Рыцарь Вечности

Фред Хойл

Фред Хойл

В нау­ке доста­точ­но яркий след оста­ви­ли не толь­ко пра­виль­ные тео­рии и кон­цеп­ции, но и неко­то­рые кра­си­вые заблуж­де­ния. Автор одно­го из тако­вых — англий­ский аст­ро­фи­зик Фред Хойл. Дан­ное эссе выстро­и­лось в ходе рас­ко­пок предыс­то­рии тео­рии кос­мо­ло­ги­че­ской инфля­ции — тео­рии, кото­рая наи­бо­лее есте­ствен­ным и непро­ти­во­ре­чи­вым обра­зом объ­яс­ня­ет появ­ле­ние нашей Все­лен­ной вме­сте с мно­же­ством дру­гих подоб­ных и совер­шен­но не похо­жих. Ока­зы­ва­ет­ся, тео­рия Хой­ла под назва­ни­ем «ста­ци­о­нар­ная модель», будучи непра­виль­ной, лежит весь­ма близ­ко к рус­лу, из кото­ро­го вытек­ла совре­мен­ная кос­мо­ло­ги­че­ская кон­цеп­ция.

Фред Хойл вошел в исто­рию в четы­рех ипо­ста­сях: как один из пио­не­ров тео­рии нук­ле­осин­те­за в звез­дах, как автор науч­но-фан­та­сти­че­ских рома­нов, как побор­ник тео­рии пан­спер­мии и как упря­мый без­успеш­ный борец с кон­цеп­ци­ей Боль­шо­го взры­ва (меж­ду про­чим, тер­мин «Big Bang», воль­но пере­ве­ден­ный на рус­ский как «Боль­шой взрыв», при­ду­мал имен­но он).

В тео­рии нук­ле­осин­те­за Хойл про­бил тупик, казав­ший­ся глу­хим, — как в звез­дах обра­зу­ют­ся эле­мен­ты тяже­лее гелия. Ока­зы­ва­ет­ся, мости­ком от гелия к более тяже­лым эле­мен­там слу­жит трой­ная гели­е­вая реак­ция — сли­ва­ют­ся три ядра гелия, обра­зуя ядро угле­ро­да. Веро­ят­ность реак­ции полу­ча­ет­ся доста­точ­но высо­кой лишь пото­му, что у угле­ро­да суще­ству­ет ядер­ный резо­нанс с «пра­виль­ной» энер­ги­ей; имен­но Хойл в кон­це 40-х пред­ска­зал суще­ство­ва­ние это­го резо­нан­са, потом этот факт был экс­пе­ри­мен­таль­но под­твер­жден. Поз­же он с Мар­га­рет Бер­бидж, Дже­фе­ри Бер­би­джем и Уилья­мом Фау­ле­ром опуб­ли­ко­вал фун­да­мен­таль­ную ста­тью по звезд­но­му нук­ле­осин­те­зу, став­шую зна­ме­ни­той.

Инте­рес­но, что он так­же вполне состо­ял­ся как писа­тель-фан­таст. Наи­бо­лее изве­стен роман «Чер­ное обла­ко», кото­рый мож­но сме­ло реко­мен­до­вать:  http://lib.ru/INOFANT/HOJL/cloud.txt

Что каса­ет­ся ста­ци­о­нар­ной моде­ли Все­лен­ной, то здесь важен кон­текст, поэто­му посвя­тим пару слов исто­рии кос­мо­ло­гии.

В XVII–XIX веках, вплоть до 20-х годов ХХ века Все­лен­ная счи­та­лась бес­ко­неч­ной, веч­ной и име­ла ста­тус вме­сти­ли­ща все­го суще­го. У этой пара­диг­мы были про­бле­мы типа фото­мет­ри­че­ско­го пара­док­са Оль­бер­са (луч зре­ния в любом направ­ле­нии в кон­це кон­цов упрет­ся в поверх­ность звез­ды, поэто­му всё небо долж­но сиять, как поверх­ность Солн­ца), неиз­беж­но­сти теп­ло­вой смер­ти Все­лен­ной и ее гра­ви­та­ци­он­ной неустой­чи­во­сти. Тем не менее, боль­шин­ство уче­ных пола­га­ло, что с раз­ви­ти­ем нау­ки эти про­бле­мы рас­со­сут­ся, кто-то пытал­ся най­ти лазей­ки, спа­са­ю­щие пара­диг­му. Даже сам Эйн­штейн, видя, что в его Общей тео­рии отно­си­тель­но­сти Все­лен­ная ока­зы­ва­ет­ся неста­ци­о­нар­ной, пред­ло­жил вве­сти в урав­не­ния спе­ци­аль­ный ста­би­ли­зи­ру­ю­щий член, от кото­ро­го поз­же отка­зал­ся.

