Формула Бога
Шрифт:
— Клаузиус, профессор. Кажется, в 1861 году.
— Рудольф Юлиус Эммануэль Клаузиус, — профессор нараспев произнес имя ученого, явно увлеченный излагаемым материалом. — Ранее Клаузиус уже сформулировал закон сохранения энергии, согласно которому энергия Вселенной является константой и никогда не может быть ни создана, ни уничтожена, а может лишь трансформироваться. Затем он решил предложить понятие энтропии, обобщавшее все формы энергии и температуры, которая, по его мнению, также должна быть вечной константой. Если Вселенная вечна, энергия тоже должна быть вечной, как и энтропия. Но когда Клаузиус занялся измерениями, он обнаружил, что количество теплоты, потерянной машиной, всегда превосходило количество теплоты, преобразованной в работу, что свидетельствовало о низкой производительности машины. Он распространил опыт
— Старение объектов, — продолжил диалог студент в очках.
— Старение, — подтвердил профессор. — Второй закон термодинамики доказал три вещи. — Он поднял три пальца. — Во-первых, если объекты стареют, значит существует точка во времени, когда они умрут. Произойдет это, когда энтропия достигнет своего максимума, в момент, когда во Вселенной установится равномерная температура. Во-вторых, существует стрела, или ось времени. То есть Вселенная может быть детерминирована, и вся ее будущая история уже существует, но направление ее эволюции всегда от прошлого к будущему. Данный закон подразумевает, что все эволюционирует во времени. И наконец, в-третьих, второй закон термодинамики доказал, что, раз все стареет, значит, был момент, когда все было новым. Более того, был момент, когда энтропия была минимальна. — Снова драматическая пауза. — Клаузиус показал, что рождение Вселенной — это не фантазия.
— Профессор, вы хотите сказать, что уже в XIX веке знали, что Вселенная не вечна? — спросил кто-то из задних рядов.
— Да. Когда был сформулирован и доказан второй закон термодинамики, ученые осознали, что идея вечной Вселенной несовместима с наличием необратимых физических процессов. Вселенная эволюционирует к состоянию термодинамического равновесия, при котором перестают существовать холодные и горячие области и повсеместно устанавливается постоянная температура, что означает тотальную энтропию, или максимальный беспорядок. То есть Вселенная возникает из тотального порядка и от него развивается к тотальному беспорядку, в котором заканчивается. Указанное открытие сопровождалось выявлением и других признаков. Кто-нибудь слышал о парадоксе Ольберса?.. Парадокс Ольберса связан с темнотой ночного неба. Если Вселенная бесконечна и вечна, значит, ночью не может быть темноты, поскольку небо будет обязательно залито светом, проистекающим от бесконечного множества звезд, не так ли? Но темнота существует, что является парадоксом. И решается данный парадокс только через придание Вселенной возраста, поскольку таким образом можно постулировать, что Земля получает только тот свет, который с момента рождения Вселенной успел до нее дойти. Таково единственное объяснение факта существования темноты космоса.
— Следовательно, точка «альфа» действительно существовала? — спросил еще кто-то.
— Точно. Но требовалось решить еще одну задачу, связанную с гравитацией. Ученые исходили из тезиса, что Вселенная, будучи вечной, является также статичной, и на данной предпосылке зиждилась вся Ньютонова физика. Сам Ньютон, однако, сознавал, что его закон притяжения, согласно которому всякая материя притягивает материю, предполагает в качестве конечного следствия превращение всей Вселенной в гигантский сгусток амальгамированной массы. Материя влечет к себе материю. Тем не менее этого не происходит, и материя остается разбросанной по небу, не так ли? Как же объяснить подобный феномен?
— Не к помощи ли бесконечного прибег Ньютон?
— Да, Ньютон сказал, что стеканию всей материи в единую массу препятствует бесконечность Вселенной. Однако истинный ответ дал Хаббл.
— Телескоп или астроном? — сострил студент, в самом начале лекции со скучающим видом глядевший в окно.
