От Дарвина до Эйнштейна

Вопрос «Каково расстояние от Земли до ближайшей планеты» современную космологию не занимает. Даже вопрос более крупного масштаба, например, «Каково расстояние от Млечного Пути до соседней галактики», и то не предмет космологии. Космология изучает общие свойства наблюдаемой Вселенной в среднем – то, что получается, если усреднить все данные, которые получают наши самые мощные телескопы. Хотя галактики склонны собираться и в маленькие группы, и в крупные скопления, и те, и другие держит сила тяготения, и если мы возьмем достаточно крупный объем, Вселенная окажется очень однородной и изотопной. Иначе говоря, во Вселенной нет привилегированных мест и все примерно одинаково выглядит, куда ни посмотри. С точки зрения статистики любой космический куб со стороной 500 миллионов световых лет или больше с точки зрения содержимого будет выглядеть как все остальные такие же кубы, где бы они ни находились (один световой год – это расстояние, которое свет проходит за год, примерно 9 триллионов километров). И чем больше брать масштаб, тем точнее становится это приблизительное усреднение – вплоть до «горизонта» наших телескопов. Космология занимается именно теми вопросами, ответы на которые одинаковы, независимо от того, в какой галактике мы оказались или в какую сторону случайно направили телескоп.

Эйнштейн выдвинул идею крупномасштабной однородности и изотропии пространства еще в 1917 году, однако эта упрощающая поправка получила высокий статус фундаментального принципа благодаря статье английского астрофизика Эдуарда Артура Милна, вышедшей в 1933 году. Милн назвал свой принцип «расширенным принципом относительности»: согласно ему, «не только законы природы, но и события, происходящие в природе и само мироздание должны представляться наблюдателю одинаковыми, где бы он ни находился»[331]. Сегодня оговорка об однородности и изотопии называется космологическим принципом

(этот термин ввел в обращение немецкий астроном Эрвин Финлей-Фройндлих), а самое сильное прямое доказательство его справедливости – «Отсвет Творения», реликтовое фоновое космическое микроволновое излучение. Реликтовое излучение – это отпечаток первобытного состояния Вселенной, когда она была горячей, плотной и непрозрачной. Это излучение идет отовсюду, и оно изотропно с точностью выше одной десятитысячной (по выражению астронома Боба Киршнера, «гораздо глаже, чем попка младенчика»). Кроме того, о высокой однородности свидетельствуют и исследования галактик на больших пространственных масштабах. Во всех исследованиях, которые охватывают такой большой кусок космического пространства, что его можно назвать «хорошим образцом», даже самые заметные и бросающиеся в глаза особенности космической структуры мельчают и сглаживаются.

Поскольку действенность космологического принципа для разных участков пространства доказана, естественно задаться вопросом, можно ли обобщить его и на время. То есть можно ли утверждать, что крупномасштабная структура Вселенной не меняется со временем и так же постоянны ее физические законы? Именно этот серьезный вопрос задали себе Хойл, Бонди и Голд в 1948 году. Как ни курьезно, подсказал его блистательной троице, вероятно, английский фильм ужасов «Глубокой ночью» (на илл. 24 приведен оригинальный плакат к фильму). Вот как описывал последовательность событий сам Хойл:

«В каком-то смысле теория стационарной Вселенной, можно сказать, зародилась тем вечером, когда мы с Бонди и Голдом в очередной раз зашли в кино в Кембридже… В нем [то есть в фильме «Глубокой ночью»] рассказаны четыре истории о потусторонних явлениях, на первый взгляд не связанные друг с другом, а соль заключалась в том, что конец четвертой истории неожиданным образом оказывался связан с началом первой и таким образом закладывалась основа для бесконечного цикла[332]

.»