Более того, если верить ведущей космологической теории об ускорении расширения Вселенной, которое может разделять разные части Вселенной в таком темпе, что свет от удаленного объекта никогда не сможет дойти до нас в силу того, что скорость света является конечной величиной, в соответствии с существующим представлением в современной физике.
Фигурально выражаясь, размер обозреваемой Вселенной вырос в тысячу раз за последние сто лет благодаря улучшению наших телескопов. Возможно, стоит подождать еще сто лет, пока наши приборы станут еще более чувствительными, прежде чем начинать в очередной бесчисленный раз делать обобщающие космологические выводы? А может быть, такие выводы вообще противоречат научному подходу, и какими бы ни были наши приборы, космологические выводы всегда будут основываться на спекулятивных соображениях?
Наблюдаемая в настоящее время Вселенная представляется плоской, что, впрочем, может оказаться неверным, по мере того как размер доступной для нашего обозрения Вселенной увеличится. Точно так же Земля кажется плоской, однако, наблюдая нашу планету из космоса, наблюдатель сможет убедиться в своей ошибке.
Итак, стоит ли вкладывать усилия и средства в исследования тех областей, которые очевидно страдают от недостатка данных для достижения определенных результатов? Возможно, лучше оставить эти области до тех пор, пока не появятся новые методы, которые позволят нам пересмотреть изучаемые нами вопросы и, возможно, поставить их по-новому. Увы, этот подход отвергается современной наукой. Какой смысл в жертвах многочисленных героев-первопроходцев, пытавшихся достигнуть Северного и Южного полюсов Земли, если через считанные десятилетия эти области стали доступны для изучения с помощью авиации? Самолеты были сконструированы для независимых, вполне независимых от арктического освоения целей, но впоследствии смогли легко удовлетворить потребность географов к исследованию этих труднодоступных мест (которые, впрочем, оказались не столь занимательными, как ожидалось).
Можно применить аллегорию, описывающую космолога в качестве человека, стоящего на вершине холма в пустыне и пытающегося делать многозначительные выводы о Земле в целом, не подозревая о наличии на ней лесов, озер, морей, океанов...
Так или иначе, теоретически представляется возможным, основываясь на наблюдаемом материале, исследовать пространственно-временные характеристики Вселенной, если нет помех. Однако в реальности эта задача чрезвычайно трудна, поскольку сложно установить расстояние до всех наблюдаемых объектов, что требует точного понимания их природы. Кроме того, изображения удаленных объектов значительно искажены. Чем дальше мы заглядываем в глубь Вселенной, тем более неопределенными становятся наши выводы. Иногда к астрофизическим наблюдениям приступали без их теоретического обоснования. Именно так были проведены исследования, установившие структуру расположения галактик в трехмерном пространстве. Таким образом были обнаружены большие пустоты (voids) и такие таинственные структуры, как галактические стены, состоящие из множества галактик.
Однако такой взвешенный подход, не зацикленный ни на одной из теорий и включающий в себя планомерный сбор данных, не заслужил широкого внимания космологов, поскольку существует немало сложностей наблюдательного характера и результаты таких исследований не способны объяснить те или иные явления. Космологи же считают своим долгом искать ответы на вопросы: что, как, когда, почему, которые нам представляются нелегитимными и ненаучными по отношению к Вселенной.
В официальной космологии планирование исследований основывается на определенной теории. Например, мы предполагаем a priori определенные вещи, и целенаправленно ищем подтверждение им путем астрономических наблюдений. Официальная космология всегда нуждается в тесной связи между теорией и наблюдениями, причем наблюдения являются вторичными. Например, стандартная для космологии группа теорий Friedmann-Lemaitre (FL). Их метрика описывает гомогенную изотропичную, имеющую одинаковый состав независимо от направления нашего наблюдения. Эти модели легко понять, и они способны дать объяснения полученным наблюдениям. Более того, физические предсказания этих моделей (наличие во Вселенной реликтового излучения а также распределение элементов в ранней Вселенной) кажется, получают подтверждение с помощью астрофизических наблюдений. Проблема заключается в том, в какой степени эта информация подтверждает факт расширения Вселенной?
Согласно текущим астрономическим наблюдениям, обозреваемый нами участок Вселенной почти изотропичен.
Это верно в отношении распределения галактик на большой шкале, а также в отношении наблюдаемого реликтового излучения. Это позволяет нам создать модель сферической симметричной Вселенной с нами в центре, что будет подтверждено (по крайней мере, не опровергнуто) астрономическими наблюдениями. В целом подобная модель не может стать популярной в философском смысле ввиду того, что геоцентрическая модель с Землей в центре Вселенной, а затем и гелиоцентрическая модель с Солнцем в центре Вселенной провалились. Так что модель Вселенной с нашей галактикой в центре хотя и возможна, но очень мало вероятна.
Мы можем применить космологический принцип, гласящий, что предположить гомогенность Вселенной следует потому, что это наиболее простой вывод, основывающийся на наблюдениях.
Другой аргумент основывается на уже упомянутой Friedmann-Lemaitre (FL) модели, подтвержденной наблюдениями. Но так или иначе проблемы, связанные с астрономическими наблюдениями, невозможность точного измерения расстояний не позволяют вполне полагаться на этот аргумент. То есть теоретически астрофизическая космология может решить эту задачу, но практически она не в состоянии предъявить достаточное доказательство, основанное на наблюдениях, в силу указанных ограничений.