В 20-х годах Фрид­ман нашел реше­ния урав­не­ний Эйн­штей­на, где Все­лен­ная обя­за­тель­но име­ла нача­ло во вре­ме­ни и рас­ши­ря­ет­ся из состо­я­ния с бес­ко­неч­ной плот­но­стью, а Хаб­бл открыл закон крас­но­го сме­ще­ния галак­тик. Посте­пен­но тео­рия рас­ши­ря­ю­щей­ся Все­лен­ной ста­ла утвер­ждать­ся, но уж очень она каза­лась фило­соф­ски дис­ком­форт­ной. Есте­ствен­но, оста­лось мно­го тех, кто отста­и­вал ста­рую веч­ную Все­лен­ную, при­ду­мы­вая уверт­ки и лазей­ки. Напри­мер, пред­по­ла­га­ли, что крас­ное сме­ще­ние вызва­но не раз­бе­га­ни­ем галак­тик, а «ста­ре­ни­ем фото­нов» —буд­то есть какой-то меха­низм, в резуль­та­те кото­ро­го фотон по доро­ге теря­ет энер­гию.

Хойл отста­и­вал веч­ность Все­лен­ной доль­ше всех. Его тео­рия, вошед­шая в исто­рию как «ста­ци­о­нар­ная модель», была впер­вые пред­ло­же­на им в 1948 году сов­мест­но с Тома­сом Гол­дом и Гер­ма­ном Бон­ди.

Хойл при­зна­вал, что Все­лен­ная рас­ши­ря­ет­ся, галак­ти­ки раз­бе­га­ют­ся и крас­ное сме­ще­ние — реаль­ный эффект Допле­ра, а не мифи­че­ское «ста­ре­ние фото­нов». Но! Пусть в каж­дом куби­че­ском кило­мет­ре про­стран­ства в сред­нем раз в год рож­да­ют­ся один про­тон и один элек­трон. Это­го доста­точ­но, что­бы ком­пен­си­ро­вать раз­бе­га­ние галак­тик и под­дер­жи­вать сред­нюю плот­ность Все­лен­ной на одном уровне. И так мог­ло быть все­гда — ника­ких Боль­ших взры­вов.

Отку­да возь­мут­ся этот про­тон с элек­тро­ном? — Да хоть из ниче­го! Ведь в кос­мо­ло­гии Боль­шо­го взры­ва целая Все­лен­ная воз­ник­ла из ниче­го (в те вре­ме­на о «при­вод­ном меха­низ­ме» Боль­шо­го взры­ва никто не имел поня­тия). По мне­нию Хой­ла, Боль­шой взрыв анти­на­учен и ско­рее отно­сит­ся к сфе­ре тео­ло­гии, чем физи­ки.

Далее, новое веще­ство поти­хонь­ку сгу­ща­ет­ся в новые галак­ти­ки (на самом деле с этим могут быть боль­шие про­бле­мы), ста­рые осво­бож­да­ют место для новых, и Все­лен­ная само­вос­про­из­во­дит­ся, оста­ва­ясь веч­но моло­дой. Это очень опти­ми­сти­че­ская тео­рия. С пара­док­сом Оль­бер­са всё в поряд­ке — дале­кие звез­ды не све­тят из-за крас­но­го сме­ще­ния. Теп­ло­вая смерть тоже отме­ня­ет­ся: рож­да­ю­ща­я­ся мате­рия име­ет низ­кую энтро­пию: она сгу­стит­ся в звез­ды и ста­нет новым топ­ли­вом. Энтро­пия сопут­ству­ю­ще­го объ­е­ма в рас­ши­ря­ю­щей­ся Все­лен­ной рас­тет, но энтро­пия фик­си­ро­ван­но­го объ­е­ма оста­ет­ся посто­ян­ной.

В такой веч­но­зе­ле­ной Все­лен­ной при­об­ре­та­ет смысл ста­рая идея пан­спер­мии. Жизнь воз­ник­ла не на Зем­ле — она гораз­до древ­нее, а может быть, веч­на. Она пере­но­сит­ся в кос­мо­се в виде спор при­ми­тив­ной жиз­ни, напри­мер с пылью или вмо­ро­жен­ная в глы­бы льда, выбро­шен­но­го с поверх­но­сти пла­нет уда­ра­ми метео­ри­тов. Спо­ры засе­ва­ют новые пла­не­ты, жизнь на них раз­мно­жа­ет­ся и эво­лю­ци­о­ни­ру­ет к выс­шим фор­мам, и так будет все­гда! Не прав­да ли, заме­ча­тель­но?!

