Простая сложная Вселенная - Кристоф Гальфар

Если друг достаточно близко, он мог бы оказаться в пределах вашей видимой досягаемости. Следовательно, ваши видимые океаны будут иметь некоторые общие волны, но он был бы в состоянии видеть в некоторых направлениях дальше вашего горизонта, так же как, в свою очередь, и вы.

Но он также мог изначально оказаться за пределами вашего горизонта.

В таком случае вы также могли бы иметь общие части ваших видимых океанов, не подозревая о существовании друг друга.

Третья возможность заключается в том, что ваш друг изначально настолько далеко, что его и ваш видимые океаны не имеют ничего общего. Если посмотреть на вас сверху, это бы означало, что круги, ограничивающие поле видимости каждого, не пересекаются. Все, что мог бы увидеть он, будет полностью скрыто от вас. Он мог бы заметить несколько вулканических островов и китов, но вы бы ничего об этом не узнали.

В космосе происходит то же самое.

Видимая с Земли Вселенная является сферой радиусом в 13,8 миллиарда световых лет.

Но это не означает, что за ее пределами ничего не существует.

Кто-то еще, на другой планете, будет окружен собственным космическим горизонтом, с таким же радиусом в 13,8 миллиарда световых лет, потому что для Вселенной нет никаких оснований быть моложе или старше там, чем здесь.

Три уже знакомых вам космологических принципа иллюстрируют следующее: видимая Вселенная настолько удалена, что не имеет общей видимой части с нашей собственной, кажущейся нам похожей (не идентичной, но похожей) Вселенной, но подчиняется тем же физическим законам.

Даже если плот друга слишком далеко, чтобы его увидеть, вы не ожидаете обнаружить в видимом ему океане летающие горы.

То же самое касается космического пространства. Законы природы должны быть одинаковыми везде. И никакое особое расположение не должно отличаться в этом отношении от любого другого.

Отсюда следует, что видимая Вселенная глазами любых живущих во всей нашей Вселенной (за пределами видимой) существ также должна расширяться и подчиняться уравнению Эйнштейна, а это означает, что, если бы им пришлось перемотать время, они обнаружили бы там все тот же Большой взрыв. Большой взрыв, сосредоточенный в этот раз на них, а не на нас.

С таким видением всей нашей Вселенной такого понятия, как центр всего, не существует вовсе, и Большой взрыв произошел везде.

Разделяя такое представление, вы входите во вкус того, что называют Мультивселенной: вселенной, состоящей из множества изолированных вселенных, не способных общаться друг с другом, хотя все они принадлежат единому целому.

До конца книги вы рассмотрите четыре различных варианта таких мультивселенных. Это – первый сценарий, и я представляю его в первую очередь, потому что большинство ученых считают его верным.

Теперь, если принять его, разве не верно, что вся Вселенная – «всё», полученное в результате соединения вместе всех видимых отовсюду вселенных, бесконечна?

Нет. Например, весь океан, полученный из океана, сложенного из всех видимых с любого нравящегося вам количества плотов океанов, конечен.

Тогда получается, что вся Вселенная конечна?

Нет, она вполне может оказаться бесконечной.

Мы не знаем.

Как я уже упоминал в начале предыдущей главы, уравнения Эйнштейна, к сожалению, не дают нам ответа на данный вопрос.

Отлично.

Ну и что тогда доказано? Вы полагаете, не так много? Или даже ничего?

Может быть, даже теория Большого взрыва покажется вам необоснованной, просто абстрактной мыслью.

Что ж, чистая правда, что можно было бы утверждать, что увиденное вашими друзьями в небе (чем дальше далекие галактики, тем быстрее они удаляются от нас) просто указывает на то, что Вселенная в настоящее время растет. Многие возможные варианты прошлого могли привести к такому расширению. Нет необходимости выдумывать какой-то там Большой взрыв.

Да, можно было бы утверждать, что так и есть. Но недолго.

Наука – не политика.

Природа не слишком заботится о чьем-то мнении, даже если это мнение большинства.

Всегда необходимы жесткие, основанные на экспериментах доказательства.

И, как мы сейчас увидим, на самом деле существуют некоторые свидетельства существования Большого взрыва, лежащие в нашем прошлом; намеки, являющиеся настолько убедительными, что некоторые люди заходят настолько далеко, чтобы рассматривать их как доказательства.

Если наша Вселенная (давайте не отвлекаться на слово «видимая») была меньше в прошлом, как вы могли бы это доказать? Физическое путешествие во времени – не вариант, но вы можете заглянуть в прошлое.

К настоящему моменту вы должны уже привыкнуть к тому, что, собирая свет звезд, светящих на расстоянии миллиардов световых лет от нас, вы видите, что они выглядят как много миллиардов лет тому назад. Вы смотрите на прошлое. Таким образом, можно проверить, была ли Вселенная тогда меньше, или искать намеки на этот эффект по пути следования достигшего нас света.

Однако не всегда легко понять, что именно видно в отдаленных уголках Вселенной. До сих пор лучшим способом было получить точную картину ожидаемого, а затем проверить, соответствует ли она действительности. Это именно то, чем занимаются физики-теоретики (по крайней мере то, что они должны делать – иногда).

Но теперь давайте посмотрим, какой вывод можно получить до разглядывания чего-либо в телескопе.

Вы снова на пляже тропического острова.

Глубокая ночь, но вместо разглядывания звезд вы, два раза убедившись, что кругом никого нет, начинаете беседовать вслух с самим собой, чтобы выстроить картину истории Вселенной в своем уме…

– Если Вселенная расширяется, то в прошлом она должна была быть меньше.

– ОК.

– Но если это так, то гравитация, или искривление пространства-времени, была бы тогда гораздо более выраженной, так как вся материя и энергия Вселенной заключались в меньшем объеме.

– Это как раз то, о чем так или иначе говорят уравнения Эйнштейна.

– Отлично.

– Затем пространство-время стало расти, потому что по некоторым причинам произошло расширение. Оно началось с маленького, очень плотно заполненного материей и энергией объема, превратившись спустя 13,8 миллиарда лет расширения в то, что имеется теперь, с подобными Земле планетами и звездами, похожими на те, что мы можем видеть над островом.

– Если картина, изображающая Вселенную маленькой, верна…

– Была ли Вселенная плотно заполнена массой или энергией, на самом деле, не имеет никакого значения, так как масса и энергия одинаково воздействуют на геометрию пространства-времени. Это тоже утверждал Эйнштейн.