В начале XX века, после долгих лет работы, Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности. Это значительно улучшило наше понимание гравитации и позволило глубже проникнуть в суть этой фундаментальной силы.
И как только Эйнштейн разобрался с основами теории относительности, он применил её ко всей Вселенной. В конце концов, он верно предположил, что в очень больших масштабах имеет значение только гравитация. Он не знал о сильном и слабом ядерных взаимодействиях (и, честно говоря, никто другой тоже не знал), но это не имело значения, потому что оба этих взаимодействия действуют на коротких расстояниях. Как только вы покидаете пределы атома или около того, вам не нужно о них беспокоиться. И хотя электромагнитная сила имеет бесконечный радиус действия, Вселенная в среднем электрически нейтральна, так что на больших расстояниях это просто не работает.
Но гравитация играет ключевую роль. Всё, что обладает массой и энергией, создаёт гравитацию и реагирует на неё. А если я правильно помню, Вселенная полна и массы, и энергии. На самом деле Вселенная по определению включает в себя всё, в том числе всю массу и всю энергию.
Таким образом, достаточно просто бросить всё в большой блендер теории относительности, дать ему поработать и посмотреть, как он будет эволюционировать с течением времени. К своему удивлению и ужасу, Эйнштейн обнаружил, что Вселенная, наполненная материей, должна быть динамичной и либо сжиматься, либо расширяться с течением времени. Но это противоречило современным представлениям, и Эйнштейн, что было редкостью, признал поражение и изменил свои уравнения, добавив в них космологическую постоянную, которая стабилизировала Вселенную. Позже мы поймём, что это было его величайшей ошибкой.
Но другие учёные воспринимали теорию относительности Эйнштейна более буквально, чем сам Эйнштейн. Одним из них был Жорж Леметр, бельгийский учёный и католический священник. Он позволил уравнениям теории относительности разгуляться и поверил, когда они заявили, что Вселенная динамична, и предсказали, что в прошлом Вселенная должна была быть меньше. Когда Эйнштейн впервые познакомился с работами Леметра, он был шокирован и, возможно, напуган. Он сказал: «Ваши расчёты верны, но ваша физика отвратительна». Я уверен, что эти слова, особенно из уст самого Эйнштейна, задели его за живое.
А затем, два года спустя, астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики в основном удаляются от нас. Этот результат было проще всего объяснить гипотезой о расширении Вселенной.
Теоретики по всему миру пытались придумать последовательную историю — если хотите, миф о сотворении мира, — чтобы объяснить этот новый результат. Леметр вежливо напомнил всем, что он УЖЕ СДЕЛАЛ ЭТО, и продолжил создавать целый космологический сценарий в своей статье 1931 года. Он представлял Вселенную как нечто, расширяющееся из центрального источника, который он назвал первичным атомом. Первичный атом расширялся и взрывался, образуя различные элементы, которые позже собирались вместе, формируя звёзды и галактики. Вот что Леметр рассказал в газете:
«Считается, что этот атом существовал лишь мгновение, на самом деле он был нестабилен и, как только появился, распался на части, которые, в свою очередь, тоже распались; среди этих частей были электроны, протоны, альфа-частицы и т. д. В результате увеличился объём, и распад атома сопровождался быстрым увеличением радиуса пространства, которое заполняли фрагменты изначального атома, всегда равномерно».
Естественно, другие учёные сочли эту историю о первичном атоме слишком... католической, заявив, что Леметр просто пытался встроить историю сотворения мира в научное исследование Вселенной. Сам Леметр утверждал, что он не пытался этого сделать — он просто следовал фактам и пытался выстроить последовательную гипотезу, а любое сходство с мифологическими сюжетами было чистой случайностью.
Сегодня мы признаём, что первичный атом Леметра стал основой — ха-ха — теории Большого взрыва, и хотя мы считаем, что Леметр во многом ошибался (он был больше сосредоточен на недавно открытом процессе радиоактивного распада), общая картина верна: давным-давно Вселенная была маленькой, настолько маленькой, что представляла собой точечную сингулярность, и с тех пор она только и делала, что расширялась.
Продолжение следует...
«Тайна» — не научное понятие, но наука состоит из счастливых прикосновений к ней, в которых являет себя ответная — самосознающая радость природы.
- Хотите разгадывать тайны вместе? Заходите в наш Telegram — здесь мы делимся тем, что действительно удивляет, восхищает и заставляет задуматься! Обсуждаем, спорим, ищем ответы. Присоединяйтесь, ваше мнение важно! А если хотите поддержать нас — купите нам кофе ☕. Каждая чашка помогает искать новые загадки. Или просто оставьте комментарий во ВКонтакте — нам действительно важно, что вы думаете!