В этой книге я буду двигаться от частного к общему, исследуя, как сильно преобразились человеческие взгляды на мир за последние 10 000 лет — от примитивных представлений о плоской земле, лежащей между небесным царством и подземным миром, до теперешней величественной картины с сотнями миллиардов звезд и галактик в ночном небе Мы рассмотрим, как союз космологии и физики элементарных частиц породил представления о безграничной и вечной Мультивселенной, в которой наша Вселенная — лишь одна из бесчисленного множества других.
Разумеется, существование других Вселенных за пределами нашей не было подтверждено экспериментально — во всяком случае, пока. Вскоре мы увидим, что подтверждение гипотезы Мультивселенной не выходит за рамки потенциально возможного.
Учитывая то доверие, которым сегодня пользуется в научной среде гипотеза Мультивселенной, философы и теологи не могут просто отмахнуться от выводов, которые влечет за собой эта идея. Представители большинства религиозных течений столкнутся с серьезными трудностями, если попытаются примирить свою веру в Бога-творца с вечной, никем не созданной Мультивселенной.
Даже без учета гипотезы Мультивселенной в нашей родной видимой Вселенной существуют квадриллионы планет, потенциально пригодных для жизни. Как теистам удастся согласовать этот факт с верой в то, что люди — особое Божье творение?
Как станет ясно из первых глав этой книги, древнегреческие астрономы на основании наблюдений пришли к выводу (за одним или двумя исключениями), что Солнце, Луна, планеты и звезды вращаются вокруг сферической Земли. Во II веке н.э. александрийский астроном Клавдий Птолемей на основании выдающихся для своего времени математических расчетов разработал комплексную геоцентрическую модель Солнечной системы. Благодаря его модели стало возможно делать точные предсказания движения планет, орбиты которых, как люди заметили еще в древности, не являются идеальными кругами.
Эта модель просуществовала до XVI века, когда польский астроном и каноник Николай Коперник (1473–1543) предположил, что Земля — всего лишь одна из планет, вращающихся вокруг Солнца. Эта идея была впервые выдвинута Аристархом Самосским в III веке до н.э. (около 310–230 годов дон. э.) и нашла окончательное подтверждение в XVII веке благодаря флорентийскому физику Галилео Галилею (1564–1642) и изобретенному им телескопу. Мы подробно рассмотрим все эти события и увидим, что их истинное значение не совсем таково, как принято считать.
Галилей также создал новую науку — механику материальной точки, которая в полной мере развилась спустя поколение в Англии благодаря, возможно, величайшему ученому-аналитику всех времен Исааку Ньютону (1642–1727).
Секрет успеха новой науки заключался в том, что решающее слово в вопросах, касающихся материального мира, больше не принадлежало священным авторитетам, на смену им пришло наблюдение. Это справедливо, во всяком случае для ученых, не связанных церковными догмами. Эту доктрину, называемую эмпирическим подходом, впервые предложил Фрэнсис Бэкон (1561–1626). Позже ее развил Джон Локк (1632–1704), и она стала основополагающим принципом работы организации, которая определяла стандарты на протяжении всей последующей научной эпохи, — Лондонского королевского общества по развитию знаний о природе. Его учреждение было утверждено хартией английского короля Карла II в 1662 году, вскоре после того, как он вернулся на трон.
В эпоху научной революции телескопы стали мощнее, и наконец люди осознали, что Солнце — всего лишь одна из звезд галактики Млечный Путь. Благодаря огромным зеркальным телескопам, изобретенным еще Ньютоном, а теперь повсеместно установленным на горных вершинах, XX век шагнул далеко вперед в изучении космоса. Наша родная галактика, Млечный Путь, оказалась всего лишь одной из множества других галактик видимой Вселенной, которых насчитывается, как мы теперь знаем, порядка сотен миллиардов, и каждая из них состоит примерно из 100 млрд. звезд.
Не меньшим потрясением стало открытие того, что Вселенная расширяется и большинство галактик в ней удаляются друг от друга со скоростью, нарастающей по мере увеличения расстояния между ними. Это натолкнуло ученых на мысль, что Вселенная представляет собой отголосок так называемого Большого взрыва, произошедшего, по нынешней оценке, 13,8 млрд. лет назад.
Оценки астрономов относительно размеров видимой Вселенной увеличились с 1000 световых лет в 1900 году до 46,5 млрд. световых лет в 2000 году. Любой сигнал, движущийся со скоростью света, полученный с этого расстояния, происходит от Большого взрыва. Сигнал, пришедший с меньшего расстояния, может иметь другой, более поздний источник. Сигнал, идущий с большего расстояния, не достиг бы нас за время существования Вселенной. Такой сигнал выходит за пределы космологического горизонта. Но, обратите внимание, это не значит, что дальше этой точки нет ничего.
К концу XX столетия космологи накопили убедительные доказательства того, что в первую крохотную долю секунды своего существования Вселенная скачкообразно расширилась на много порядков. А значит, размеры Вселенной, образовавшейся вследствие этого первоначального взрыва, значительно, возможно на сотни порядков, превышают размеры части, ограниченной нашим горизонтом.
Уже этого достаточно, чтобы у читателя закружилась голова. Но не забывайте, появились веские основания считать, что вся наша бескрайняя Вселенная — всего лишь одна из несчетного числа других, часть Мультивселенной, простирающейся бесконечно в пространстве и времени, как в прошлом, так и в будущем. Если она существует, то у нее нет ни начала, ни конца.
Эти выводы не умозрительны, они основаны на огромном числе наблюдений, которые ведутся с горных высот, из космоса и из-под земли. Этих наблюдений становится все больше, точность их возрастает. Раньше основным источником информации о космосе были фотоны — электромагнитные частицы, испускаемые астрономическими объектами. Мы можем наблюдать их не только в той части спектра, которую способны воспринимать наши глаза, но и в диапазоне на 20 и более порядков шире видимой части электромагнитного спектра.
Теперь же к астрономии фотонов добавилась новая, молодая и развивающаяся дисциплина — нейтринная астрономия, способная показать Вселенную под другим углом. Нейтрино почти не взаимодействуют с материей и способны проходить сквозь нее совершенно бесследно. Похоже, что благодаря этим частицам мы сможем узнать много нового о космических явлениях и процессах, которые нельзя исследовать с помощью фотонов.
Каждый из этих методов наблюдения по-своему способствовал усовершенствованию наших знаний о Вселенной, однако наибольшую роль сыграли, пожалуй, измерения анизотропии РИ, сохранившегося после Большого взрыва. Благодаря им были получены данные о волнах звукового диапазона, порожденных квантовыми флуктуациями на самом раннем этапе развития Вселенной, которые в конечном итоге привели к появлению сложной структуры материи, впоследствии сформировавшей современные галактики. Большой взрыв и вправду был громким. Данные РИ, образно говоря, отражают основной тон и обертоны, возникшие при игре на грубо сделанном инструменте в зале с плохой акустикой, тем не менее они позволили космологам не только определить характеристики этого инструмента, но и выяснить кое-что о планировке самого зала.
