Разум побеждает: Рассказывают ученые - Барашенков Владилен Сергеевич. Страница 11
Итак, теперь известно: расширяющаяся Вселенная в данное время простирается примерно на 1010 световых лет, или на 1028 сантиметров. Цифры эти невообразимо велики. Чтобы наглядно представить себе их, понять, какие пространства мы исследуем, сидя на своей планете, достаточно сказать, что сам человек в 1026 раз меньше Вселенной, которую он дерзновенно посмел измерить. В самом деле, гамбургский математик Г. Шуберт как-то на досуге подсчитал, что 29 апреля 1902 г. в 10 часов 40 минут истек ровно 1 миллиард минут с начала нашего летосчисления. А ведь 1 миллиард — это «только» 109! Привычные земные масштабы не позволяют даже приблизительно ощущать необъятность такой разницы. И Человек велик уже одним тем, что сумел найти ее.
Обратимся теперь к другой дороге, ведущей нас в сердце мироздания, — в микромир. Самое малое из известных сегодня ученым расстояний — 10–14 сантиметров. Оно отличается от самого большого в 1042 раз. Это значит, что диаметр элементарных частиц в 1042 раз меньше диаметра Вселенной.
Давайте теперь вдумаемся в эти цифры! По сути дела, они — границы нашего познания на сегодняшний день, измеренные отрезки дорог, ведущих невообразимо далеко. 10 в 42-й степени — это столь много, что никто даже не может вразумительно разъяснить, как действительно велико такое число. Но все же попробуем представить себе его.
Допустим, что до таких размеров увеличилось число людей. Земной шар может вместить лишь 1015 человек, да и то, если они станут на планете вплотную — локоть к локтю. Подсчитано, что во всей необъятной Вселенной имеется примерно 1021 звезд. Если предположить, что у каждой звезды есть 10 планет, то мы получим число планет, близкое к 1022. Теперь, если все эти планеты заселить, подобно Земле, то есть поставить на них людей плечом к плечу, то удастся разместить на них 1037 человек. И все же это намного меньше, чем цифра «1042». Нет, не представить нам с помощью привычных образов число 1042!
Давайте теперь от пространственной характеристики исследуемого мира перейдем ко времени.
Если, например, взять самое малое из известных нам расстояний — 10–14 сантиметров, то этот путь свет успевает пройти за 10–24 секунд. Значит, это и есть на сегодня для нас самый маленький, кратчайший временной промежуток. Доступными в настоящий период ученым методами измерить его невозможно. Ну а самый большой из ныне известных нам промежутков времени — конечно же «время жизни Вселенной», то есть продолжительность ее расширения. Астрофизики подсчитали, что оно составляет 10–20 миллиардов лет — примерно 1018 секунд.
И вот что особенно интересно. Когда мы подсчитаем, какой итог дает соотношение самого малого известного нам временного промежутка с самым большим, то получим то же самое умопомрачительное число — 1042 секунд. Вот какие временные масштабы сумел теперь осмыслить ничтожный, как утверждают защитники религии, Человек, сам живущий в среднем всего 70 лет, или 109 секунд.
Кстати сказать, совпадение интервалов времени и расстояний отнюдь не случайно. Самые далекие участки Вселенной удаляются от нас со скоростью, близкой к световой. И с такой же скоростью движутся частицы в микромире. Именно скорость света объединяет между собой обе бесконечности: бесконечность большого и бесконечность малого. А мы стоим как бы на перекрестке. Привычный повседневный мир, окружающий нас, не знает таких скоростей. Только разум, мысль позволяет людям познавать невообразимый мир, мерилом которого является скорость света.
Мы оценили масштабы пространства и времени. Осталось вещество, которое окружает нас. Оно, как известно, меняется со временем и перемещается в пространстве. Вещество чрезвычайно многолико, проявления его неисчерпаемы. Но есть у него одно характерное качество — масса, которую мы измеряем в граммах. Попробуем же приближенно оценить всю массу обозримой для нас на сегодня Вселенной. Как уже говорилось, в ней около 1021 звезд. По подсчетам ученых, одна звезда в среднем весит 1035 граммов. Значит, масса Вселенной составляет что-то около 1056 граммов — цифра, еще более грандиозная, чем 1042. И опять обратимся для сравнения к Человеку. Он ведь весит сам менее чем 105 граммов. А мозг его оказался способным осмыслить тяжесть всего мира!
