь великая бездна Гиннунгагап, вокруг которой вращались два мира - Муспелльхейм (мир света и огня) и Нифльхейм (мир льда и вечной ночи). В Муспелльхейме правит почерневший от пламени огненный великан Сурт, Нифльхейм же изначально не был заселён. В результате столкновения (или союза) жара и холода этих двух миров возник первочеловек, если, конечно, таковым можно считать великана Имира. Имир же стал своего рода материальной основой девяти миров Иггдрасиля. Не вдаваясь в детали скандинавской мифологии, напомним, что учение о рождении мира из тела некоего первочеловека имеется и в индуистской традиции. Это повествование о Пуруше в Ригведе. В некоторых древнегреческих мифах говорится о возникновение мира из тела Диониса. В космогонии китайцев из бесформенного хаоса возникло вселенское яйцо, из которого появился первочеловек Пань-гу. Своим топором он отделил Инь от Ян и сотворил мутную часть - землю (Инь) и светлую часть - небо (Ян). Чтобы они снова не перемешались, Пань-гу каждый день отталкивал небо от земли. Когда же они окончательно разделились, Пань-гу умер, его дыхание стало ветром, голос - громом, левый глаз - солнцем, правый - луной. Руки и ноги образовали четыре стороны света, туловище землю, из крови возникли реки... Словом, так возник наш мир.
Столь же «антропоцентричными» были и космогонические представления обитателей Двуречья. В вавилон¬ской космогонии, в частности в дошедшем до нас эпосе «Энума элиш» («Когда вверху.»), говорится: «Когда вверху небо названо не было, /Суша внизу не имела названия. / Апсу первородный, всё сотворивший, / И матерь Тиамат, что всё породила, / Воды свои воедино мешали. / Тогда в недрах зародились боги». Далее, как водится, боги перессорились, и после ряда катастрофических столкновений возвысился один из младших богов - Мардук. Он убивает Тиамат и расчленяет её, а из разных фрагментов убиенной создаёт небо, землю, звёзды, знаки зодиака и, что интересно, законы движения небесных тел.
Анализу космологических представлений, отражённых в мифах и преданиях, посвящены десятки, если не сотни тысяч научных публикаций, огромное количество книг, в том числе и художественных, о богах и героях древности. Неудивительно, что в этих преданиях часто пытались разглядеть неведомые утраченные знания - будь то наследие древней, сгинувшей без следа працивилизации или привнесённое извне некими пришельцами. Неудивительно также, что порой даже, казалось бы, серьёзные исследователи попадали в ловушку собственных идей, пытаясь «вписать» их в предания того или другого этноса. Классический пример - мифология африканского племени догонов. О ней впервые рассказал французский этнограф Марсель Гриоль, в 30-х годах прошлого века изучавший это племя. В 1951 году он опубликовал в газете «Общества африканистов» статью «Суданская система Сириуса» (1951). А через 15 лет - в издании Института этнологии в Париже - «Бледный Лис: космогонический миф». В публикациях речь шла о том, что догоны видят Вселенную как творение бога Аммы. Амма создаёт солнце, луну и звёзды, как гончар, из глины. Комок гончарной глины он забрасывает в пространство, тот раздувается и превращается в Землю. Мифология догонов заняла бы своё место в ряду множества других космогоний, если бы не одна сенсационная деталь, озвученная Гриолем. По его словам, старейшина племени знал о существовании спутников Юпитера, колец Сатурна, невидимой невооружённому глазу звезды Сириус B и многое другое. Разумеется, сторонники палеоконтакта подняли на щит эти сведения как доказательство посещения нашей планеты инопланетянами.
Однако бельгийский антрополог Вальтер ван Бик, который провёл 12 лет среди догонов и, в отличие от Гриоля, знал их язык, заявил, что не слышал от местных жителей ничего подобного. Более того: он заметил, что все сенсационные сведения были получены Гриолем после долгих бесед лишь с одним представителем племени, да и то через переводчика. К тому же термин сиги толо, который, по мнению Гриоля, относился к Сириусу, обозначал любое светило, включая Венеру и Солнце. А информация об открытии астрономами звезды Сириус В прошла в мировой прессе до экспедиции Гриоля к догонам и была известна этнографу. Впрочем, «холодный душ», устроенный ван Биком, не помешал французу и его соратнице Жермене Дитерлен издавать книги о сокровенных знаниях догонов, которые до сих пор пользуются успехом в определённых околонаучных кругах.
