Томас Хертог – О происхождении времени. Последняя теория Стивена Хокинга (страница 20)
Но в работе Гамова, как ни трудно это себе представить, крылось предсказание еще более капитальной важности. Алфер, Гамов и Херман поняли, что тепло, высвобожденное при синтезе атомных ядер, должно все еще существовать в современной Вселенной в виде заполняющего все пространство океана остаточного излучения. Да и куда же ему было деваться? Кроме Вселенной ничего не существует! Вычисления Гамова и его сотрудников показали, что миллиарды лет космического расширения должны были охладить это тепловое излучение до температуры около пяти кельвинов (К), или минус 267 градусов по Цельсию. Столь холодное излучение должно было бы наблюдаться преимущественно в микроволновых частотах электромагнитного спектра. И сегодняшняя Вселенная – все ее пространство – должно быть заполнено этими миллиметровыми волнами. Это было открытие огромной принципиальной важности: Гамов и его сотрудники предсказали существование реликтового остатка горячего Большого взрыва, который мы могли бы видеть, если бы наши глаза были способны воспринимать микроволновое излучение.
И мы увидели его! Нагретые тела должны излучать, и вся Вселенная не может быть исключением из этого правила. Реликтовый космический микроволновой фон, или сокращенно CMB (Cosmic microwave background), был зарегистрирован в 1965 году. Это был звездный час двух американских физиков, Арно Пензиаса и Роберта Уилсона. Ничего не зная о работе Гамова, Пензиас и Уилсон занимались калибровкой гигантской микроволновой рупорной антенны для лаборатории Bell Telephone в Холмделе, штат Нью-Джерси, – она была предназначена для отслеживания баллонных спутников связи «Эхо». В процессе калибровки у антенны обнаружился постоянный неустранимый шум, природа которого была совершенно непонятна. В какую бы точку неба ни направляли антенну, шумовой сигнал с длиной волны 7,35 см не исчезал ни днем, ни ночью. Поговорив с друзьями из местных космологов, Пензиас и Уилсон пришли к ошеломляющему выводу: постоянное «шипение» антенны вызывалось слабым реликтовым излучением горячего Большого взрыва – дошедшим до нас от начала времен посланием, которое провидел Леметр и предвычислил Гамов.
Рис. 16. В память о совместной с Ральфом Алфером статье 1948 года, посвященной синтезу атомных ядер в огне горячего Большого взрыва, Джордж Гамов наклеил на этикетку этой бутылки ликера «Куантро» слово YLEM. Термин «Илем» на средневековом английском обозначает первичную субстанцию, из которой был создан мир.
Открытие Пензиасом и Уилсоном реликтового микроволнового излучения прогремело на весь мир. До мирового научного сообщества наконец дошло, что космологическое расширение реально и оно означает, что прошлое Вселенной непредставимо отличалось от ее настоящего.
Осознание этого факта фундаментальным образом преобразовало ход дискуссии о происхождении Вселенной. Буквально за несколько дней первопричина расширения Вселенной, тайна, которая за тридцать лет до этого восстановила друг против друга Эйнштейна и Леметра, сделалась центральной проблемой теоретической космологии и осталась ею до сих пор.
Леметру рассказали об открытии CMB 17 июня 1966 года, в больнице, всего за три дня до его кончины. Новость о том, что «ископаемые остатки» первоначальной Вселенной, доказывающие правоту его теории, наконец найдены, принес ему близкий друг. Говорят, что на это Леметр сказал: «Я счастлив… теперь у нас есть доказательства»[81].
Сейчас может показаться странным, что «отец Большого взрыва» был католическим священником. Но Леметр хорошо понимал, как лавировать между Эйнштейном и Папой. Он приложил много стараний, чтобы объяснить, почему не видит конфликта между «двумя путями к истине», которыми он решил идти, – наукой и учением о Спасении. В интервью, которое Леметр дал Дункану Эйкману для The New York Times, он, перефразируя известное изречение Галилея о противостоянии науки и религии[82], сказал: «Как только вы осознаете, что Библия не претендует на роль научного справочника, а теория относительности не имеет никакого отношения к Спасению, старый конфликт между наукой и религией исчезает». И добавил: «Я слишком глубоко чту Бога, чтобы низводить Его до научной гипотезы»[83] (см. рис. 5 на вклейке). Работы Леметра с предельной ясностью свидетельствуют, что он не только не видел ни малейшего противоречия между этими двумя сферами, но и позволял себе некоторое легкомыслие в этом отношении. «Оказывается, – сказал он однажды, – в поисках истины приходится разбираться в душах так же хорошо, как в космических спектрах».
