Cтраница 3
Астрономы пока не пришли к единому мнению относительно того, замкнута ли наша Вселенная, как полагал Эйнштейн, или открыта. Ответ на этот вопроо зависит от того, какова масса Вселенной. Согласно общей теории относительности, масса приводит к искривлению пространства - чем больше масса, тей больше кривизна пространства. Большинство специа листов по современной космологии считают, что массы Вселенной недостаточно для столь сильного искривле ния пространства, которое привело бы к его замыка нию. Но вопрос пока остается открытым, поскольку ни природа Вещества, ни распределение его плотности во Вселенной не известны. Не исключено, что во Вселенной имеется скрытая масса, вполне достаточная для замыкания пространства. [31]
Не удивительно, что решение Фридмана было воспринято с недоверием. Но со временем нашлись экспериментальные факты, подтверждающие основные выводы теории Фридмана, и сейчас она является фундаментом современной космологии. [32]
Столь же ярко взгляды автора проявились в выборе материала других глав. Везде основное внимание уделено тем вопросам, которыми автор занимался сам, которые он не только глубоко понимает, но и любит. Следует особо отметить обсуждение в гл. VI проблемы массопия - введенного автором гипотетического гра-витирующего вещества в трудно наблюдаемой форме, которое могло бы решить некоторые парадоксы современной космологии. [33]
Общая картина расширяющейся горячей Вселенной, изложенная выше, надежно установлена и является одним из важнейших завоеваний науки XX века. Теперь мы переходим к более тонким вопросам - таким, как проблема происхождения галактик и проблема начала космологического расширения. Не удивительно, что здесь мы будем говорить в менее определенном тоне и перечислять разные гипотезы. Всесторонний анализ отклонений от идеальной картины однородной изотропной Вселенной является важнейшей задачей современной космологии. В этом анализе необходимо комбинировать наблюдения и теорию. Прочный фундамент для исследований дает теория малых возмущений. Самое общее свойство Вселенной, близкой к идеальной, заключается в том, что отклонения от идеальности ( возмущения) можно расклассифицировать на отдельные виды ( моды), развивающиеся независимо друг от друга. Такая теория представляет огромную ценность для анализа наблюдений, она дает тот язык, ту систему понятий и взглядов, без которой невозможно было бы продвижение в познании Вселенной. [34]
Наконец, кроме скопления галактик есть еще более высокий уровень организации материи - Метагалактика, представляющая собой систему взаимодействующих скоплений галактик. При этом они взаимодействуют так, что удаляются друг от друга с очень большими скоростями. И чем дальше отстоят они друг от друга, тем больше скорость их взаимного разбегания. Этот процесс называется расширением Метагалактики и представляет ее особое системное свойство, определяющее ее бытие. Согласно представлениям современной космологии, Метагалактика возникла примерно 20 млрд лет назад в результате Большого Взрыва. Сам этот взрыв наука связывает с перестройками структуры физического вакуума, с его фазовыми переходами от одного состояния к другому, которые сопровождались выделением огромных энергий. Так что рождение нашей Вселенной ( Метагалактики) - не акт ее творения из ничего ( как это пытаются трактовать современные теологи), а результат развития, качественных преобразований одного состояния материи в другое. [35]
Для проверки этого замечательного вывода Дедал планирует следующий эксперимент. Известно, что показатель преломления воды намного выше, чем у межзвездного газа. Поэтому свет движется в воде значительно медленнее, и за 2 ч субъективного времени фотон пройдет в воде всего 2 7 X О12 м, а 1 - 10 7 часть своей энергии свет потеряет на пути в 390 км. Соответствующий сдвиг частоты легко измерить лазерным интерферометром. Сейчас Дедал подыскивает подходящее место для прокладки прямолинейной трубы длиной в 400 км, заполненной водой. Наиболее подходящим местом для этого он считает равнину Налларбор в Австралии, где железнодорожный путь проложен строго по прямой на протяжении 500 км и трубу будет нетрудно установить параллельно рельсам. Если же этот смелый проект, направленный на решение ключевой проблемы современной космологии, не получит финансовой поддержки, Дедал намерен провести его под видом сооружения трансконтинентального водопровода. [36]
Такие теории непрерывного рождения вещества опровергнуты наблюдениями. Между тем в эволюционной космологии есть период - окрестности сингулярности, когда частицы рождаются в гравитационном поле огромной напряженности. При этом оказывается, что интенсивное рождение частиц происходит лишь при анизотропном расширении - факт отнюдь не очевидный. Наконец, новые явления в тот же период, возможно, возникнут при учете квантования самих уравнений эволюции метрики Вселенной. Таким образом: 1) основные положения современной физики, основанные на точнейших опытах и логической замкнутости; 2) развитие их в принципиальных новых условиях в самой сингулярности и 3) наблюдательные данные, полученные с помощью как наземных инструментов, так и с помощью космических аппаратов - вот тот фундамент, на котором основывается или должна быть основана современная космология. [37]