— Астроном, разумеется. В двадцатые годы XX столетия Эдвин Хаббл подтвердил существование галактик за пределами Млечного пути и, измерив спектральные параметры
— Вопрос несложный, — ерзая от нетерпения, поспешил ответить студент в очках. — Если все галактики удаляются друг от друга, значит, когда-то в прошлом они были вместе, составляли единое целое.
— Правильно. Расширяющаяся Вселенная предполагает, что был начальный момент, когда всё находившееся вместе устремилось в разные стороны, во всех направлениях. Кстати, это полностью согласовывается с общей теорией относительности, допускающей идею динамической Вселенной. Таким образом, на основе всех упомянутых открытий один бельгийский священник по имени Жорж Леметр выдвинул в двадцатых годах прошлого века новую идею.
Луиш Роша повернулся к доске и написал на ней два слова.
— Big Bang, — прочел он. — Большой взрыв. — Профессор вновь обратился лицом к студентам. — Леметр предложил чрезвычайно оригинальную идею — рождения Вселенной из колоссального начального взрыва. Это одним махом решало все имевшиеся проблемы с концепцией вечной и статичной Вселенной. Большой взрыв удовлетворял второму закону термодинамики, решал парадокс Ольберса, увязывал нынешнюю конфигурацию Вселенной с законом всемирного тяготения и согласовывался с теориями относительности. Вселенная брала свое начало во внезапном гигантском взрыве… хотя, возможно, более уместно использовать слово «выброс», а не «взрыв».
— А до этого… э-э-э… выброса, что было до этого, профессор? — спросила студентка, видимо, наделенная весьма пытливым умом. — Только пустота?
— Ничего. Вселенная началась с Большого взрыва.
Задавшая вопрос девушка растерялась.
— Да, но… все-таки… что было до выброса? Ведь должно же было что-то быть раньше, или нет?
— Я об этом и толкую: никакого «раньше» не было, — настойчиво повторил Луиш Роша. — Не было вообще ничего, даже вакуума. Большой взрыв подразумевает, что пространства не существовало. Оно возникло с внезапным бурным выбросом, понимаете? Согласно теориям относительности, пространство и время — две стороны одной медали, так ведь? А отсюда следует логическое заключение: если пространство родилось с Большим взрывом, время появилось тогда же. Спрашивать о том, что было до того, как появилось время, все равно, что спрашивать о том, что находится севернее Северного полюса. Это бессмысленно, вы поняли?
Студентка неуверенно кивнула.
— Проблема начального момента, пожалуй, наиболее сложная во всей теории, — отметил профессор. — Как полагают, Вселенная пребывала в состоянии так называемой сингулярности, то есть была сжата вся в бесконечно малую точку, и вдруг произошло извержение. Образовалась материя, возникли пространство и время, а вместе с ними родились и законы Вселенной.
— А что явилось причиной этого, как вы сказали, извержения? — задал вопрос молодой человек в очках.
Студент, скорее всего, даже не догадывался о том, что затронул наиболее деликатный момент в теории Большого взрыва. Перед этой проблемой пасовали сами ученые.
— Видите ли, к данному моменту парадигма причинности неприложима, — веско произнес профессор.
— Вы хотите сказать, что причина отсутствовала?
— То, о чем я говорю, вызывает недоумение. Однако важно, чтобы вы не упустили нить моих рассуждений. У всех событий есть причины и следствия, которые, в свою очередь, становятся причинами других следствий. Так? — Несколько голов кивнули в знак согласия. — Хорошо. Процесс «причина — следствие — причина» подразумевает некую хронологию, не так ли? Сначала возникает причина, затем появляется следствие. — Преподаватель поднял руку, обращая внимание на то, что будет сказано дальше. — А теперь заметьте: если в той бесконечно малой точке время еще не существовало, как одно событие могло породить другое? Не было ни «до», ни «после», а значит, не было ни причин, ни следствий, потому что никакое событие не могло предшествовать никакому другому событию.