В принципе, космогонические мифы обладают таким мощным зарядом эмоционального воздействия и своего рода внутренней непротиворечивости, что трудно устоять перед соблазном «осовременить» их, найти в ярких образах аналоги современных представлений о мироздании. Вот, например, как понимать скандинавскую великую бездну Гиннунгагап в бесконечной пустоте? Пустота - разве она не есть сама бездна? Или речь идёт о том, что может поглотить самоё пустоту? Третьим шагом будет намек на чёрные дыры или коллапсары, а там и до понятия сингулярности недалеко... Как видите, интерпретации - дело нетрудное, и порой может показаться, что современная космогония занимается практически тем же, разве что оперируя другой терминологией. Но так ли это на самом деле?
В отличие от мифологических представлений, космогонические гипотезы опираются на результаты наблюдений и, по возможности, экспериментов. И хотя современная наука может похвастать своими достижениями во многих сферах, единой - или, правильнее сказать, всеохватывающей - концепции, объясняющей происхождение и развитие различных небесных тел, пока нет. Более того, на каком-то этапе осмысления все эти гипотезы и теории упираются, скажет так, в некую исходную точку: в проблему возникновения Вселенной и, разумеется, в вопрос вопросов - конечна она или бесконечна.
Над этой проблемой размышляли философы древности. Греческий математик и философ Анаксимандр из Милета (611-546 годы до н. э.) полагал, что «первоначальная основа всякого бытия есть безграничное (то йтшроу, бесконечное), вечным движением которого выделились первичные противоположности тепла и холода, сухости и влаги и к которому всё опять возвращается. Творение есть разложение бесконечного». Анаксимандр учил, что это бесконечное постоянно выделяет из себя и постоянно же воспринимает известные, неизменные стихии, так что «части целого вечно изменяются, тогда как целое остаётся неизменным». Много позже римский поэт и философ Тит Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей» (58 год до н. э.) писал: «Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной, ибо иначе края непременно она бы имела». Это была для своего времени довольно-таки смелая мысль, так как за пару- тройку веков до него Аристотель, которого считают «отцом» научного метода постижения Вселенной, доказывал конечность Мироздания. Что противоречило мифологическим космогониям, но с точки зрения аристотелевой логики (кстати, он считается также и «отцом» логики как науки) было вполне безупречно. То есть поскольку небесные светила обращаются вокруг Земли, притом с одинаковой угловой скоростью, совершая один оборот в сутки, то чем дальше от центра Мироздания, то есть Земли, тем линейная скорость должна быть больше, так как длина окружности возрастает, но время остаётся теми же сутками. Таким образом, бесконечно далёкие звёзды должны вращаться вокруг нас с бесконечно большой скоростью. Сливаясь в яркие полосы или вообще заставив светиться небеса. А раз этого не наблюдается, то Вселенная, стало быть, конечна. В XVI веке Николай Коперник в своём труде «О вращении небесных сфер» слегка откорректировал Аристотеля, поместив в центр мироздания Солнце. Сменив, таким образом, геоцентрическую модель Птолемея на гелиоцентрическую.
А вот итальянский монах-доминиканец Джордано Бруно, практически современник Коперника, вернулся к традициям Анаксимандра, Кара и других философов древности. Развивая взгляды Коперника, он не остановился и стал доказывать, что Вселенная не заключена в сферу с неподвижными звёздами, а звёзды, наподобие солнц, рассеяны в бесконечном пространстве, что делало бессмысленным вопрос о центре мироздания. Более того, Бруно полагал, что на каких-то из этих солнц могут жить разумные существа.
Первым, кто попытался научно обосновать бесконечность Вселенной, был Исаак Ньютон. В своём знаменитом труде «Математические начала натуральной философии» (1684-1686) он дал базовые определения механики, ввёл несколько новых, включая такие важнейшие физические величины, как масса, внешняя сила и количество движения, сформулировал три закона механики. А бесконечность Мироздания следовала из открытого им закона всемирного тяготения - если бы Вселенная не была бесконечна, то всё, что в ней есть, собралось бы, грубо говоря, в одну кучу. Ньютон вводит понятия абсолютного пространства, бесконечного и однородного во все стороны, а равно и бесконечного времени, направленного в будущее. Бесконечное прошлое смущало Ньютона, поэтому он подразумевает в прошлом Бога-Творца.