А если Все­лен­ная роди­лась в резуль­та­те Боль­шо­го взры­ва? Тогда в идее пан­спер­мии нет осо­бо­го смыс­ла. Дей­стви­тель­но, жизнь на Зем­ле появи­лась 4 мил­ли­ар­да лет назад, а еще на 6–7 мил­ли­ар­дов лет рань­ше для нее во Все­лен­ной не было ника­ких усло­вий. Какая раз­ни­ца — заро­ди­лась жизнь на Зем­ле или чуть рань­ше на дру­гой пла­не­те и с огром­ны­ми труд­но­стя­ми пере­прыг­ну­ла на Зем­лю. Ста­тус пан­спер­мии уже не тот: вме­сто неогра­ни­чен­но­го вре­ме­ни на зарож­де­ние и рас­про­стра­не­ние жиз­ни отво­дит­ся все­го лишь раза в 2 боль­ший срок, чем она суще­ству­ет на Зем­ле.

У тео­рии Хой­ла есть еще один плюс: она отча­сти име­ет под собой физи­че­скую осно­ву, кото­рая окреп­ла со вре­ме­нем. Такой тип рас­ши­ре­ния Все­лен­ной, как тре­бу­ет­ся в этой тео­рии, про­ис­хо­дит на самом деле пря­мо сей­час. Это реше­ние де-Сит­те­ра: уско­рен­ное экс­по­нен­ци­аль­ное рас­ши­ре­ние, когда рас­сто­я­ние меж­ду парой дале­ких галак­тик уве­ли­чи­ва­ет­ся в 2 раза, напри­мер, каж­дые 10 мил­ли­ар­дов лет. В 1963–1966 годах Хойл в соав­тор­стве с Джа­ян­том Нар­ли­ка­ром раз­вил идею, что Все­лен­ная запол­не­на неким полем, кото­рое он назвал «полем тво­ре­ния» (С-field) с отри­ца­тель­ны­ми дав­ле­ни­ем и плот­но­стью энер­гии, кото­рая вызы­ва­ет экс­по­нен­ци­аль­ное рас­ши­ре­ние Все­лен­ной и рож­да­ет новые части­цы.

Здесь осве­дом­лен­ный чита­тель может вос­клик­нуть: «Да это же один в один инфля­ция, при­ду­ман­ная на 15 лет поз­же!». Почти что так, за исклю­че­ни­ем зна­ка плот­но­сти энер­гии поля. А в общем идея ока­за­лась близ­кой к истине. Фак­ти­че­ски Хойл с Нар­ли­ка­ром дей­стви­тель­но пер­вы­ми пред­ло­жи­ли кустар­ный вари­ант меха­низ­ма под назва­ни­ем 
«кос­мо­ло­ги­че­ская инфля­ция», зани­ма­ю­щий цен­траль­ное место в совре­мен­ной кос­мо­ло­гии. Увы, идея была при­ло­же­на к непра­виль­но­му сце­на­рию и име­ла невер­ные поло­же­ния: напри­мер, сей­час ясно, что поле с отри­ца­тель­ной энер­ги­ей будет неста­биль­но. Сей­час мы мно­го чего еще зна­ем — что подоб­ное поле суще­ству­ет (толь­ко его плот­ность энер­гии поло­жи­тель­на, а не отри­ца­тель­на) и что оно дей­стви­тель­но вызы­ва­ет уско­рен­ное рас­ши­ре­ние Все­лен­ной. Одна­ко рож­дать про­то­ны с элек­тро­на­ми это поле по совре­мен­ным пред­став­ле­ни­ям не может. В широ­ких мас­сах оно извест­но под име­нем «тем­ная энер­гия». Фред Хойл дожил до откры­тия уско­рен­но­го рас­ши­ре­ния Все­лен­ной (это про­изо­шло в кон­це 90-х) и навер­ня­ка пора­до­вал­ся.

Как жаль, что эта жиз­не­утвер­жда­ю­щая тео­рия ока­за­лось невер­ной!