В начале 1960-х Леметр – в то время монсиньор Леметр, президент Папской Академии наук – стремился к тому, чтобы целью академии были передовые научные исследования, но при этом сохранялись здоровые отношения с Церковью. А добиваться этого, по его мнению, следовало скрупулезным соблюдением различий между наукой и религией в методологии и в языке. Леметр был далек от конкордизма, стремившегося непременно привести научные открытия в соответствие с истинами вероучения; он настаивал, что и у науки, и у религии есть свое собственное независимое поле деятельности. В этой связи он говорил о своей гипотезе первичного атома: «Такая теория полностью находится вне любого метафизического или религиозного контекста. Она оставляет материалисту свободу отрицать любое трансцендентное Бытие… Для верующего же она устраняет любую возможность [достичь] фамильярности с Богом. Она созвучна словам Исайи о “Сокрытом Боге”, остающемся сокрытым даже в начале творения»[84].
В более формальном смысле на позицию Леметра по этим вопросам, без сомнения, повлияли его штудии в неотомистской школе философии кардинала Мерсье в Лёвене, которые включали в себя вопросы современной науки, но отрицали ее онтологическое значение. В школе Мерсье Леметр научился видеть различие между двумя уровнями существования – между началом физического мира во временном, преходящем смысле и метафизическими вопросами существования: «Мы можем говорить об этом событии [расщеплении первичного атома] как о начале [Вселенной]. Я не говорю “о сотворении [мира]”. Физически все происходит так, как будто это действительно было началом, в том смысле, что, если что-то и происходило раньше, это не имеет никакого наблюдаемого влияния на поведение нашей Вселенной… Любое до-существование нашей Вселенной имеет чисто метафизический характер»[85].
Проведение этого различия и позволяло аббату Леметру рассматривать исследование физического происхождения Вселенной как удачную – и очевидную – возможность для развития естественных наук, в то время как Эйнштейн видел в этой проблеме угрозу физической теории. В основе их спора, таким образом, лежат различные философские позиции – они, по всей видимости, совершенно по-разному понимали, что же именно в конечном счете наука пытается сказать нам о мире. Леметр, как сейчас представляется, исключительно глубоко осознавал, что наша способность заниматься наукой на любом уровне ее абстрактности остается укорененной в наших отношениях со Вселенной. А его двойное призвание вдохновляло его тщательно разделять научную и духовную сферы. Результатом такого подхода была вера, свободная от догматизма, и наука, построенная на условиях человеческого существования. Как-то на устроенных в память Леметра торжествах в его родной деревне одна из его племянниц рассказала мне, что в семейном кругу молодежь часто поддразнивала Жоржа, добиваясь у него ответа, откуда же взялся его «первичный атом». «O, это все Бог», – отшучивался он.
Эйнштейн, наоборот, был идеалистом. Его открытие общей теории относительности представляет собой уникальный прорыв, который укрепил его убеждение в существовании окончательной «теории всего», неких вечных математических истин, определяющих свойства Вселенной и ожидающих своего открытия. Эту позицию отражает фундаментально причинное, детерминистское отношение Эйнштейна ко всем вопросам, имеющим отношение к происхождению Вселенной. Однако вытекающий из его собственной теории относительности ошеломляющий вывод, что Вселенная родилась из Большого взрыва, который также дал начало и времени, этой позиции кардинально противоречит.
В последующих главах я покажу, что взгляды Леметра в конечном счете оказались более надежным указателем направления движения к разгадке «тайны замысла». Антитеза «Эйнштейн против Леметра» отражает и дистанцию, которую спустя семьдесят лет пришлось преодолеть Хокингу. Ранний Хокинг был приверженцем позиции Эйнштейна – мы открываем в физике объективные истины, которые каким-то образом выводят нас за пределы физической Вселенной. Перейдя в истории наших странствий на более глубокий философский уровень, мы увидим, как и почему Стивен порвал с эйнштейновской позицией и пришел к принятию позиции Леметра. Мы узнаем, какие последствия это повлекло не только для нашей концепции Большого взрыва, но и для всей программы развития космологии.
Рис. 17. Когда мы только начали работать вместе, Стивен не знал о пионерской работе Леметра по квантовой космологии. Я отвез его в бывший кабинет Леметра в Премонстратенском колледже в Лёвене показал ему «Манифест Большого взрыва», опубликованный Леметром в 1931 году.