Вывод, который сделал Леметр, – что наша Вселенная началась с Большого взрыва, – был неизбежен, однако основывался он на допущении, которое не будет истинным для наблюдаемой Вселенной далекого будущего. Вселенная, где вещество равномерно распределено по всем направлением, Вселенная изотропная и однородная не может быть стационарной по причинам, которые понял Леметр, а вслед за ним и Эйнштейн. Однако существует прекрасное решение уравнений Эйнштейна для одной-единственной массивной системы, окруженной пустым статичным пространством. Ведь если бы такого решения не было, ОТО не могла бы описывать изолированные объекты вроде нейтронных звезд или, в конце концов, черных дыр.
Системы, где распределены большие массы, – вроде нашей Галактики – нестабильны, поэтому в конечном итоге наша Галактика (или сверхгалактика) сколлапсирует и превратится в массивную черную дыру. Это описывает статическое решение уравнения Эйнштейна, которое называется «решение Шварцшильда». Однако время, необходимое Галактике, чтобы схлопнуться и превратиться в черную дыру, гораздо больше, чем время, за которое исчезнет вся остальная Вселенная. А это значит, что ученым будущего покажется естественной гипотеза, что наша Галактика существовала 1 трлн лет в пустом пространстве, не испытывая существенного сжатия, и такая картина не требует, чтобы Вселенная вокруг расширялась.
Разумеется, строить какие-то умозаключения о будущем очень трудно, это всем известно. Сейчас, когда я пишу эти строки, в Швейцарии, в Давосе, проходит Всемирный экономический форум, где полным-полно экономистов, которые постоянно предсказывают поведение рынков в будущем и постоянно пересматривают свои прогнозы, когда они оказываются катастрофически ошибочными. А в целом мне кажется, что любые предсказания, касающиеся науки и технологии отдаленного и даже не столь отдаленного будущего, даже более неполны и ненадежны, чем прогнозы самой ужасной из наук – экономики. И вообще, когда меня спрашивают о ближайшем будущем науки или о том, каким будет ближайшее крупное научное открытие, я всегда отвечаю: «Знал бы – сам бы сейчас над этим работал!»
Поэтому мне приятно думать, что картина, которую я здесь описал, очень похожа на то, как описывал будущее третий призрак из «Рождественской песни» Диккенса. Это не более чем возможное будущее. Ведь мы даже не знаем, что это за темная энергия пронизывает пустое пространство, а поэтому не можем быть уверены, что она будет вести себя подобно космологической постоянной Эйнштейна и останется постоянной. А если нет, то будущее нашей Вселенной может оказаться совсем другим. Тогда, вероятно, расширение перестанет ускоряться, а со временем снова замедлится и далекие галактики не исчезнут. Или, скажем, могут обнаружиться какие-то новые наблюдаемые величины, которые мы пока не можем зарегистрировать, и они снабдят астрономов будущего свидетельствами, что некогда произошел Большой взрыв.
Но если основываться на всем том, что нам известно о Вселенной сегодня, будущее, которое я очертил, наиболее правдоподобно. Очень интересно размышлять, сумеют ли ученые будущего, вооружившись логикой, здравым смыслом и эмпирическими данными, все же сделать верные выводы о природе Вселенной или же она так и останется навеки скрытой за горизонтом. Какой-нибудь гениальный ученый будущего, исследуя фундаментальную природу сил и частиц, сумеет, возможно, вывести теоретическую картину, предполагающую, что когда-то была инфляция или что в пустом пространстве должна быть энергия, а это объяснит, почему в пределах горизонта видимости нет галактик. Но я в этом, увы, совсем не уверен.
