Почему небо темное. Как устроена Вселенная

Притяжение и отталкивание — единственные силы, действующие во Вселенной Эдгара По: «Не существует других основ. Все явления сводимы к одному или другому или к сочетанию обоих». Именно наличие двух противоборствующих сил позволяет Вселенной эволюционировать. Без отталкивания вещество замкнулось бы в первичном Единстве, в первочастице, а без притяжения вещество рассеялось бы в бесконечном пространстве. Как отмечает известный итальянский астроном Альберто Каппи, две силы Эдгара По заставляют вспомнить о космологии Эмпедокла (V век до н. э.) — о силах «любви» и «вражды», управляющих Вселенной, однако у Эдгара По эти силы — физические, описываемые математическими законами.

Эдгар По пишет, что в больших масштабах распределение вещества во Вселенной однородно. Эта однородность противоречит представлению об однородном «излучении» вещества, поскольку тогда вблизи центра этого излучения плотность вещества должна быть выше, чем вдали. Далее По ставит вопрос о том, каким должен быть закон «излучения» для того, чтобы сохранялась крупномасштабная однородность в расширяющейся Вселенной и находит ответ — «сила излучения была прямо пропорциональна квадратам расстояний» (F ∝ r²), где под расстоянием понимается расстояние до конкретного слоя в момент максимального разлета. Таким образом, вещество выбрасывалось из Первичной Частицы последовательными сферическими слоями, причем каждый следующий слой содержал все меньше и меньше атомов, был выброшен под действием меньшей силы («число атомов каждого слоя суть мера силы, с которой они были устремлены») и, соответственно, удалился на меньшее расстояние. Эдгар По также приводит связь между силой, с которой был выброшен слой (F), и числом атомов в нем (N): F ∝ N . (Как было показано Альберто Каппи, механизм «Большого взрыва» Эдгара По неточен — однородное распределение может быть получено лишь при F ∝ √N ).

В конце стадии разлета (в это время вещество существует лишь в виде рассеянных атомов, и никаких объектов во Вселенной еще нет) наступает время, когда не существует никаких законов динамики. На смену этому времени приходит эпоха физической Вселенной, когда начинает работать тяготение, являющееся проявлением стремления вещества к возвращению в Единство. Силы отталкивания и притяжения по Эдгару По симметричны — они подчиняются обратным законам: поскольку «сила излучения была прямо пропорциональна квадратам расстояний», то «закон возврата будет в точности обратным закону исхода» (F ∝ r^-2). Идея, несомненно, очень красивая, но, к сожалению, неверная, поскольку введенная Эдгарам По «сила излучения» не может обеспечить требуемое самим же По однородное распределение вещества.

Далее, на фоне глобального сжатия под действием гравитации, во Вселенной начинают образовываться объекты, возникающие из небольших, как мы бы сейчас сказали, флуктуации плотности. Причиной существования этих флуктуации являются атомы разной формы, первоначально однородно разбросанные в пространстве. В качестве механизма формирования звезд и планет Эдгар По принимает гипотезу Лапласа об их совместном образовании из вращающегося и сжимающегося протозвездного облака. Эпоха формирования звезд и галактик давно закончилась и наблюдаемое в настоящее время разнообразие «звездотуманностей» отражает не их разный эволюционный статус в настоящее время, а то, что они находятся от нас на очень разных расстояниях, и из-за конечности скорости распространения света мы видим их такими, какими они были очень давно.

Почему наша Вселенная столь велика? Для ответа на этот вопрос Эдгар По использует соображения, перекликающиеся с так называемым антропным принципом (см. следующую главу): «…Пространство и Длительность суть одно. Чтобы Вселенная могла длиться в течение летоисчисления… было необходимо, чтобы изначальное рассеяние атомов было сделано на такую непостижимую распространенность, только бы не быть бесконечным. Требовалось, словом, чтобы звезды могли собраться в зримость из незримой туманности… и потом поседеть, давая рождение и смерть несказанно многочисленным и сложным различностям жизненного развития; требовалось, чтобы звезды сделали все это, чтобы они имели время целиком выполнить все эти Божественные замыслы…». Другими словами, Вселенная имеет большой размер и, соответственно, большой возраст, поскольку в противном случае наблюдаемое разнообразие объектов и, возможно, жизнь просто не успели бы в ней возникнуть. Прошло более ста лет и американский физик Роберт Дикке, не зная об этих рассуждениях Эдгара По, независимо развил сходные соображения для объяснения возраста Вселенной.