Читать «Знание-сила, 1997 № 07 (841)» онлайн - страница 54

Попытаемся вернуться «к нашим баранам»: как возникает Вселенная «из ничего». В 1982 году Александр Виленкин пришел к мысли, что Вселенная появляется на свет при посредстве туннельного эффекта. В квантовой физике есть вероятность того, что элементарная частица перескочит через барьер, хотя у нее и не хватает энергии для этого. При этом процессе нельзя приобрести энергии, но Виленкин подчеркивает, что у материи — положительная энергия, у гравитационного поля — отрицательная. В сумме они дают ноль. Поэтому наша Вселенная могла «перескочить» неизвестно откуда и начать свое расширение.

Когда-то российский, а ныне стенфордский теоретик Андрей Линде развивает теорию о множестве Больших взрывов, идущих в разных частях Вселенной (смотри подробнее статью «Вселенная по Кандинскому, «Знание — сила», 1995, № 10)...

Тут я чувствую, что моя неудовлетворенность разрастается. Что делать? Во всяком случае, основные идеи и мысли физического сообщества по этому поводу я изложил. И все-таки, что же тогда было?

Почему Большой взрыв?..

Так же и времени нет самого по себе, но предметы

Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершилось.

Что происходит теперь и что воспоследует позже.

И неизбежно признать, что никем ощущаться не может

Время само по себе, вне движения тел и покоя.

Лукреций Кар

Прежде всего постараемся понять, почему большинство физиков убеждены в том, что Вселенная начала свое существование в определенный момент времени. Откуда такая уверенность в том, что она не существовала вечно?

Вечное существование космоса противоречит второму закону термодинамики, который гласит, что все процессы во Вселенной идут в направлении роста энтропии — увеличения хаоса и беспорядка. Есть необратимые процессы, к примеру, выгорание термоядерного горючего в звездах, поэтому космос не может существовать бесконечное время, обладая конечным ресурсом массы и энергии.

Имеется не одно экспериментальное доказательство того, что Большой взрыв был. Но что его вызвало? Где эпицентр взрыва? Где край Вселенной? Почему Большой взрыв не превратился в черную дыру? Этот набор стандартных вопросов задают люди, начинающие знакомиться с проблемами рождения Вселенной. Хотя выглядят вопросы совершенно естественными, они говорят о полном непонимании того, что такое Большой взрыв. И перед тем, как искать ответы, необходимо уточнить терминологию и самые общие понятия. Прежде всего раалирение Вселенной — это не разлетание галактик из общего центра, а скорее, растягивание пространства между галактиками.

Идея о растягивании пространства — одно из центральных положений общей теории относительности Альберта Эйнштейна. В согласии с ней пространство — место действия гравитационного поля. Поле проявляет себя, искривляя пространство, его геометрию. Когда же мы рассматриваем действие поля на больших масштабах, искривление проявляется в виде растягивания пространства со временем.

Хорошая двумерная аналогия расширяющегося пространства — надувание воздушного шарика, на поверхности которого нарисованы пятнышки галактик. Двумерная поверхность шарика — подобие нашего расширяющегося трехмерного космоса. Так же надо стараться представить себе и начало нашей Вселенной: рождается не «нечто» в пространстве, а само пространство. Оно расширяется, занимая все больший и больший объем. Таким же образом вместе с пространством рождается и материя с энергией и начинает расширяться. Причем возникнуть она могла в то же мгновение, что и пространство, или чуть позднее. Необходимо еще раз подчеркнуть, что пространство Не «вытекает» из некоторой точки, окруженной пустотой. Нет ни точки, ни окружения, пространство рождается и мгновенно начинает расширяться. Точно так же трудно объяснить и еще более трудно понять, что в этот же момент возникает и время.