Ведь физика – наука прежде всего эмпирическая, движимая экспериментами и наблюдениями. Если бы мы не вывели существование темной энергии из наблюдений, сомневаюсь, что у какого-нибудь теоретика хватило бы сегодня храбрости заявить о ее существовании. И хотя возможно также представить себе косвенные намеки на то, что у картины единственной галактики в стационарной Вселенной без Большого взрыва проявятся какие-то недостатки, например явно аномальные данные о наблюдаемой распространенности элементов, подозреваю, что бритва Оккама заставит считать верной самую простую картину, а аномалии наблюдений удастся объяснить какими-то локальными особенностями.
С тех пор как мы с Бобом Шеррером подняли вопрос о том, что ученые будущего станут опираться на опровержимые данные и модели, согласно всем стандартам научного метода, однако в процессе получат неверную картину Вселенной, многие наши коллеги пытались предложить разные способы проверить в далеком будущем, расширяется ли Вселенная. Я и сам могу представить себе возможные эксперименты. Но не понимаю, откуда возьмутся убедительные стимулы их проводить.
Например, может потребоваться вышвырнуть из нашей Галактики яркие звезды, запустить их в дальний космос, подождать примерно 1 млрд лет, чтобы они взорвались
[22], и попытаться пронаблюдать скорость их удаления как функцию расстояния, которое они пройдут, прежде чем взорваться, чтобы разобраться, не поспособствовало ли их удалению возможное расширение пространства. Задача не из простых, но, даже если вообразить, что это можно проделать, я не могу представить себе, чтобы какой-нибудь Национальный научный фонд будущего выделил средства на подобный эксперимент, не имея более убедительной мотивации для споров о расширении Вселенной. И если даже звезды будут вылетать из нашей Галактики по каким-то естественным причинам и можно будет наблюдать их движение к горизонту, мне неясно, будет ли аномальное ускорение таких объектов истолковано как доказательство столь странной и смелой гипотезы, как расширение Вселенной под воздействием темной энергии.
Можно считать, нам повезло, что мы живем в нынешние времена. Или, как написали мы с Бобом в одной статье, «мы живем в особое время… единственное время, когда мы можем подтвердить данными наблюдений, что живем в особое время!»
Мы, конечно, шутили, но мысль о том, что можно иметь в своем распоряжении самые лучшие инструменты для наблюдений и отличный теоретический аппарат и при этом составить совершенно ошибочную картину мира на больших масштабах, очень отрезвляет.
Однако я должен подчеркнуть, что, хотя неполные данные могут породить ложную картину, это совсем не то же самое, что получается у тех, кто сознательно пренебрегает эмпирическими данными, чтобы придумать картину сотворения мира, которая иначе противоречила бы реальным данным (например, сторонники младоземельного креационизма), или у тех, кто требует существования чего-то, что не подтверждается никакими данными наблюдений (например, высшего разума), лишь бы это соответствовало их представлениям о сотворении мира и априорным предрассудкам, или, хуже того, у тех, кто цепляется за сказки о природе, где все ответы уже есть и вопросов задавать не нужно. Ученые грядущих веков будут основывать свои оценки на самых лучших данных, которые только окажутся в их распоряжении, и осознавать при этом, как и все мы или, по крайней мере, как ученые, что новые свидетельства могут заставить нас изменить свои фундаментальные представления о реальности.
Тут стоит добавить, что мы, вероятно, и сегодня не учитываем чего-то такого, что могли бы пронаблюдать, если бы жили 10 млрд лет назад или, скажем, могли бы увидеть в будущем, через 100 млрд лет. Тем не менее я подчеркну, что картина Большого взрыва очень надежно подкреплена данными из самых разных областей, так что едва ли окажется опровергнута, по крайней мере в общем. Однако новые данные вполне могут привнести различные нюансы в картину далекого прошлого и далекого будущего или в вопрос о происхождении самого Большого взрыва и его вероятной уникальности. Более того, я надеюсь, что так и будет. Представление о том, что жизни и разуму во Вселенной все-таки придет конец, должно научить нас определенному космическому смирению в притязаниях, хотя у космологов со смирением не очень хорошо.