Как далеко до него всем богам всех религий! Человек всемогущ в своем познании окружающей природы, он сумел, сидя на небольшой Земле, очертить границы необъятного мироздания, он черпает мощь даже из сознания своей ограниченности во времени и пространстве, в силах и средствах.
Но для чего все это ему? В чем смысл и причина такого стремления человека к знаниям?
Загадки пространства — времени — материи так волнуют и влекут наши умы отнюдь не сами по себе. Не ради холодного света абстрактных истин мы столь упорно штурмуем тайны мироздания. И не только технический прогресс, дающий материальное изобилие, зовет нас в глубины космоса и микромира. Нет! Главная — и отнюдь не всегда осознанная — причина наших поисков лежит в нас самих. Ведь говоря о границах Вселенной, мы говорим и о возможностях нашего разума — о границах или, вернее, безграничности его познания. Измеряя Вселенную, мы измеряем, по сути дела, и силу нашего мозга. Характер самых смелых, самых «безумных» научных теорий определяется характером нашего мышления. Поэтому-то так волнуют и манят, так тревожат людей тайны космоса и микромира. Они, в сущности, важнейшее мерило наших способностей познавать, а Человек рожден для no-знания, — в этом великий смысл и цель его жизни.
Современные научные гипотезы коренным образом отличаются и от чисто отвлеченного «умствования» древних, и даже от более дисциплинированного, но тоже в сущности «умствования» натурфилософов Нового времени. Сегодняшние научные выводы, как правило, подкрепляются всей мощью реальных, строгих и проверенных знаний. Причем не только квантовая теория или астрофизика, но и космология опираются теперь на четкий эксперимент — достаточно вспомнить в этой связи открытие реликтового излучения Вселенной, когда радиотелескопы «поймали» наконец вполне реальные отголоски того самого «большого взрыва», с которого, как предполагали ученые, и начались величественные процессы рождения атомов и звезд нашего мира… Да, различие с древними мифами тут разительное! И все же если вдуматься, то стройная и величественная современная картина «большой вспышки», несмотря на всю ее математическую строгость, несет в себе весьма похожий на древние легенды аромат романтики, поэзии. Он заключается в невообразимой грандиозности познанного людьми мира, в его поразительной величественности, наконец, в том, что человек сумел все это осмыслить и охватить своим разумом, пусть и не полностью…
Маяки мироздания
Познакомимся с одной важной космологической гипотезой, которая, как кирпичик, входит в современную космологию и тоже опирается на данные непосредственных наблюдений. Ученый Ян Зельхейм исследовал в космосе 11 слабых точечных источников радиоизлучения — квазаров, удаленных от нас на миллиарды световых лет. И для каждого из них он обнаружил пару-антипод в противоположной точке неба. Что это означает?
Согласно современным научным представлениям, в основе которых лежит теория относительности А. Эйнштейна, в замкнутой Вселенной любой луч электромагнитного излучения должен вернуться в исходную точку. Следовательно, в принципе на Землю радиоволны и видимый свет от одного и того же источника излучения могут приходить двумя путями и с противоположных сторон! Если это так, то тогда 11 пар зельхеймовоких радиоисточников — просто 11 максимально удаленных от нас излучателей, испускающих радиоволны двумя путями по эйнштейновской кривизне — навстречу друг другу.
Правда, противостояние таких пар не абсолютно зеркально. Но если учесть невероятную удаленность от нас этих источников радиосигналов и чрезвычайно многочисленные местные искривления пространства, то такие небольшие отклонения легко объяснимы. На возможность фокусировки лучей в сферическом мире указывает и академик В. Л. Гинзбург. Такая фокусировка следствие положительной кривизны пространства. Это наглядно видно на двухмерной модели: