Квантовый ум. Грань между физикой и психологией

Хаббл обнаружил, что наша Вселенная вовсе не статична. Он изучал Вселенную с помощью новейших телескопов того времени и открыл «красное смещение» в свете, приходящем от светящихся тел, которое показывало, что чем дальше они находятся от Земли, тем быстрее удаляются от нее³. Хаббл понял, что более близкие к Земле звезды удаляются от нас медленнее, чем более отдаленные звезды. Чем дальше звезда, тем больше скорость, с которой она от нас удаляется. Поскольку наблюдения показывали, что все удаляется от всего другого, это говорило о том, что расширяется сама наша Вселенная.

Хотя трудно вообразить расширяющуюся четырехмерную Вселенную, мы можем составить себе примерное представление о движении гиперсферы, рассматривая такой трехмерный объект, как детский воздушный шарик. По мере того как шарик надувают воздухом, он становится больше. В расширяющейся Вселенной мы и все звезды подобны точкам на поверхности воздушного шарика. Когда шарик раздувается, он становится больше, и потому каждая точка удаляется от всех других точек. Это не слишком совершенная аналогия, но она дает представление о расширяющейся Вселенной.

Большой Взрыв

Открытие расширяющейся Вселенной породило вопросы о том, что заставляет Вселенную расширяться. Сегодня ответом на вопрос о причинах расширения Вселенной служит теория Большого Взрыва. Наблюдения Хаббла позволяли предполагать, что Вселенная начиналась со взрыва и будет расширяться до тех пор, пока тяготение не заставит ее снова сжиматься. Когда будет израсходована энергия Большого Взрыва, вся материя, из которой состоит Вселенная, перестанет расширяться и начнет возвращаться в первоначальное состояние. Затем сила тяготения начнет сживать Вселенную, пока она не станет очень плотной. Это скопление материи будет таким плотным и массивным, что его сила тяготения будет всасывать в него все, включая фотоны света. Если фотоны света не могут излучаться или испускаться из сжатой массивной Вселенной, то такая плотная материя станет невидимой. Она станет тем, что называют «черной дырой».

Рис. 29.4.Свет, проходящий вблизи черной дыры, втягивается в нее и не может вырваться

Черные дыры невозможно видеть, поскольку для того, чтобы видеть объект, нам нужно, чтобы он светился сам или отражал свет. Если тяготение настолько сильно, что свет не может покидать объект, свет оказывается запертым там, и объект становится невидимым.

Звезды расширяются из-за взрывной атомной энергии в их массивных ядрах, но когда эта энергия выгорает вследствие исчерпания сжатого топлива, тяготение частей звезды начинает их стягивать, и звезда начинает коллапсировать. Наше солнце в конце концов выгорит и сожмется в шар радиусом около двух миль. Согласно теории Большого Взрыва, вся Вселенная, известная нам сейчас, тоже сожмется и будет занимать объем, примерно равный размеру Земли.

В настоящее время наша Вселенная все еще расширяется из первоначальной плотной, сжатой массы. Когда материя звезды коллапсирует и становится черной дырой, ее ядро становится плотнее и горячее. Когда оно становится сверхплотным, его притяжение огромно, и от звезды не может исходить свет. Затем она должна остыть, прежде чем свет сможет снова испускаться. Когда это происходит, звезды, ставшие черными дырами, снова начинают расширяться. Такова, вкратце, теория Большого Взрыва и расширяющейся Вселенной⁴

.

С момента введения этой теории вокруг нее было множество споров. Сегодня подавляющее большинство физиков соглашаются с теорией Большого Взрыва, а именно с тем, что Вселенная начиналась как черная дыра сжатой материи, в которой произошел гигантский взрыв, создавший известную нам сегодня расширяющуюся Вселенную[29].

Согласно физической теории, сейчас Вселенная, по-видимому, находится в фазе расширения, но на другом этапе она будет коллапсировать. Ученые утверждают, что у нас есть еще пять миллиардов лет до того, как это случится. После коллапса наша Вселенная будет снова расширяться.

Альтернативой теории Большого Взрыва является теория Непрерывного Творения. Проблема этой теории состоит в том, что для того, чтобы удерживать Вселенную в устойчивом состоянии, во многих ее местах должно непрерывно происходить творение. Теоретически, это непрерывное творение обеспечивало бы постоянство плотности материи на огромных расстояниях. До сих пор никому не удалось показать, что это так, и потому большинство космологов думают о гигантском изначальном огненном шаре – большом взрыве, который сейчас расширяется, но со временем будет коллапсировать[30].

Где астрономия встречается с религией и психологией