Таким образом, общепринятой является пространственная однородность (гомогенность) Вселенной, хотя и доказанной ее считать невозможно.
Однако альтернативой является предположение, что мы живем в пространственно неоднородной сферической Вселенной, при том, что все равно наша галактика находится близко к ее центру с космологическим красным смещением (cosmological redshift), частично объяснимым гравитацией.
Подобным образом данные, получаемые от наблюдения сверхновых в других галактиках (supernova data), интерпретируются как доказательство космологической константы, что тоже может служить доказательством негомогенности без необходимости введения понятия темной “dark energy”. Большинство космологов не принимают подобного подхода, однако не существует доказательства, что он неверен. Приведенные факты иллюстрируют дополнительную неопределенность в этом вопросе, напоминая, что доказательство гомогенности Вселенной не так просто, как кажется.
Давайте рассмотрим так называемый физический аргумент. Он гласит, что физические процессы, такие как космологическая инфляция, делает существование гомогенной Вселенной очень вероятным, во всяком случае, более вероятным, чем существование негомогенной Вселенной. Хотя это и важный аргумент, мы должны отдавать себе отчет, что мы всего лишь заменяем обсервационный тест теоретическим предположением, которое может быть как верным, так и неверным.
Может показаться, у космологов нет конкретного доказательства, что инфляция действительно имела место на ранних стадиях развития Вселенной. Инфляционная теория популярна потому, что она в состоянии предсказать анизотропию реликтового излучения на малой шкале.
Однако и другие модели могут дать подобные предсказания.
Не означает ли это, что прежде чем пытаться объяснить инфляцию с помощью «темной энергии» “dark energy”, стоит найти более весомое доказательство, что инфляция имела место?
Неопределенность Вселенной в нашем представлении порождает ситуацию, при которой гипотетические явления объясняются новыми гипотетическими материями, и этой бесплодной деятельности не видно конца.
Одним из выходов из сложившегося положения может стать переосмысление понятия времени в рамках науки космологии. Так, например, Джулиан Барбур (Julian Barbour) в своей книге «Конец времени: следующая революция в физике», впервые опубликованной в 1999 г., отрицает существование времени, считая его не более чем иллюзией. Книга начинается с описания развития взглядов автора на время. После окончания физического факультета Барбур увлекся идеями о новой интерпретации времени. Он ознакомился с работами Поля Дирака (Paul Dirac), котрые привлекли его внимание к квантовой физике.
Несмотря на то что воззрения, отрицающие существование времени, противоречат нашим интуитивным ощущениям, Барбур пытается убедить читателя, что наши ощущения в какой-то мере соответствуют Вселенной, в которой отсутствует время. Барбур подчеркивает, что многие ученые давно уже расстались с мыслью о том, что «Я» существует во времени. Мы воспринимаем себя как вневременных субъектов с нашими воспоминаниями и планами на будущее. Если серьезно воспринимать выводы атомной теории, то следует заявить, что кошка, которая подпрыгнула, это не та же кошка, которая приземлилась. Ведь облачка молекул, из которых состоят все объекты материального мира, постоянно меняются, причем эти перемены происходят с огромной скоростью. Микрокосмос постоянно изменяется, таким образом нельзя утверждать, что кошка или человек в своем физическом состоянии сохраняются неизменными с течением времени. Следующая революция в физике, по мнению Барбура, заставит прекратить обсуждение явлений и объектов в понятиях времени. Вместе с тем другого пути обсуждения не существует, поскольку само человеческое сознание основывается в своей деятельности на течении времени. Автор предполагает, что Вселенная состоит из вневременных составляющих, и время – лишь иллюзия, которая создается нашим сознанием, когда мы пытаемся обозревать и анализировать окружающий мир. Поток человеческого сознания и ощущение текущего момента, длящееся примерно секунду, зиждутся всего лишь на нашем восприятии мира. В человеческом мозге информация о прошлом связывается в причинно-следственную цепь с информацией о настоящем моменте. Таким образом, время – это, скорее, характеристика мыслительного процесса, пусть абсолютно необходимая для мышления, однако свойственная исключительно мыслящим индивидам. В работе Барбура мозг человека именуется «капсулой времени» “time-capsule”. Его рассуждения остались бы не замеченными, если бы Барбур не применял математику для переосмысления фундаментальной физики без использования параметра времени. Он дал своей вселенной без времени название «Платония» в честь вечных форм, о которых говорил Платон. Платония Барбура состоит из бесконечного числа «сейчас» – “nows”. По утверждению Барбура, такой «безвременной подход» позволяет объяснить загадку «стрелы времени». Во всех прочих космологических теориях время течет из особого момента, который именуется «началом Вселенной», в сторону ее будущего, ее «конца».
Но в Платонии нет никакого «начального момента», потому что в ней нет времени, и значит, не может быть выделенной во времени точки. Подобно Платонии для трех точек, в которых есть особая конфигурация Альфа (где все частицы системы находятся в одном месте), так и в общем виде, для всей Вселенной, Платония тоже имеет некую особую точку, или конфигурацию Альфа, когда все частицы Вселенной находятся в одном месте.
Кроме того, говорит Барбур, «безвременной подход» к «рождению Вселенной» позволяет избежать сингулярности Биг Бэнга, где, как мы уже говорили, возникают огромные трудности из-за чудовищного «искривления» обычных пространства и времени.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17