Разве не было бы здорово, если бы Вселенная просто... всегда существовала?
Не поймите меня неправильно. Я люблю Большой взрыв. В нём много драмы, хорошее действие, умирающее инфляционное поле, затапливающее молодой космос светом и частицами, и грандиозная центральная тайна сингулярности, сидящей прямо в начале всего. В нём есть всё. И всё это так глубоко, до жути раздражает. Как именно всё это произошло? Что такое инфляция на самом деле? Почему она отключилась именно в тот момент? А сингулярность — ну, основывать всю вашу модель сотворения на гигантском вопросительном знаке — это не то, что я назвал бы убедительным первым ходом.
Hubble Ultra Deep Field — один из самых глубоких снимков космоса, когда-либо сделанных. Кредит: NASA, ESA и команда Hubble.
В представлении Вселенной, которая просто всегда существовала, есть иное утешение. Даже если она повторяется. Даже если она движется циклами. Может быть, этот конкретный вариант космоса не так уж хорош, и знаете что, это нормально, потому что у нас будет ещё один шанс. Конечно, следующий может наступить только через 14 триллионов лет, но суть в том, что он наступает вообще. И прошлое уходит назад таким же образом — поколение за поколением звёзд, загорающихся и гаснущих в каком-то бесконечном великом колесе. Это действительно утешительная мысль, если позволить себе так думать.
Большой взрыв не предлагает ничего подобного. Большой взрыв неумолимо, почти грубо линеен. Это всё. Это единственный и неповторимый шанс Вселенной. Она родилась, уже миновала свои лучшие дни, и отныне впереди только расширение в углубляющийся холод вакуума. Никакого выхода на бис. Никакого второго акта. Только долгое, медленное угасание до пустоты.
Эта линейность была одной из главных причин, по которой Большой взрыв так раздражал многих людей, как он только появился. Множество традиций — древних и современных, религиозных и философских — строят свою космическую историю из циклов. Даже в христианстве есть своего рода цикл: потоп и Ной, и человечество, получившее чистый лист (да, в этой истории утонуло большинство людей, но важна мысль), и обещание, что, какой бы несчастной ни была ваша жизнь сейчас, скоро наступит перезагрузка. У Большого взрыва нет ничего подобного. Только начало, середина и холодный, тихий конец.
Поэтому неудивительно, что в течение примерно столетия с тех пор, как эта теория была впервые набросана, люди продолжали пытаться согнуть нашу космологию обратно в круг. Первым, кто действительно за это взялся, был Ричард Толмен, работавший ещё в 1930-х годах, как раз когда стандартная картина Большого взрыва только начинала обретать чёткость.
Толмен представил Вселенную, состоящую из больших взрывов, сменяющихся большими сжатиями, за которыми снова следуют большие взрывы (тогда никто ещё не использовал эти названия, но суть та же). Космос расширяется, замедляется, останавливается, а затем схлопывается сам в себя, сжимаясь до чего-то невообразимо малого и плотного, прежде чем отскочить в новое расширение. Снова и снова. Вечно. Никакого первого, никакого последнего — только вечное сердцебиение Вселенной, которая вдыхает и выдыхает.
Это красивая картина. И она разваливается почти сразу же по причине, которая преследовала каждую циклическую модель, предложенную с тех пор: энтропия.
Энтропия — физический учёт беспорядка — только растёт. Она не сбрасывается сама по себе. Поэтому каждый цикл вынужден наследовать все накопленные отходы предыдущего цикла. Каждый новый отскок начинается с бо́льшим беспорядком, чем предыдущий, а это значит, что каждый цикл длится немного дольше и простирается немного шире, чем его предшественник. А теперь прокрутите эту плёнку назад. Циклы становятся короче. И меньше. И аккуратнее. Пока, неизбежно, вы не добираетесь до первого. До начала. Именно того, чего вся эта схема была призвана избежать. Толмен сам проделал все вычисления и ясно это увидел. Его вечная Вселенная всё равно нуждалась в фундаменте, в некой отправной точке для начальной энтропии, и как только вы это признаёте, вы уже тихонько впустили сингулярность обратно через чёрный ход.
Есть и вторая проблема. При сжатии вся эта энтропия спрессовывается обратно в крошечный объём, которому абсолютно некуда деться. Вы не можете её спрятать. Вы не можете её сбросить. Она просто накапливается, цикл за циклом, пока бухгалтерия больше не сходится.
Так что в течение десятилетий действительно казалось, что Большой взрыв будет смеяться последним. Космос — один раз и готово. Начало, середина, конец, свет погас. И каждая умная попытка сделать его циклическим снова протаскивала начало обратно через какую-нибудь незапертую форточку.
А затем, в конце 1970-х — начале 1980-х годов, в комнату вошло нечто действительно новое и перевернуло всю доску. Теория настолько странная, что некоторые из тех, кто её создал, позже утверждали, что это вообще не теория.
Инфляция.
Во второй части мы встретимся с самой успешной неловкой идеей в истории космологии — той, которая одолевала всех соперников в течение сорока лет, несмотря на то что на бумаге едва ли имела смысл.
- Подписывайтесь на наших друзей – канал "Занимательная наука", чтобы видеть мир глазами учёных, но без лишних сложностей! Сообщества "ЗН" в Telegram и MAКС.
- Подписывайтесь на «Мир чудес» — здесь мы исследуем самые загадочные явления нашей Вселенной! Заходите в наш Telegram или в MAКС. Присоединяйтесь, ваше мнение важно! А если хотите поддержать нас — купите нам кофе ☕. Каждая чашка помогает искать новые загадки. Или просто оставьте комментарий в VK — нам действительно важно, что вы думаете!