О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга

Рис. 14. Схематическое представление одномерной Вселенной, имеющей форму окружности, расширяющейся с течением времени. Расширение пространства приводит к тому, что галактики отдаляются друг от друга, хотя в действительности они не движутся. Вследствие этого видимого движения наблюдаемый нами свет от галактик испытывает красное смещение.

Величина наблюдаемого нами красного смещения зависит от того, насколько давно – а значит, и насколько далеко от нас – воспринимаемый нами свет был испущен. Леметр подсчитал, что если Вселенная расширяется с постоянной скоростью, то должно существовать линейное соотношение между скоростью видимого убегания галактики v и расстоянием от нас до нее r. В своей статье 1927 года он записал это соотношение в виде знаменитого итогового уравнения:

v = H r

Это соотношение говорит нам, что видимые скорости v, с которыми разбегаются галактики, должны быть пропорциональны их расстояниям r от нас. Коэффициент пропорциональности H в этом соотношении есть числовая характеристика скорости расширения Вселенной. В поисках наблюдательного подкрепления своего предсказания Леметр взял измеренные Слайфером красные смещения и выполненные Хабблом (с большой неопределенностью) измерения расстояний для 42 туманностей, и на этом основании сделал оценку: через каждые три миллиона световых лет расстояния скорость разбегания галактик растет примерно на 575 километров в секунду[58].

Открытие расширения Вселенной ознаменовало собой крупнейший сдвиг космологической парадигмы со времен Ньютона. Однако в то время его почти никто не заметил, а те немногие отклики, которые дошли до Леметра, были не особенно вдохновляющими. Экземпляр своей статьи Леметр послал Эддингтону, но тот его потерял. А Эйнштейн, который только что употребил большие усилия на то, чтобы согласовать свою теорию с концепцией неподвижной и статичной Вселенной, отказался снова пересматривать этот вопрос. Во время их короткой и довольно нервной встречи в кулуарах Пятого Сольвеевского конгресса[59] Эйнштейн рассказал Леметру, что решения его уравнений, описывающие расширяющуюся Вселенную, были получены за четыре года до этого молодым математиком из Санкт-Петербурга Александром Александровичем Фридманом[60], вскоре после того скончавшимся. Самому Эйнштейну (да и Фридману) такие решения казались просто странными математическими особенностями теории относительности, не имеющими никакого значения для реального космоса. Статическая Вселенная казалась обоим намного более совершенной и эмоционально приятной. Так что, насколько мы можем судить – притом что Фридман умер, Эйнштейн не желал ничего слушать, а Эддингтон просто не обратил на открытия Леметра никакого внимания, – в конце 1920-х годов лишь один человек на планете постиг то, чему суждено было в конечном счете оказаться самым грандиозным следствием общей теории относительности.

Ничуть не смущенный этим, Леметр принялся за изучение хода расширения Вселенной. Работая у себя дома в Лёвене, на бывшей пивоварне, он стал прослеживать эволюцию размеров трехмерной гиперсферы[61], заполненной различными количествами вещества и темной энергии. Рис. 1 на вклейке показывает разнообразие найденных им решений для различных вселенных, каждая из которых расширяется и эволюционирует в соответствии с общей теорией относительности. Это семейство графиков, рассчитанных Леметром и тщательно нанесенных им на миллиметровку в 1929 или 1930 году, представляет собой один из наиболее замечательных научных документов XX века. Поистине грандиозные по степени своего расхождения с господствовавшим тогда мировоззрением, они буквально изменили мир.

В РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ВСЕЛЕННОЙ ВСЕ ОБСТОИТ ИНАЧЕ. В СВОЕМ РАСШИРЕНИИ ВСЕЛЕННАЯ НЕ ИМЕЕТ НИ ЦЕНТРА, НИ КРАЯ – РАСТЯГИВАЕТСЯ САМО ЕЕ ПРОСТРАНСТВО. ЕСЛИ ЭТО И ВЗРЫВ, ТО ВЗРЫВ ПРОСТРАНСТВА КАК ТАКОВОГО.