Наука Плоского мира - Терри Пратчетт

Все эти вопросы ставят нас в тупик. Никак не получается думать о начале времени без представления о чем-то предстоящем, иначе рушатся привычные нам причинно-следственные связи. Такие же проблемы возникают при попытке осознать происхождение времени: введя в схему предтечу, мы тут же упираемся в черепашью проблему. Похожие закавыки имеются и в осознании пространства: либо оно бесконечно – в таком случае мы снова получаем: «Там одно сплошное пространство», и нам требуется какое-нибудь вмещающее пространство, большее, чем бесконечность; либо оно конечно, и тогда нам нужно ответить на вопрос, что находится за его границами.

На самом деле ни та ни другая теория неудовлетворительны и не дают ответа на источники пространства и времени. Вселенная – это вам не деревня, которая заканчивается околицей, но она и не бескрайняя пустыня, уходящая в бесконечность. Просто-напросто Вселенная слишком велика, чтобы мы могли ее рассмотреть. Время – это не продолжительность человеческой жизни, от рождения и до смерти, плюс загробная жизнь для верующих, в которой их души продолжат вечно существовать после смерти. Хотя некоторые верования (например, у мормонов) предполагают, что какие-то аспекты нашей личности уже существовали в неопределенном прошлом до нашего рождения.

Так где же начало Вселенной? «Начало» – вообще неправильное слово. Но имеются солидные доказательства, что возраст Вселенной около 15 миллиардов лет[15]. Таким образом, ничто – ни пространство, ни время – не существовало раньше какого-то момента, отстоящего на 15 миллиардов от сегодняшнего дня. Но посмотрите, как нас путает семантика, подчиняющаяся повествовательному императиву. Написанное выше вовсе не означает, что, вернись вы на 15 миллиардов лет плюс один год в прошлое, вы не нашли бы там ничего. Это означает только, что вы не можете вернуться на 15 миллиардов и еще один год. Описывать это совершенно бессмысленно, поскольку относится к моменту времени до того, как началось само время. А это уже противоречит не только логике, но и физике.

Подобные идеи отнюдь не новы. Вот что еще в IV веке писал Августин Блаженный в своей «Исповеди»: «…Если до сотворения неба и земли было какое-то время, то почему можно говорить, что Ты [Бог] пребывал в бездействии?…Когда не было времени, не было и «тогда»[16]».

Некоторые пошли еще дальше. В книге «Конец времени» Джулиан Барбур утверждает, что времени вообще не существует. С его точки зрения, «реальные» физические законы описывают статическую Вселенную, состоящую из вневременных «сейчас». Он полагает, что, в отличие от пространства, время не является физической величиной, а видимое его течение – всего лишь иллюзия, созданная нашей психикой из совокупности «сейчас», которая возникла потому, что люди имеют опыт восприятия мира как упорядоченной последовательности событий. Видимые невооруженным глазом пробелы между последовательными событиями, по этой теории, не что иное как пустота, где отсутствует настоящее. В «Воре времени» глубоко проанализированы некоторые сходные проблемы, но с точки зрения Плоского мира. Впрочем, в этой книге мы будем придерживаться общепринятого понимания и считать время физической реальностью.

Космологи уверены, что все началось следующим образом. Вселенная возникла как крошечный клочок пространства и времени. Объем пространства внутри этой области быстро рос, началось течение времени, после чего понятие «быстро» обрело смысл. Все, что существует ныне, вплоть до самых дальних глубин космоса, проистекает из того поразительного «начала». В просторечьи мы называем это Большим взрывом, и в этом словосочетании нашли отражение сразу несколько сторон события. Ну, например, то, что это пятнышко пространства-времени было чрезвычайно горячим и быстро росло. Это действительно можно сравнить с сильным взрывом. Хотя, конечно, не существовало никакой космической динамитной шашки, установленной никем в не-пространстве с не-материальным горящим фитилем, пока в отсутствие времени тикали псевдочасы, ведя обратный отсчет до взрыва. Что же тогда взорвалось? Ничто. Пространство, время и материя – это лишь результаты того взрыва, а не причина. У этого события вообще не было причин.

Существует два основных доказательства теории Большого взрыва. Первым из них стало открытие того, что Вселенная расширяется. Вторым – так называемое «эхо» Большого взрыва, слышное до сих пор. Идея того, что Вселенная расширяется, изначально следует из решений математических уравнений, сформулированных Альбертом Эйнштейном. Эйнштейн полагал, что пространство‑время искривлено. Тело, двигающееся в искривленном пространстве-времени, отклоняется от нормального прямого маршрута, становясь похожим на мячик для гольфа, катящийся по кривой поверхности. Это отклонение может быть названо «силой», чем-то, что тянет тело с идеально прямого маршрута.

В действительности никакой силы нет, предполагаются лишь изгибы пространства-времени, провоцирующие искривление траектории. Тем не менее выглядит это именно как притяжение, которое Ньютон когда-то назвал силой тяжести, то есть гравитацией. В то время считали, что гравитация в буквальном смысле притягивает тела друг к другу. В любом случае Эйнштейн написал ряд уравнений, описывающих поведение такой искривленной Вселенной. Это чрезвычайно сложные для решения уравнения. Однако после внесения ряда довольно смелых допущений, в частности что пространство в любой момент времени является сферой, математическая физика сумела получить кое-какие ответы. Вследствие слабости их методов список ответов оказался весьма скромен. У Вселенной есть три возможности: она может всегда оставаться постоянного размера; она может коллапсировать, сжимаясь в точку; она может расширяться, разрастаясь от точки до бесконечности.

Теперь-то мы знаем, что решить уравнения Эйнштейна можно и другими способами, получив еще более странное описание Вселенной, но в дни, когда парадигма современной науки только зарождалась, известны были только эти три решения. Из них следовало, что развитие Вселенной может протекать по одному из трех сценариев. Тогдашняя наука была подсознательно готова и к непрерывному существованию (она всегда одинакова), и к Большому взрыву. Единственное, сценарию «Большого схлопывания», при котором Вселенная должна сжаться в бесконечно плотную и бесконечно горячую точку, немного не хватало психологической привлекательности.

Теперь позвольте представить вам американского астронома Эдвина Хаббла. Наблюдая за далекими звездами, он заметил одну любопытную вещь: чем дальше находятся звезды, тем выше их скорость. Этому уже были косвенные, но с научной точки зрения безупречные, доказательства. Звезды излучают свет, а свет состоит из различных цветов, в том числе «цветов», которые не воспринимает человеческий глаз: инфракрасного, ультрафиолетового, радиоволн, рентгеновского излучения… Свет – это электромагнитные волны, и для каждой длины световой волны существует особый «цвет», иначе говоря, – расстояние между двумя электромагнитными пиками. Для красного цвета эта дистанция составляет 2,8 стотысячных дюйма (0,7 миллионных метра).