Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения

Конечно, Хойлу оставалось ещё объяснить, откуда взялось космическое реликтовое излучение, что он и сделал. Он предположил, что это – свет звёзд, дошедший до нас от одной из других вселенных, т.е. из другого «отсека». Общая теория относительности, как уверяет Хойл, становится непригодной только далеко от границы, а поскольку она справедлива, мы должны быть весьма близко к границе «отсека».

Космологии с изменяющейся величиной G и космическими числами

На Хойла и его коллег, занимавшихся разработкой теории устойчивого состояния, сильное влияние оказала статья, написанная несколько раньше Полем Дираком. Дирак показал, что некоторые безразмерные отношения фундаментальных констант равны 10^-40. Он предположил, что это должно иметь какое-то значение, но чтобы сохранить статус-кво, Дираку пришлось ввести изменяющуюся гравитационную постоянную G.

Некоторые из так называемых космических чисел на самом деле были введены задолго до Дирака. Эддингтона в конце жизни зачаровали аналогичные соотношения, на их базе он построил единую теорию, которую назвал фундаментальной (вкратце о ней речь шла раньше). Большинство учёных считает теперь, что Эддингтон дал маху, а вот работу Дирака по-прежнему воспринимают всерьёз.

Дирак закончил Бристольский университет в 1925 году со степенью бакалавра по электротехнике. Получив диплом, он усомнился в том, что способен стать инженером-электриком, и в том, правильно ли он выбрал профессию. Поняв ошибку, он вновь поступил в колледж, на этот раз Сент-Джон в Кембридже, где стал изучать математику. Однако вскоре он заинтересовался физикой и узнал о крупных открытиях в области квантовой теории, которые совершались тогда в Европе; квантовая теория полностью захватила его. Плод этого увлечения Дирака – независимая формулировка квантовой механики, которая позволила пролить свет на две, казалось бы, различные теории, предложенные ранее. Дирак показал, что на самом деле это две разновидности одной и той же теории. Позднее он вспоминал это время как самое интересное в своей жизни.

В 1937 году Дирак начал работать над космическими числами. (Говорят, что первую статью на эту тему он написал в медовый месяц.) Эти числа представляют собой безразмерные отношения фундаментальных констант, таких как заряд электрона e, постоянная Планка h, гравитационная постоянная G и скорость света c. Одно их множество, связанное с микромиром, называется No.1, другое, связанное с макромиром, No.2. Поразительно, что отношения чисел в No.1 и No.2 имеют порядок 10⁴⁰.

Естественно, тут же возникает вопрос: что это – совпадение или нечто большее? Иногда кажется, что здесь есть какой-то смысл и открывается связь между микро- и макромиром, а значит, между общей теорией относительности и квантовой механикой.

Но прежде всего нужно убедиться в том, что константы действительно неизменны. В некоторые из них входит величина L, связанная с размером Вселенной, a L должно меняться, поскольку, как известно, Вселенная расширяется. Дирак был убеждён, что истинной константой является число 10⁴⁰, а так как L меняется, то, чтобы это число осталось неизменным, должно соответственно меняться что-то ещё. Он предположил, что изменяется гравитационная постоянная G. Исходя из этого, он сформулировал свою космологию, но вскоре обнаружилось, что она противоречит наблюдениям и от неё пришлось отказаться.

В 1947 году работой Дирака заинтересовался немецкий физик П. Йордан, который построил теорию, основанную на общей теории относительности. В ней допускалось рождение частиц, но вскоре выяснилось, что теория не лишена недостатков, и от неё также пришлось отказаться. Позже аналогичную теорию предложили Бранс и Дикке.

А что если G действительно изменяется? Можно ли измерить её изменение? Прежде всего, изменение должно быть предельно мало, иначе оно уже было бы замечено. Если G уменьшается со временем, то, например, Земля должна была раньше быть горячее и меньше. Имеются ли тому свидетельства? Пока они не обнаружены. Некоторые, правда, указывали на крупные океанские хребты как возможные свидетельства подобного прошлого Земли (такие хребты могли бы появиться при расширении), однако геологи с этим решительно не согласны, и теперь такое объяснение считается неверным.

Кроме того, изменение G повлияло бы на орбиту Луны – период её обращения медленно менялся бы. Конечно, это трудно обнаружить, но достаточно точные приборы позволили бы зарегистрировать такое изменение. Сотрудник Военно-морской лаборатории Т. Ван Фландерн считает, что ему удалось обнаружить такое изменение. Он изучил данные наблюдений затмений звёзд Луной за последние 30 лет, с того момента, когда впервые стали применять атомные часы. Ван Фландерн считает, что после тщательного учёта всех прочих известных эффектов он нашёл свидетельства малого изменения значения G.

Антивещество и прочие космологические теории