Первое, что мы сделаем, - попытаемся вообразить разумные существа, которые имеют только два измерения. Они живут на плоскости и у них совсем нет ни высоты, ни толщины. Назовем эти создания "плоскатиками". Мы можем себе представить, что это - разумные и живые тени на плоскости.
Итак, для плоскатика третье измерение невообразимо. Плоскатик не может себе представить, что такое толщина. Если мы заключим плоскатика в окружность, то она будет для него непреодолимой стеной, ибо плоскатик может передвигаться только в двух измерениях; чтобы выйти за пределы окружности, плоскатик должен был бы проделать движение в направлении третьего измерения - кверху, а это для него невозможно.
Если бы плоскость, на которой живут плоскатики, была бы в каком-нибудь месте изломана, то край этого излома был бы тоже непреодолимой чертой, потому что плоскатик, переходя ее, должен был бы согнуться в третьем измерении.
Но можно представить, что плоскатики живут на поверхности очень большого шара, кривизна которого для них неощутима. Они-то думают, что передвигаются по плоской поверхности, тогда как в самом деле это поверхность большого шара! Если бы какой-нибудь плоскатик собрался в путь и все время двигался по прямой (в действительности по большой окружности на поверхности шара), то через некоторое время он вернулся бы в то же место, откуда вышел.
Конечно, это было бы для него чем-то непонятным. Если бы этот плоскатик был математиком, то он мог бы рассуждать следующим образом: я передвигался по прямой, лежащей на плоскости, и все же через некоторое время вернулся в исходную точку. Что это значит? Это значит, что пространство, в котором я живу, не является плоскостью.
Это какая-то поверхность, которая искривляется, замыкаясь в третьем измерении. Все это так, несмотря на то, что это третье измерение для меня непонятно. Могу ли я проверить свою гипотезу? Да! Например, луч света должен обойти все пространство и через некоторое время вернуться с противоположной стороны.
Есть еще один опыт, который мог бы подтвердить, что пространство плоскатиков искривляется в третьем измерении. Допустим, что в какой-то точке поверхности огромного шара, на котором живут плоскатики, находится сверхсекретная лаборатория, которую необходимо огородить стеной. Правда, это всего-навсего кольцо, его радиус равен R, следовательно, окружность стены составит 2nR.
Предположим, что, по понятным причинам, лабораторию нужно окружить не одной, а многими стенами. Таким образом создается ряд концентрических оград, каждая следующая из которых поглощает больше строительных материалов, чем предшествующая. И это вполне понятно.
Наконец, плоскатики строят самую длинную стену - мы можем сказать, что это стена, проходящая по экватору, - и, приступив к строительству очередной стены, с удивлением замечают, что на нее израсходовали немного меньше материалов, чем на предыдущую. Они еще не вполне уверены в этом, но при строительстве последующих стен убеждаются, что происходит нечто странное: каждая следующая стена, хотя она охватывает все предыдущие, требует меньшего расхода материалов!
Плоскатик-математик может теперь вновь подтвердить свою гипотезу, что пространство изгибается в третьем измерении. Гениальный ученый-плоскатик может даже рассчитать, каков радиус их мира, каково максимальное расстояние, пройдя которое, плоскатик-путешественник начнет снова приближаться к исходной точке.
Легко заметить, что этим радиусом мира плоскатиков будет диаметр шара, на котором они живут. В нашем пространстве прямую определяет путь светового луча. Но свет отклоняется вблизи крупных тел, а следовательно, по соседству с ними пространство изгибается.
Вся наша Вселенная заполнена звездами и другими небесными телами, и можно заключить, что луч света будет постоянно искривляться вокруг крупных тел, пока его путь не замкнется и луч не вернется в исходную точку. Из теории относительности следует, что наша Вселенная искривляется и замыкается в четвертом измерении.
Так как мы не можем себе представить четвертого измерения, то должны прибегнуть к аналогии с плоскатиками. (Для этого и был нужен весь предыдущий разговор). Это значит: ракета, запущенная прямо в пространство, если бы она могла лететь очень долго, перелетев через всю Вселенную, вернулась бы в исходную точку с противоположной стороны пространства.
Это значит также, что, строя вокруг нашей Земли все большие шары из жести, мы дошли бы наконец до самого большого шара, а затем на следующие шары жести шло бы все меньше, несмотря на то, что последующие шары охватывали бы все предыдущие.
Можно назвать радиус этого самого большого шара радиусом нашей Вселенной. Эйнштейн рассчитал, что радиус Вселенной составляет около 320 000 000 000 000 000 000 000 км. И еще это значит, что, направив луч света куда-либо в пространство, мы можем дождаться его возвращения через сотни миллиардов лет.
Искривление пространства и замкнутость Вселенной не следует понимать в том смысле, что, путешествуя в каком-то определенном направлении, можно натолкнуться на нечто, не являющееся Вселенной, что удастся каким-то образом "выбраться" из Вселенной. Это так же невозможно, как плоскатику выбраться с поверхности шара.
Подобно ему и мы, передвигаясь в пространстве, никоим образом не можем оказаться в чем-то, что не являлось бы нашим пространством.
Возникает мысль: нельзя ли удостовериться в искривлении Вселенной, используя именно путь светового луча. Смотря, например, в направлении светового пятна, каковым является Большая Туманность Андромеды (туманность - это густое скопление звезд), мы видим ее кратчайшим путем, непосредственно.
А направив телескоп в совсем противоположную сторону, не увидим ли мы эту же туманность "окружным путем", вокруг Вселенной? Если повернуть телескоп в упомянутом противоположном направлении, и в самом деле станет видна очень слабая, далекая туманность. Может быть, мы вправду видим Большую Туманность Андромеды путем "вокруг Вселенной"?
К сожалению, пока нет метода, позволяющего удостовериться, что это действительно так. Кроме того, Вселенная столь велика, что трудно поверить, чтобы взоры наших телескопов были в состоянии пронзить ее насквозь. Вдобавок, это сомнительно и по другой причине. Вернемся к плоскатикам и допустим, что поверхность шара, на которой они живут, это мыльный пузырь, который кто-то все время надувает.
Что происходит с объектами, находящимися на его поверхности? Конечно, они все больше отдаляются друг от друга. Если это расширение происходит очень быстро, то луч света, направленный когда-то из одной точки, не успеет уже никогда больше вернуться в нее, потому что пузырь раздувается слишком быстро.
Современные исследования показывают, что наша Вселенная расширяется подобным образом. Все туманности и звезды убегают друг от друга с огромными скоростями, и эта скорость удаления все возрастает. Нисколько не будет преувеличением сказать, что Вселенная взрывается.
Таким образом, должен наступить момент, когда скорость расширения возрастет настолько, что луч света, направленный из определенного места, не успеет уже облететь вокруг Вселенной, и поэтому увидеть его окружным путем станет невозможным. Некоторые ученые полагают, что это время давно уже наступило, а из этого следовало бы, что мы появились слишком поздно, чтобы могли видеть "вокруг Вселенной".
Измерения показывают: туманности разбегаются с такими большими скоростями, которые, кажется, лишены реального значения.
Вот из этих и тому подобных рассуждений рождается предположение, что Вселенная является чем-то очень нестабильным и находится как бы в состоянии взрыва. Но все время ее существования так велико, что история человечества по сравнению с ним - лишь краткий миг жизни Вселенной. Мы живем в какие-то мгновения взрыва Вселенной.
Спасибо за просмотр, ставьте лайки и подписывайтесь на канал!)
