Книга Космос - Карл Эдвард Саган

Если Вселенная и в самом деле пульсирует, то возникает ряд еще более странных вопросов. Некоторые ученые думают, что, когда расширение сменится сжатием, когда спектры далеких галактик приобретут голубое смещение, произойдет инверсия причинности и следствие станет предшествовать причине. Сначала по воде разойдутся круги, а потом я брошу камень в пруд. Сперва загорится факел, а потом я его подожгу. Вряд ли мы сможем понять, что означает подобная инверсия причинности. Будут ли люди рождаться в могиле и умирать в чреве матери? Потечет ли время вспять? Имеют ли смысл все эти вопросы?

Ученые задаются вопросом, что случается в пульсирующей Вселенной в критический момент, когда сжатие уступает место расширению. Некоторые думают, что в этот момент происходит спонтанное изменение законов природы, что физика и химия, которые задают порядок в нашей Вселенной, — это всего-навсего одно из бесконечного разнообразия возможных сочетаний законов природы. Нетрудно показать, что лишь очень ограниченный диапазон законов природы допускает существование галактик, звезд, планет, жизни и разума. Если законы природы непредсказуемо изменяются в критические моменты, только невероятно редкое совпадение заставит космический игровой автомат выкинуть джекпот — породить вселенную, допускающую наше существование[193].

Живем ли мы во Вселенной, которая будет бесконечно расширяться, или в той, что испытывает бесконечные циклические пульсации? Это можно выяснить, тщательно подсчитав общее количество вещества во Вселенной или попробовав разглядеть край нашего космоса.

Радиотелескопы способны обнаружить очень слабые и очень далекие объекты. Заглядывая в бездны пространства, мы устремляем свой взор в глубины времени. Ближайший квазар находится примерно в полумиллиарде световых лет[194]. Самый далекий, вероятно, в десяти или двенадцати миллиардах. Но глядя на объект, удаленный на двенадцать миллиардов световых лет, мы видим его таким, каким он был двенадцать миллиардов лет назад. Исследуя далекий космос, мы изучаем далекое прошлое, приближаемся к горизонту Вселенной, к эпохе Большого Взрыва.

В пустынном районе штата Нью-Мексико установлена система VLA (Very Large Array), состоящая из двадцати семи отдельных радиотелескопов. Электронные коммуникации соединяют телескопы в единую фазированную решетку, уподобляя их одному инструменту, в поперечнике достигающему десятков километров, что соответствует максимальному расстоянию между антеннами[195]. В радиодиапазоне VLA имеет разрешающую способность, то есть возможность различать тонкие детали объектов, сравнимую с крупнейшими наземными оптическими телескопами.

Иногда радиотелескопы соединяют с телескопами на другой стороне земного шара, увеличивая базу до размеров, сопоставимых с диаметром Земли. В некотором смысле получается телескоп размером с планету[196]. В будущем возможен вывод телескопов на гелиоцентрическую орбиту, чтобы они находились с другой стороны от Солнца. В результате получится радиотелескоп, сравнимый по размеру с внутренней частью Солнечной системы. Подобные телескопы могут раскрыть внутреннее строение и природу квазаров. Возможно, удастся найти эталонную свечу для квазаров и определить расстояние до них методом, независимым от их красных смещений. Разобравшись в строении самых далеких квазаров и природе их красного смещения, мы, возможно, узнаем, было ли расширение Вселенной быстрее миллиарды лет назад, не замедляется ли оно[197] и ожидает ли нашу Вселенную коллапс в будущем.

Современные радиотелескопы невероятно чувствительны. Мощность излучения, приходящего от далекого квазара, измеряется квадрильонными долями ватта. За все время наблюдения общее количество энергии, принятое земными радиотелескопами извне Солнечной системы, меньше энергии упавшей на землю снежинки. Занимаясь изучением космического микроволнового фона, подсчетами квазаров, поиском сигналов внеземных цивилизаций, радиоастрономы имеют дело с порциями энергии, которые столь малы, что кажутся едва существующими.

Часть вещества, например вещество звезд, светится в видимом диапазоне, и его легко обнаружить. Другая часть, скажем газ и пыль на окраинах галактик, обнаруживается не так легко. Она не излучает в видимом диапазоне, хотя, похоже, испускает радиоволны. Это одна из причин того, почему для разгадки космологических тайн мы вынуждены использовать экзотические инструменты и частоты, отличные от частот видимого света, который воспринимают наши глаза. Околоземные орбитальные обсерватории обнаружили интенсивное рентгеновское свечение, исходящее из пространства между галактиками. Первоначально считалось, что это светится горячий межгалактический водород, громадное количество, никогда раньше не наблюдавшееся, возможно достаточное для того, чтобы замкнуть космос и гарантировать, что мы пойманы в ловушку пульсирующей Вселенной. Однако недавние наблюдения Рикардо Джаккони, похоже, позволили разрешить рентгеновское свечение на отдельные точки, возможно неисчислимые орды далеких квазаров[198]. Они тоже вносят в массу Вселенной вклад, о котором не было известно раньше. Когда завершится космическая инвентаризация и будут суммированы массы всех галактик, квазаров, черных дыр, межгалактического водорода, гравитационных волн, а возможно, и более экзотического населения космоса, станет ясно, в какой Вселенной мы живем.