Силь­ней­ший удар по ней был нане­сен откры­ти­ем мик­ро­вол­но­во­го релик­то­во­го излу­че­ния, остав­ше­го­ся со вре­ме­ни, когда Все­лен­ная вся была запол­не­на горя­чей плаз­мой. Хойл не сдал­ся, он пред­по­ло­жил, что это излу­че­ние — свет дале­ких звезд, пере­ра­бо­тан­ный галак­ти­че­ской пылью. Хой­лу ука­за­ли на то, что Все­лен­ная явно меня­ет­ся со вре­ме­нем: ква­за­ры почти исчез­ли за послед­ние несколь­ко мил­ли­ар­дов лет, изме­ни­лись типы галак­тик. Но он про­дол­жал выкру­чи­вать­ся, искал лазей­ки. В част­но­сти, пред­по­ло­жил, что тво­ре­ние веще­ства идет не рав­но­мер­но, а моду­ли­ро­ва­но сину­со­и­дой. Так и не сдал­ся! Испор­тил себе репу­та­цию, воз­мож­но, имен­но по этой при­чине не полу­чил Нобе­лев­скую пре­мию, кото­рая была при­суж­де­на его соав­то­ру Уилья­му Фау­ле­ру за тео­рию нук­ле­осин­те­за в звез­дах, но не сдал­ся. Умер в воз­расте 86 лет, в зва­нии рыца­ря (посвя­щен в 1972 году), в новом тыся­че­ле­тии (2001 год), когда основ­ные собы­тия в дан­ной обла­сти нау­ки уже про­изо­шли. Уже стал изве­стен и при­вод­ной меха­низм Боль­шо­го взры­ва — та самая кос­мо­ло­ги­че­ская инфля­ция. Стал попу­ля­рен и меха­низм веч­ной инфля­ции — как раз про­цесс веч­но­го тво­ре­ния с экс­по­нен­ци­аль­ным рас­ши­ре­ни­ем про­стран­ства, толь­ко рож­да­ют­ся в этом про­цес­се не про­то­ны с элек­тро­на­ми, а все­лен­ные.

Веро­ят­но, дра­ма Хой­ла заклю­ча­ет­ся в том, что фило­соф и поэт в его душе ока­за­лись силь­ней про­фес­си­о­на­ла-физи­ка. Всё-таки сто­ит отдать ему долж­ное не толь­ко за выда­ю­щи­е­ся пра­виль­ные рабо­ты, но и за кра­си­вые заблуж­де­ния, без кото­рых исто­рия нау­ки была бы скуч­нее.

Борис Штерн 

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , ,

 

2 комментария

  • Hmelnikov:

    Насколь­ко пони­маю, ста­тья попу­ля­ри­зи­ру­ет нау­ку, пото­му абсо­лют­ный диле­тант, како­вым я явля­юсь, име­ет пра­во зада­вать недо­умён­ные вопро­сы.
    Если поз­во­ли­те, пред­ла­гаю начать с мало­го, доступ­но­го и види­мо­го.
    Как пола­га­е­те, Штерн, в чём при­чи­на уда­ле­ния Луны от Зем­ли?
    Она полу­ча­ет энер­гию от при­ли­вов?
    Не верю.
    При­ли­вы даже в пер­вом при­бли­же­нии сим­мет­рич­ны отно­си­тель­но линии, соеди­ня­ю­щей ЦМ Луны и Зем­ли.
    А в чём при­чи­на уве­ли­че­ния масс эта­ло­нов мас­сы?
    Вам это явле­ние зна­ко­мо?
    А поче­му уве­ли­чи­ва­ет­ся аст­ро­но­ми­че­ская еди­ни­ца?
    Был бы весь­ма бла­го­да­рен Вам за пояс­не­ния.

    • Андрей:

      >Не верю.
      Это не науч­ное утвер­жде­ние.

      >Она полу­ча­ет энер­гию от при­ли­вов?
      Имен­но так. Луна кру­тит­ся в 28 раз мед­лен­нее чем зем­ля и при­лив­ные гор­бы обго­ня­ют её за счет тре­ния о Зем­лю. Соот­вет­ствен­но Зем­ля тор­мо­зит­ся, а Луна уско­ря­ет­ся и отда­ля­ет­ся.
      Посмот­ри­те лек­цию Вла­ди­ми­ра Сур­ди­на на Пост­на­у­ке или Ю-тью­бе.

      >А в чём при­чи­на уве­ли­че­ния масс эта­ло­нов мас­сы?
      Видать окис­ля­ют­ся по-малень­ку. Или фейк.

      >А поче­му уве­ли­чи­ва­ет­ся аст­ро­но­ми­че­ская еди­ни­ца?
      Ну это вооб­ще чистая услов­ность. Мне напр. астр. еди­ни­ца вооб­ще кажет­ся релик­том антро­по­цен­три­че­ской кар­ти­ны мира и счи­таю её нуж­но лик­ви­ди­ро­вать. В Сол­неч­ной систе­ме есте­ствен­ная еди­ни­ца – 50 млн. км. гру­бо гово­ря ради­ус пер­вой пла­не­тар­ной орби­ты, Мер­ку­рия. Тогда лег­ко мож­но пред­ста­вить мас­шта­бы и рас­сто­я­ния в Сол­неч­ной систе­ме с помо­щью напри­мер мет­ро­вой рулет­ки. А допо­топ­ная офи­ци­аль­ная аст­ро­но­ми­че­ская еди­ни­ца ниче­го тако­го не даёт.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com