собственной Галактики (системы Млечного Пути) из ее ядра было
выброшено около 10% ее общей массы, что составляет массу 20
миллионов Солнц. Такое большое уплотнение вещества в
сравнительно небольшом объеме, которое имеется в ядре нашей
Галактики, нигде больше не наблюдается.
В. А. Амбарцумян высказал мнение, что само ядро состоит из
так называемого гиперонного газа с фантастической плотностью, а
именно 1015 г/см3: один кубический сантиметр этого газа должен
весить 100 000 000 тонн. На поверхности этого гиперонного ядра
происходит превращение гиперонов в нейтроны, которые затем
распадаются на протоны и электроны. Это приводит к наблюдаемому
образова-нию межзвездного водорода в ядрах галактики. В своем
дальнейшем развитии галактика продолжает сжиматься и принимает
форму плоского диска, который сохраняет свою спиральную
структуру. Плотность галактики повышается, и число образующихся
в ней звезд увеличивается. В течение нескольких десятков
миллиардов лет активность ядер в конце концов истощается,
спиральная структура исчезает и галактика становится
эллиптической, без признаков внутренней структуры и без
сверхплотного ядра. В эллиптической галактике звезды образуются
в ограниченном числе. Английские астрономы оценили возраст
некоторых бесструктурных и спиралеобразных галактик по
содержанию в них массы и по их яркости: одной из самых молодых
галактик является Малое Магелланово облако, которое
образовалось около 5 миллиардов лет тому назад, галактика М31 в
созвездии Андромеды имеет возраст 35 миллиардов лет, а
галактика М101 в созвездии Большой Медведицы даже 140
миллиардов лет. Наша Галактика, по мнению большинства ученых,
относится к сравнительно молодым галактикам.
В ПУЧИНАХ "БОЛЬШОГО ВЗРЫВА"
Особого внимания и осмысления требует наиболее
распространенная в настоящее время модель "горячей" Вселенной,
сопряженная с концепцией "Большого взрыва" (рис. 61, 62). Не
надо думать, что представление о расширяющейся Вселенной --
открытие ХХ века. Мысли о расширяющемся Космосе высказывались
еще в Ригведе и в орфико-пифагорейских космологических учениях.
В конце концов электромагнитные волны, включая свет, от любого
ненаправленного и несфокусированного источника не могут быть
ничем иным, кроме как расширяющейся сферой электромагнитного
фронта. Космологи-релятивисты просто абсолютизировали взрывной
характер данного вполне естественного процесса. К тому же
релятивистские космологические модели получены исключительно
умозрительным путем и усилием мысли же произвольно перенесены
затем на весь Космос.
Согласно концепции "Большого взрыва", Вселенная возникла
из одной точки, радиусом равной нулю, но с плотностью равной
бесконечности* (рис. 63, 64). Что это за точка, именуемая
сингулярностью, каким образом из ничего появляется вся
неисчерпаемая Вселенная и что находится за пределами
сингулярности -- об этом сторонники и пропагандисты данной
гипотезы умалчивают. "Большой взрыв" произошел 10--20
миллиардов лет назад (точный возраст зависит от величины
постоянной Хаббла, вводимой в соответствующую формулу). Эта
величина, в свою очередь, может иметь различные значения в
зависимости от методов, применяемых для измерения расстояния от
Земли до галактик.
В целом же трезвый подход к квазикосмистским умозрениям
типа "Большого взрыва" хорошо выразил известный шведский физик
и астрофизик, лауреат Нобелевской премии Х. Альвен. Отнеся
данную гипотезу к разряду математических мифов и отмечая
возрастание фанатичной веры в него, он пишет: "...Эта
космологическая теория представляет собой верх абсурда -- она
утверждает, что вся Вселенная возникла в некий определенный
момент подобно взорвавшейся атомной бомбе, имеющей размеры
(более или менее) с булавочную головку. Похоже на то, что в
теперешней интеллектуальной атмосфере огромным преимуществом
космологии "Большого взрыва" служит то, что она является
оскорблением здравого смысла: credo, quia absurdum ("верую, ибо
это абсурдно")! Когда ученые сражаются против астрологических
бессмыслиц вне стен "храмов науки", неплохо было бы припомнить,
что в самих этих стенах подчас культивируется еще худшая
бессмыслица"**.
В рамках теории "Большого взрыва" отрицается вечность и
бесконечность Вселенной, так как Вселенная имела начало во
времени и по прошествии даже максимального срока в 20
миллиардов лет успела расшириться (раздуться) на ограниченное
расстояние. Что находится за пределами радиуса расширяющейся
Вселенной -- тоже запретная тема для обсуждения. Обычно
отделываются ничего не объясняющими утверждениями, смысл
которых примерно следующий: Вселенная такова, потому что это
вытекает из математических формул. В частности, сингулярность
получается путем чисто математических преобразований и затем
проецируется на космическую реальность. Вообще объектом
релятивистской космологии являются предельно абстрактные
модели, опирающиеся на сложнейший математический аппарат. При
этом сначала решаются уравнения или доказывается теорема, а
затем уже решается вопрос о том, каким образом следует
скорректировать прежнее, не менее абстрактное математическое
описание Космоса или, быть может, заменить старую
космологическую модель на новую.
С полной очевидностью он обнаруживается и в истории с
космологической сингулярностью. Впервые релятивистская идея
расширяющейся Вселенной была сформулирована и математически
обоснована российским ученым А.А. Фридманом в двадцатые годы.
