Наука Гарри Поттера. Завораживающие знания, лежащие в основе магии, гаджетов, зелий и многого другого - Джон Чейз

Они были доказательством наличия иного очага гравитации, нежели Земля, хотя прежние догмы утверждали, что она единственный центр притяжения. И когда Галилей пригласил достойнейших людей своего времени посмотреть с помощью телескопа на новые луны, ни один из именитых гостей не уверился в их существовании. Некоторые были настолько ослеплены предрассудками, что даже отказывались смотреть в зрительную трубу. Она разрушала старую Вселенную.

Битва была выиграна благодаря открытию Галилеем этих новых космических объектов. Оно вызвало революцию в науке и ознаменовало смену парадигмы Вселенной на новую. Привычный и уютный геоцентрический космос вращался вокруг человека. Новая Вселенная Коперника и Галилея была децентрализованной, темной и бесконечной. Вот что стоит за изучением спутников Юпитера в стенах Хогвартса, и этот раздел астрономии позволяет отнести волшебников к прогрессивному лагерю в битве космологий.

Неужели природа, подобно волшебству, сотворила что-то из ничего?

Помните рассказ о трех братьях, которые сотворили мост, чтобы перебраться через реку? Или как директор школы наколдовал чайный поднос, когда ему захотелось угостить незваных гостей, и хрустальный кубок, когда понадобилось вычерпать яд? Или случай с небезызвестной молодой леди, создавшей из воздуха стаю канареек, чтобы отвлечься от грустных мыслей, а флакон – чтобы сохранить память умирающего профессора? Созидание было для трансфигурации тем же, чем космология для физики, – скользким моментом. Трансфигурация, это ветвь магии, целью которой является изменение формы или внешнего вида объекта путем изменения его молекулярной структуры. Но Созидание – умение преображать объект из воздуха, из самого эфира, что делает данный раздел магии одним из самых сложных, и его преподают студентам в Хогвартсе, начиная только с шестого курса. Также существуют пределы того, что можно создать. Согласно Закону элементарных трансфигураций Гэмпа – закону, который правит миром магии, – есть вещи, которые просто невозможно создать из ничего, и одна из них еда. А, например, птиц и змей – проще пареной репы. Они поддаются Созиданию лучше, чем любое другое существо.

Но щелчок пальцами или взмах волшебной палочки порой могут породить опасность. Созидание нередко приводит к неожиданным результатам, и вернее всего это касается живых существ. Если заклинание не воспроизведено в точности или волшебник склонен переоценивать уровень своего мастерства, итогом может стать серьезная ошибка, например, гибрид лягушки и кролика. По-видимому, появление таких страшилищ объясняет принцип искусственного квазидоминирования – своего рода элементарная суперпозиция клеточной реконструкции. Отрубленные головы и бесформенные культи – другие возможные последствия. Но может ли сама природа сотворить что-то из воздуха? И почему в космосе есть что-то, помимо ничего?

Начало пространства и времени

Мы живем в развивающемся космосе, и, похоже, некоторые вещи развиваются быстрее, чем мы успеваем это понять. Мироздание наших предков было маленьким, статичным и геоцентрическим. Сейчас, в XXI веке, мы дрейфуем в расширяющейся Вселенной, настолько большой, что для достижения наших телескопов свету с ее внешних пределов потребуется время, первышающее два возраста Земли.

Сегодня общепринятой космологической моделью является теория Большого взрыва. Она утверждает, что космос начался в сингулярности – состоянии бесконечной кривизны самого пространства-времени. Сингулярности, в которой все времена и места были едины. Таким образом, Большой взрыв произошел не в некотором устоявшемся пространстве. Само пространство возникло в момент Большого взрыва. То же самое касается и места. Большой взрыв произошел не в каком-то определенном месте. Он произошел именно там, где вы находитесь, и во всех других местах одновременно. Итак, Большой взрыв не был взрывом в другом, ранее существовавшем пространстве. Он не соответствует нашим обычным представлениям о взрывах. Вещество не распространялось по окружающей пустоте, а осталось там, где было, в то время как само пространство расширялось. Доказательствами этой теории, звучащей изрядно фантастично, служат главным образом три основные интерпретации наблюдаемых физических явлений. Во-первых, красное смещение вращающихся галактик в пространстве-времени позволяет предположить, что космос расширяется. И если запустить время в обратном направлении, то все вернется к сингулярности, о которой мы говорили выше. Во-вторых, считается, что по мере этого расширения остается послесвечение, так называемое космическое сверхвысокочастотное фоновое излучение, или реликтовое излучение, подкрепляющее теоретическую модель горячей Вселенной. И, в-третьих, в качестве доказательства принимается комбинация химических элементов во Вселенной. Когда он остыл, смесь элементов начала формироваться и эволюционировала, принимая наблюдаемые сегодня пропорции. Много водорода, порядочная доля гелия и ничтожно мало остального – так все устроено.

Но что произошло до Большого взрыва? Неужели вся Вселенная сотворена из этой сингулярности? Так утверждают космологи.

Насколько просто мог быть сотворен космос

Так вот, большинство здравомыслящих людей знают, что бесплатного сыра не бывает. Большинство, однако не космологи. Многие физики, чья работа заключается в объяснении постоянно возникающих новых аспектов и нюансов теории Большого взрыва, верят, что всё возникло из ничего. Природа каким-то образом сотворила космос. Ученые пришли к выводам, которые позволяют утверждать, что наша Вселенная начиналась как крупинка, которая проникла через туннель в энергетическом барьере на больший радиус, раздуваясь в постоянно расширяющийся космос. Остальное, как говорится, уже история. Но это не все, что они утверждают. Ученые также предполагают, что их математические модели, которые поддерживают гипотезу туннелирования, продолжают работать, даже когда начальный размер Вселенной равен нулю. Короче говоря, космос мог бы туннелировать на некоторый радиус, который допускал бы расширение из буквально ничего.

Здесь необходимо сказать несколько слов о концепции ничто. Под ничем мы не подразумеваем вакуум пустого пространства. Этот физический вакуум богат энергией, частицами и античастицами, которые вечно возникают и исчезают в нем. Вакуум пустого пространства – это не просто нейтральная, безразличная сцена, на которой происходят события. Еще Эйнштейн утверждал, что пространство может искривляться и растягиваться. Итак, ничто Большого взрыва было истинным ничем, точкой, за которой пространство-время не существовало. И все же космос был сотворен.

Теория стационарности и маленькие Большие взрывы

Не все приняли сценарий Большого взрыва. С конца 1940-х британский астроном сэр Фред Хойл и другие ученые работали над альтернативной космологической моделью, которая не начиналась бы с экспансии. Но и эта альтернативная теория, известная как теория стационарной Вселенной, не отказывается от идеи сотворения материи.

Стационарная модель утверждает, что никакого изначального взрыва не происходило. Ее сторонники считают, что из-за неэстетичной ассоциации Большого взрыва с термоядерным оружием вся теория выглядит уродливой и довольно грубой. И к тому же подразумевает креационистское и мистическое начало космоса.

В 1994 году Хойл в своей автобиографии поведал, что больше всего раздражало его в идее Большого взрыва. То, что она отвергала принцип, по которому единые законы физики пригодны для всех уголков космоса, во всем пространстве-времени. Это базовый принцип теории стационарной Вселенной, а теория Большого взрыва утверждает, что в самом начале времени искривление пространства было бесконечным, и привычные законы не действовали. Хойл