По следам бесконечности
Шрифт:
— Хорошо, — говорит Зельманов. — Начнем с вопроса о том, можно ли вообще — в принципе — объяснить красное смещение не эффектом Доплера, а какой-либо другой причиной? В качестве такой причины чаще всего выдвигалась идея «старения» фотонов, их постепенной «деградации» на долгом пути через космическое пространство. Однако спор между эффектом Доплера и эффектом деградации может быть однозначно разрешен с помощью астрономических наблюдений. Дело в том, что эти эффекты не совсем одинаковы.
Зельманов подвигает к себе чистый лист бумаги и продолжает, одновременно выписывая четкие значки формул:
— При старении фотонов сдвиг спектральных линий должен
— И что же говорят наблюдения?
— Наблюдения недвусмысленно свидетельствуют о том, что красное смещение в спектрах галактик есть результат эффекта Доплера.
— А эффект Эйнштейна? — спрашиваю я.
(Дело в том, что есть еще одно физическое явление, сходное с эффектом Доплера. Когда излучение распространяется в поле тяготения, его частота изменяется так же, как и при взаимном удалении источника и приемника.)
— Расчеты показывают, — пожимает плечами Зельманов, — что в случае метагалактического красного смещения этот эффект, известный под названием «гравитационного смещения», или «эффекта Эйнштейна», может представлять собой лишь весьма небольшую добавку к эффекту Доплера.
— Следовательно…
— Следовательно, современная физика не знает таких явлений за исключением эффекта Доплера, с помощью которых можно было бы объяснить красное смещение, фактически наблюдаемое в спектрах галактик.
— Давайте поставим вопрос так, — предлагаю я. — Есть ли вообще в настоящее время основания искать какие-то другие объяснения, не связанные с эффектом Доплера? Это было бы, очевидно, оправдано в том случае, если бы «доплеровская» картина приводила к каким-либо серьезным противоречиям. Существуют ли такие противоречия в действительности?
— Таких противоречий лично я не вижу;—убежденно говорит Зельманов. — Наоборот, открытие реликтового излучения — экспериментальное доказательство справедливости теории расширения.
— Но в статье, о которой идет речь, как раз выражаются сомнения на этот счет. Высказывается предположение, что реликтовое излучение — вовсе не реликтовое, что на самом деле зарегистрирован лишь некий общий тепловой фон Метагалактики, имеющий совершенно иную природу.
— Действительно, такое предположение высказывалось и некоторыми астрофизиками. Однако еще летом 1970 года в Англии на очередном конгрессе Международного астрономического союза ученые пришли к единодушному мнению, что никаких серьезных оснований сомневаться в реликтовом характере зарегистрированного космического радиоизлучения в настоящее время не существует.
Зельманов немного помолчал, а затем, видимо, следуя своему обычному стремлению рассмотреть любой вопрос со всех сторон, добавил:
— Но если бы даже оказалось, что реликтового излучения нет вообще, то и это вовсе бы не означало, что от теории расширения Метагалактики необходимо отказаться. В рамках этой теории возможен и такой вариант, при котором реликтовое излучение отсутствует.
— В статье поднимается и еще один вопрос. Имеются ли вообще в нашем распоряжении необходимые эталоны для измерения величины красного смещения? Ведь если длины волн электромагнитного излучения увеличиваются так же, как метагалактические расстояния, а размеры атомов так же, как длины волн, то тогда и в самом деле ничего нельзя обнаружить.
На этот раз Зельманов задумался. Потом сказал медленно и раздельно,
— Современная физика исходит из того, что при расширении Метагалактики происходит лишь изменение космологических масштабов. Масштабы же микроскопические и макроскопические в процессе расширения сохраняются. Что же касается длин электромагнитных волн, то они действительно изменяются так же, как расстояния между галактиками, и это действительно является следствием расширения. Однако эти изменения относятся к тому излучению, которое уже покинуло источник. Другими словами, длины волн изменяются «в пути» по дороге к приемнику. Длины же волн, свойственные излучению того или иного источника, как и размеры атомов, остаются неизменными. И это не просто одна из возможных точек зрения, — закончил он, — а вопрос, тесно связанный с фундаментальными основами всей современной физики вообще.
— Ну, а если во Вселенной все-таки происходит одновременное изменение и космологических и атомных масштабов? Что тогда?
— Тогда?.. — Зельманов саркастически улыбнулся. — Можно показать, что подобное допущение, по существу, означает ревизию всей современной физики.
— Конечно… Конечно… Понимаю, что вы хотите сказать, — быстро продолжил он, предупреждая мои возражения. — Разумеется, это еще не аргумент. Согласен, что, несмотря на все свои огромные успехи, современная физика — тоже не «истина в последней инстанции». И многие ее положения будут еще углубляться, уточняться, дополняться и пересматриваться. Более того, у современной физики есть свои принципиальные трудности, по-видимому, требующие совершенно новых идей. Но если уж в этой области естествознания и произойдет очередная революция, то она, скорее всего, будет связана с теорией элементарных частиц, а уж во всяком случае не с проблемой расширения Метагалактики. Кардинальные преобразования необходимы только в тех случаях, когда либо теория не может объяснить новых фактов, либо в ней обнаруживаются глубокие внутренние противоречия. Однако ничего подобного в теории расширяющейся Метагалактики нет. Не правда ли?..
— И еще одни вопрос… Итак, мы живем в расширяющейся Метагалактике и наблюдаем картину удаления окружающих нас галактик по всем направлениям. В связи с этим невольно может сложиться впечатление, что именно мы как раз находимся в центре расширения — неподвижной точке, от которой во все стороны разбегаются остальные звездные острова. Так ли это?
— Конечно, не так!
— Но хотелось бы представить себе это явление хоть как-то наглядно. Может быть, можно привести какую-нибудь аналогию?
— Аналогию? — И, немного подумав, Зельманов предложил такой поясняющий пример.
Представим себе, что из одного пункта одновременно на совершенно прямое шоссе выезжают несколько автомашин и начинают движение с разными скоростями. Через некоторое время они, очевидно, расположатся друг относительно друга в соответствии со своими скоростями: те, что движутся быстрее, уйдут вперед, более медленные — отстанут.
Теперь каждая впереди идущая машина будет, очевидно, двигаться с большей скоростью, чем следующая за ней. Представим себе наблюдателя, который находится в одной из средних машин и видит все остальные машины впереди и сзади, но не видит шоссе. Тогда, независимо от того, в какой из машин он едет, ему будет казаться, что именно он находится в центре расширения, вернее растяжения вереницы машин, так как все остальные машины — и передние и задние — будут от него удаляться: передние уходить все дальше и дальше, задние — все сильнее отставать.