Расширяющаяся Вселенная

Примером того, к каким неправильным выводам и толкованиям может привести приложение упрощённых уравнений общей теории относительности ко всей бесконечной Вселенной, может служить история с так называемой “расширяющейся Вселенной”.   

Одно из возможных решений уравнений этой теории, принадлежащее советскому учёному А. А. Фридману, приводит к выводу, что Вселенная расширяется. Некоторые учёные сделали отсюда вывод, что плотность материи во Вселенной всё уменьшается, так как изменение расстояния между далёкими галактиками в единицу времени (то есть их относительная скорость) растет пропорционально расстояниям между ними.   

Следовательно, чем дальше от нас находятся галактики, тем с большей скоростью они движутся, разлетаясь в разные стороны.   

Практические наблюдения, исследование так называемого “красного смещения” — сдвига спектральных линий в спектрах галактик к красному концу, тоже показали, что наиболее отдалённые от нас галактики движутся, разлетаясь со скоростями до 60000 км/сек. Вспомним, что, согласно эффекту Допплера (стр. 53), спектральные линии в случае удаления галактик от нас должны смещаться именно к красному концу.   

Но если в настоящее время галактики разлетаются в разные стороны, значит, было время, когда они были все в одном месте, из которого и началось их движение. Вычисления подтвердили, что несколько миллиардов лет назад они, видимо, находились в одном и том же месте Вселенной. Определение радиоактивным методом возраста коренных пород, слагающих нашу Землю, и возраста метеоритов — единственных доступных нашему непосредственному исследованию космических тел — приводит к числу того же порядка: они образовались 5—6 миллиардов лет назад. На этом основании некоторые зарубежные теоретики и утверждают, что несколько миллиардов лет назад вся известная нам во Вселенной материя составляла некий “мировой атом”, который взорвался, и продукты распада его начали разлетаться с огромной скоростью. При этом в области расширяющихся продуктов взрыва образовались различные астрономические объекты — галактики, туманности, а в них уже возникали в свою очередь звёзды, планетные системы и т. д.   

Вне области распада расширяющихся продуктов взрыва нет ничего, там нет самой Вселенной. Там — ничто, а Вселенная — это и есть область расширяющихся продуктов взрыва начального “мирового атома”. Вот к какому идеалистическому выводу пришли некоторые зарубежные учёные.   

Рис. 2. “Разбегание галактик”, обнаруживаемое по “красному смещению” в спектре. Чем дальше от нас галактика, тем быстрее она удаляется от нас.

С нашей точки зрения, в теории расширяющейся Вселенной есть рациональное зерно. Нельзя отрицать фактов: красного смещения, говорящего нам о разлёте галактик, показаний “урановых часов”, “стрелки” которых отмечают возраст известных нам веществ на Земле и в метеоритах. Но в трактовке зарубежных теоретиков-идеалистов есть много неверного.   

Рассмотрим такую модель. Предположим, что частички какого-либо газа в какой-то начальный момент времени начнут двигаться к центру. Настанет миг, они все столкнутся в центре, возникнет область покоя, в которой сконденсируется кинетическая энергия этих частичек. Затем она начнёт освобождаться, расталкивая частички газа. Ударная волна пройдёт от центра к периферии образовавшегося шара, и, когда достигнет его поверхности, начнётся процесс истечения. При этом наибольшую скорость получат те частички, которые находились на поверхности шара. У частичек, слагавших внутренние слои, эта скорость будет значительно меньше. Если мы положим несколько шашек так, чтобы они касались друг друга, и ударим линейкой по крайней, удар, пройдя через все шашки, далеко оттолкнёт последнюю, слегка отодвинет предпоследнюю и почти не стронет с места другие.   

Представим себе, что частички разлетающегося газа обладают взаимным притяжением. Средние частички начнут снова падать к центру, затем снова начнётся процесс истечения. Ядро будет пульсировать.   

Расширим нашу модель до гигантских размеров. Мы можем представить себе, что известная нам материя Вселенной гравитационно сжималась вокруг какой-то центральной области. Под влиянием сверхвысоких давлений, возникающих здесь, могли произойти те или иные ядерные реакции, выделение огромного количества энергии и взрыв с разлётом гигантских клубков вещества. Возможно, что результаты этого гигантского взрыва мы и наблюдаем сейчас. А о времени, когда произошёл этот взрыв, нам сообщают “урановые часы”, пущенные в ход в момент взрыва.   

Конечно, мы не можем сейчас говорить о подробностях этого взрыва. Мы даже не знаем, в какой форме была материя до этого взрыва и во время его. Ведь вечна только материя, а формы её существования переменны: из одной формы она может переходить в другую.   

Рис. 3. Возможное объяснение разлета галактик. Внизу показано распределение скоростей и плотности при взрыве.

Но мы можем смело утверждать, что не выдерживает никакой критики попытка католической церкви объявить взрыв и последующий разлёт материи “первичного атома” “сотворением мира”, произведённым по воле некоего “высшего творца”. Гигантский переворот, который, может быть, исторгнул из своих недр все известные нам миры и галактики, был просто очередным эпизодом в истории развития вечной материи в бесконечной Вселенной.   

Наивны и попытки некоторых зарубежных учёных, пытающихся ограничить Вселенную областью расширяющейся материи, описываемой упрощёнными уравнениями. Вселенная бесконечна в пространстве и во времени, и известная нам область, к границам которой мы можем стремиться сегодня силой человеческой мысли, также не может нам дать представление обо всей Вселенной. Настанет время — и ещё расширятся наши знания о Вселенной. Но всё новые вопросы будут возникать перед человеком.   

Гипотеза о расширяющейся части Вселенной дополняет космогонические гипотезы образования звёзд планетных систем. Она хорошо объясняет спирально-вихревое строение галактик, в частности нашей Галактики. Дело в том, что за фронтом взрывной волны неизбежно должны образоваться вихри. Этот процесс можно легко моделировать в земных условиях. Спиральные галактики можно поэтому рассматривать как вихревые образования, устойчивые благодаря их большой массе и силе всемирного тяготения. В этих спиральных галактиках и протекают из гигантских газовых и пылевых масс процессы звездообразования, рождения планетных систем и т. д. Вместе с тем мы ясно можем себе представить, что процесс “расширения” нашей видимой Вселенной является зональным (местным) и временным. В целом в бесконечной Вселенной всегда существует также бесконечное число как расширяющихся, так и сжимающихся конечных частей.