Статичная Вселенная по Ньютону вполне устраивала своей математической завершённостью как учёных, так и теологов, хотя сам сэр Исаак отвечал на некоторые острые богословские вопросы уклончиво: «...до сих пор я изъяснял небесные явления и приливы наших морей на основании силы тяготения, но я не указывал причины самого тяготения. Причину. я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю». И практически до начала ХХ века учёным было вполне комфортно во Вселенной Ньютона. А затем всё случилось как в эпиграммах, одна из которых принадлежит поэту XVIII века Александру Поупу: «Был этот мир глубокой тьмой окутан. / Да будет свет! И вот явился Ньютон», а продолжение - поэту ХХ века Джону Сквайру: «Но сатана недолго ждал реванша. / Пришёл Эйнштейн - и стало всё, как раньше».
Сразу отметим, что Вселенная по Эйнштейну первоначально тоже была статичной. Хотя и не бесконечной, но бескрайней, наподобие того, как шар не имеет краёв, и муравей по нему может бесконечно двигаться по прямой (не будем углубляться в тему кривизны пространства), никогда не доходя до какого-то предела. Более того, эта Вселенная изотропна, то есть одинакова по всем направлениям движения, она бесконечна во времени, а размер её не меняется. Чтобы обойти ньютоновский закон притяжения, по которому в конечной Вселенной все тела должны собраться воедино, Эйнштейн вводит некую космологическую постоянную, которая компенсирует гравитационное взаимодействие далёких объектов. Но в 1922 году советский физик Александр Фридман присылает в немецкий «Физический журнал» статью «О кривизне пространства», посвящённую анализу уравнений общей теории относительности. Фридман показал, что эти уравнения имеют также решения, которым соответствуют нестационарные, то есть расширяющиеся или сжимающиеся изотропные модели Вселенной. А кривизна пространства и плотность вещества, соответственно, будут уменьшаться или увеличиваться.
Эйнштейну поначалу такие выводы не понравились, и он в очередном номере «Физического журнала» заявил, что заключения Фридмана неверны. Фридман написал письмо Эйнштейну, в котором подробно описал свою работу. К чести Эйнштейна, он сразу же признал свою неправоту, о чём и сообщил научному сообществу в следующем номере журнала. А через несколько лет, в 1929 году, американец Эдвин Хаббл, измеряя яркости цефеид (звёзд с переменной яркостью, пульсирующих с определённой частотой) в разных галактиках, сопоставил расстояние до них с красным смещением в их спектрах. И вывел так называемый закон Хаббла, гласящий, что величина эффекта Доплера (изменения частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемой наблюдателем, вследствие движения источника излучения относительно наблюдателя), наблюдаемого в световом спектре удалённых галактик, возрастает пропорционально расстоянию до той или иной галактики от Земли. Справедливости ради отметим, что за два года до Хаббла это открытие сделал бельгиец Жорж Леметр. Но о нём чуть позже.
Идея расширяющейся Вселенной - а именно это следует из закона Хаббла, впоследствии подтверждённая и другими исследователями, неизбежно привела к попытке научного сообщества мысленно «обратить процесс» во времени, смоделировать начало разбегания галактик. Раз уж они разбегаются, то, значит, был первотолчок, который придал им ускорение?
А теперь вернёмся к Жоржу Анри Жозефу Эдуару Ле- метру (1894-1966) - бельгийскому священнику, астрофизику, космологу и математику, автору идеи о Первоатоме (вскоре трансформировавшейся в теорию Большого взрыва). Во время поездки в США Леметр ознакомился с ранними трудами Хаббла и в 1927 году выдвинул теорию расширения Вселенной, которая объясняла разбегание галактик. Более того, именно он в том же году первым сформулировал зависимость между расстоянием и скоростью галактик и предложил оценку коэффициента этой зависимости, известную ныне как постоянная Хаббла. Но Леметр не настаивал на своём приоритете и при публикации работы в заметках Британского королевского астрономического общества отказался от ряда результатов, в том числе и от «закона Хаббла», из-за недостаточных наблюдательных данных.
Интересно, что его идея о начале Мироздания от «первоначального атома» была воспринята в штыки как научной общественностью, так и воинствующими атеистами. Леметр же не видел противоречий между наукой и религией, на вопрос о якобы имевшем место конфликте между ними ответил: «Ничто в моей работе, ничто, что я когда-либо изучил в области науки или религии, не побудит меня изменить это мнение. Я не нуждаюсь в примирении конфликта. Наука не потрясала моей веры в религию, и религия никогда не ставила передо мной вопроса о выводах, получаемых посредством научных методов».