Его ученик Дж. Гамов рассчитал в конце сороковых годов модель
горячей взрывающейся Вселенной, положив начало концепции
"Большого взрыва". Но широкое распространение и внедрение эта
теория получила лишь с середины 1960-х годов.
Вот как излагает историю вопроса С. Хокинг -- один из
наиболее авторитетных современных ученых, внесший большой
личный вклад в развитие и распространение релятивист-ской
космологии (ныне Хокинг руководит той самой кафедрой в
Кембриджском университете, которую когда-то возглавлял Ньютон,
-- свидетельство наивысшего признания в научном мире).
Отправной точкой размышлений Хокинга послужила теория другого
английского математика и физика -- Р. Пенроуза. Обосновывая
начало Вселенной во времени и исходя из поведения световых
конусов в общей теории относительности, Пенроуз математически
показал, что когда звезда сжимается под действием собственных
сил гравитации, она ограничивается областью, поверхность
которой в конце концов сжимается до нуля. А раз поверхность
этой области сжимется до нуля -- следовательно, то же самое
должно происходить и с ее объемом. Все вещество звезды будет
сжато в нулевом объеме, так что ее плотность и кривизна
пространства-времени станут бесконечными. В данной ситуации и
возникает сингулярность, выведенная исключительно
математическим путем в рамках теперь уже классической теоремы
Пенроуза*.
В 1965 году Хокинг познакомился с теорией Пенроуза и решил
распространить ее на всю Вселенную, изменив при этом
направление времени на обратное так, чтобы сжатие перешло в
расширение. Другими словами, в математических уравнениях был
заменен знак, что позволило ввести новую модель Большого
Космоса, совмещенного с "Большим взрывом", точкой отсчета
которого стала сингулярность. Спустя пять лет Хокинг
опубликовал на эту тему работу уже совместно с Пенроузом**.
Вот, собственно, и вся подоплека господствующей в настоящее
время модели Вселенной, которая в дальнейшем уточнялась в
деталях, но не в принципе.
* См.: Пенроуз Р. Гравитационный коллапс и
пространственно-временные сингулярности // Альберт Эйнштейн и
теория гравитации. М., 1979. С. 390--395.
** См.: Хокинг С. От Большого взрыва до черных дыр:
Краткая история времени. М., 1990. С. 45--50.
Показательно, что теория целиком и полностью родилась "на
кончике пера" и соткана из тончайшей математической паутины. Ее
возможное соответствие космической реальности целиком и
полностью зиждется на энтузиазме и активности авторов,
поддерживающих друг друга и поддерживаемых не менее дружно
всеми возможными информационными средствами. В действительности
ничего, кроме искусной комбинации математических отношений,
существующих в двух вариантах -- либо в голове теоретика, либо
в письменном или напечатанном виде, авторы "взрывотворящих"
космологических гипотез предложить не могут.
Тем не менее разработка концепции "Большого взрыва"
происходила в ускоренном режиме. Не связанные какими бы то ни
было ограничениями, теоретики дали полную волю своему
воображению. Особенно их привлекали краевые значения: что было
в самом начале и что ждет их детище в самом конце. Проблема
"начала" породила необозримый поток публикаций, включая быстро
завоевавшие популярность монографии, такие, к примеру, как
переведенная на многие языки книга американского физика,
лауреата Нобелевской премии Стивена Вайнберга "Первые три
минуты: Современный взгляд на происхождение Вселенной". Здесь,
так сказать, посекундно расписано, как вела себя материя,
возникшая из ничего, в первые три минуты своего существования.
Но посекундного расписания оказалось мало. Стали
разрабатывать модели (повторим, -- сугубо
абстрактно-математические), позволяющие представить, что было
(точнее -- "было бы, если бы было") со Вселенной в первые
десятые и даже сотые доли секунды. Особую известность получила
так называемая "инфляционная модель" Вселенной, разработанная
российским космологом А.Д. Линде. Ее популярность и быстрое
признание были обусловлены тем, что с помощью новых
математических допущений удалось преодолеть возникшие
противоречия между двумя теоретическими "китами" -- космологией
и физической теорией элементарных частиц.
Специалисты по теории элементарных частиц давно обращали
внимание на неясные моменты космологии и задавали вопросы,
которые казались почти метафизическими. Что было до начала
расширения Вселенной? Почему Вселенная однородна и изотропна?
Почему разные ее части, далеко удаленные друг от друга, так
похожи, хотя формировались независимо? Поначалу казалось, что
ответы на эти вопросы выходят за рамки целей и возможностей
науки. Именно поэтому такой большой интерес вызвала
предложенная Линде теория инфляционной, раздувающейся,
Вселенной, в которой удалось ответить на большую часть
приведенных вопросов. Общая черта различных вариантов
инфляционной теории -- существование стадии очень быстрого
(экспоненциального) расширения Вселенной в вакуумоподобном
состоянии с огромной плотностью энергии. Эта стадия и
называется стадией инфляции. После нее вакуумоподобное
состояние распадается, образующиеся при этом частицы
взаимодействуют друг с другом, устанавливается
термодинамическое равновесие, и лишь вслед за этим Вселенная
начинает эволюционировать согласно стандартной модели "горячей
Вселенной". В типичных моделях инфляции стадия раздувания
продолжается всего 10--35 с, но за это время раздувающиеся
области Вселенной успевают увеличить свой размер в 10000000000
Ь 1010 раз*.
Вдохновленный "инфляционным подходом", Стивен Хокинг решил
довести ультрарелятивистскую модель "Большого взрыва" до
