Знание-сила, 2001 № 11 (893) - страница 13

В прошлое нельзя ступить, но его можно – иногда – сфотографировать. История Арно Пензиаса и Роберта Вильсона доказывает это с полной убедительностью. Они сфотографировали нашу Вселенную в ее младенчестве, когда ей было всего 300 тысяч лет отроду, получили за эту фотографию Нобелевскую премию по физике 1978 года и тем самым вызвали к жизни целый ряд последующих важных событий вплоть до появления этого рассказа.

Все началось в 1964 году, когда двое вышеупомянутых радиоастронома были приняты на работу в фирму «Лаборатории Белл» для обслуживания новой радиоантенны, предназначенной для слежения за американским спутником «Эхо». Спутник передавал на сантиметровых волнах, и антенна была самым чувствительным по тем временам детектором волн в этом диапазоне. А размешалась она на пригорке Холмдел, в штате Нью- Джерси, около Нью-Йорка.

Наблюдение за спутником занимало немного времени, и молодые ученые испросили согласия начальства в свободное время заняться исследованиями по специальности. Существование космических источников радиоволн было открыто совсем недавно, и их изучение привлекало многих. Вильсон, например, давно рвался исследовать радиоизлучение газового ореола, окружавшего, по его убеждению, наш Млечный Путь.

Предварительно, однако, следовало исключить возможные помехи, а для этого проверить антенну на такой длине волны, которая заведомо не излучается никакими источниками. Пензиас и Вильсон выбрали для проверки «пустую» длину волны 7,35 сантиметра, направили свой раструб в небо и мгновенно поняли, что антенна не в порядке, потому что она регистрировала посторонний сигнал. У него была очень низкая температура, но самое странное состояло в том, что его величина не менялась даже при систематическом обшаривании всего небосвода. Сигнал, идущий от любого космического источника, Солнца или Млечного Пути, не мог покрывать собою все небо равномерно. Дело выглядело так, будто он приходил от Вселенной в целом.

Попытки Пензиаса и Вильсона устранить загадочную помеху растянулись почти на год. За это время неведомо для них произошло несколько событий. Физик Джим Пиблз, ученик выдающегося экспериментатора Дикке, прочел некую лекцию в соседнем Принстонском университете. Эту лекцию услышат радиоастроном из Вашингтона Тернер и рассказал о ней своему коллеге Бурке. А этот Бурке по случаю оказался приятелем Пензиаса. В результате этой цепочки случайностей Бурке, услышав от Пензиаса в телефонном разговоре о настырной помехе, посоветовал ему обратиться за советом к Дикке в Принстон, благо это рядом. Пензиас знал Дикке и его группу, знал даже, что они затеяли какой-то радиоастрономический проект, но какой именно, не имел понятия. И хорошо, что не имел, иначе не получил бы Нобелевскую премию.

Чтобы объяснить эту туманную фразу, нам придется теперь вернуться далеко назад, к самому началу современной науки о космосе. Основы этой науки заложил Эйнштейн, создавший в 1916 свою теорию тяготения. Когда он записал уравнения для равномерно заполненной звездами Вселенной, то получил решение, в котором кривизна пространства была такой, что оно «замыкалось» само на себя. Размеры такой «замкнутой» Вселенной были конечны, хотя границ у нее не было. В модели была, однако, одна трудность: притяжение звезд друг к другу должно было бы стянуть такую замкнутую Вселенную в точку. Поэтому Эйнштейну пришлось дополнить свои уравнения неким придуманным полем, которое призвано было породить своего рода «антигравитационную» силу, способную уравновесить гравитацию и удержать Вселенную от сжатия.

Три астронома. Миниатюра так называемой «Псалтири Бланки Кастильской»

Поскольку в пределах Земли или даже Солнечной системы действие этой гипотетической силы не обнаруживалось, следовало думать, что если она и существует, то на малых расстояниях ничтожно мала и значительна лишь на очень больших дистанциях (почему и способна компенсировать гравитацию в масштабах Вселенной в целом). Это означало, что, в отличие от гравитации, антигравитационная сила должна быть прямо пропорциональна расстоянию, но коэффициент пропорциональности (так называемая космологическая постоянная), видимо, очень мал. После введения этой силы модель Эйнштейна стала соответствовать «астрономической реальности» того времени: она была не только статичной, но и способной существовать в таком состоянии вечно. «И он посмотрел на получившиеся формулы, и увидел он, что это хорошо…» Действительно, модель Эйнштейна устраняла два давних докучных вопроса: «Что было до начала Вселенной?» (ничего, потому что у этой модели нет начала) и «Что лежит за границами Вселенной?» (ничего, потому что у нее нет границ).