В те годы многие физики и философы отказывались принимать идею о рождении Вселенной, задавая коварный вопрос: «А что было до её возникновения?». Наконец в 1949 году известный английский астроном Фред Хойл (1915-2001), категорически не принимавший гипотезу о «первоначальном атоме», выступая по радио ВВС в научно-популярной передаче, обозвал её теорией Большого взрыва (Big Bang). Хойл пошутил, но в результате оказался «крёстным отцом» ныне общепринятой теории. Надо сказать, что Хойл действительно был большим учёным, автором теорий, объясняющих рождение звёзд и галактик, исследований «последних дней» и «смерти» звёзд, он дал математические описания различных процессов, идущих в недрах звёзд на разных этапах их существования и т. п. Хойлу принадлежала модель стационарной Вселенной, как бы опровергающей теорию Большого взрыва. По его мнению, расширение Вселенной происходит, но изначального момента у неё не было, расширение идёт вечно! А в космической пустоте происходит самопроизвольное возникновение вещества, причём в таком количестве, что средняя плотность Вселенной остаётся неизменной. Из это вещества формируются новые звёзды и галактики, заполняющие пустоту. Эта модель вроде бы объясняла какие-то факты, противоречащие на тот момент теории Большого взрыва.
Вообще, первым понятие «Большой взрыв» использовал американский учёный российского происхождения Георгий Гамов (1904-1968). В своей заметке от 1946 года о так называемой «горячей модели Вселенной» он предположил, что «первичный атом» не просто стал расширяться, а взорвался с выделением огромного количества энергии. Первоатом состоял из сильно сжатых нейтронов, плотность которых достигала невероятных величин - один кубический сантиметр такого вещества весил миллиарды миллиардов тонн. Взрыв первоатома создаёт своего рода «котёл», в котором температура доходит до 3 миллиардов градусов. Начинается синтез химических элементов: отдельные нейтроны, осколки первоатома, распадаются на электроны и протоны, которые, соединившись с уцелевшими нейтронами, образуют ядра будущих атомов - дейтронов. Причём первичное вещество возникло в первые 30 минут после «Большого взрыва». Гамов предсказал существование остатков теплового излучения первичной горячей плазмы и величину температуры этого остаточного излучения уже современной Вселенной.
Научное сообщество восприняло модель Гамова с лёгким скепсисом, но открытие так называемого фонового, остаточного (или реликтового - как предложил его назвать советский астрофизик Иосиф Школовский) излучения всё изменило. Параметры этого космического электромагнитного излучения, случайно открытого во время испытания радиолокационных систем в 1965 году, совпали с предсказаниями Гамова. С тех пор теория Большого взрыва стала в современной космогонии доминирующей.
Но время от времени современные учёные пытаются предложить иную космогоническую модель, порой опираясь на принцип «новое - это хорошо забытое старое». Так, например, в 2001 году Пол Стейнхардт и Нил Тьюрок из Принстонского университета предложили космологическую модель, согласно которой Большой взрыв - не уникальное событие, а пространство-время существовало задолго до того, как родилась Вселенная. Согласно космогонии Большого взрыва, именно он породил пространство и время, поэтому вопрос, что было до него, считался не имеющим смысла. А крупномасштабная структура Вселенной определилась периодом быстрого расширения (инфляции) вскоре после взрыва. Однако модель Большого взрыва не предсказывает, сколько времени будет существовать Вселенная, тогда как в модели Стейнхардта продолжительность каждого цикла около триллиона лет.
Астрофизики из Университета Северной Каролины Пол Фрэмптон, Луис Рубин и Лорис Баум вообще отказываются от идеи единственного Большого взрыва. Они, скажем так, делают ставку на тёмную энергию (сам факт существования которой не доказан), а она заставляет расширяться Вселенную быстрее и быстрее. В итоге все физические объекты оказываются на таком расстоянии, что не могут воздействовать друг на друга, и всё разрушается, от атомов до чёрных дыр. Но за доли секунды до тотального разрушения осколки разорванной материи коллапсируют и становятся источниками Больших взрывов для новых Вселенных. Например, как наша. И цикл этот бесконечен, как и бесконечны новые вселенные.
Есть и другие модели, не менее интересные, некоторые из них вообще обходятся без идеи Большого взрыва, но, как мы видим, современная космогония пытается создать непротиворечивую картину мироздания, в которой гипотезы о происхождении наблюдаемых объектов гармонично впишутся в общую структуру Вселенной. Мы уже обладаем некоторым сводом знаний о возникновении галактик, звёзд, планет и т.п.
Но об этом - в следующей статье.
Марина ГЕВОРКЯН
Источник «НиР» № 3, 2021