Вселенная. Путешествие во времени и пространстве - Сергей Арктурович Язев

Измеряя изменение скорости во времени, можно определить период обращения одной звезды вокруг другой[21] (если это двойная система), а по периоду и характеру изменения скорости судить об орбите звезды, ее вытянутости и отношении масс двух звезд, входящих в систему (для этого применяются законы Кеплера). Это еще далеко не полный список тех свойств далекого объекта, который можно получить, анализируя приходящий с огромных расстояний свет. Современные наблюдения на мощных телескопах, оснащенных точной совершенной аппаратурой, позволяют определять размеры, массу, плотность, наличие или отсутствие атмосферы, оценивать температуру планет, вращающихся вокруг далеких звезд, даже в том случае, если эти планеты вообще не видны в телескоп как отдельные объекты! Воистину, критическое мышление, вооруженное современными технологиями, а также большой объем накопленных знаний позволяют добиваться удивительных результатов.

Все эти методы, основа которых была заложена в XIX веке, быстро совершенствовались. Улучшались и инструменты (телескопы, оснащенные спектральными приборами). Астрономия стремительно развивалась, и поток достоверной информации о небесных телах увеличивался. В начале ХХ века люди уже очень много знали о мире, в котором мы живем.

Итак, Вселенная в понимании образованных людей начала ХХ века представляла собой бесконечный объем, заполненный гигантскими звездными скоплениями — галактиками. Сегодняшние возможности астрономии позволяют оценить число наблюдаемых галактик умопомрачительным числом в два триллиона. В каждой галактике — сотни миллиардов звезд, а около звезд, вероятно, существуют целые системы из планет, комет и астероидов. В межзвездном пространстве существуют гигантские разреженные облака из газа, пыли, а также из смеси газа с пылью. Так всегда было и так всегда будет — такие положения лежали в основе новой картины мира. Вся Вселенная управляется физическим законами, главным среди которых является закон тяготения. Он определяет траектории всех небесных тел, форму массивных небесных тел, порождает приливные явления. Во всей Вселенной равномерно течет одинаковое время.

Такая картина, установившаяся в головах образованных людей в начале ХХ века, была понятна, ее несложно было осознать и принять. Конечно, место планеты Земля и человека изменилось. Мы начали рассмотрение развития картины мира в умах людей с тех давних времен, когда Земля считалась плоской и накрытой твердым куполом. Земля полагалась сооруженной Создателем специально для человека. Затем она стала считаться неподвижным шаром в центре Вселенной, окруженным твердыми прозрачными сферами, где были закреплены планеты, Солнце и Луна. В ходе коперниканской революции Солнце и Земля поменялись местами, и земной шар навсегда ушел из центра мира.

Закон всемирного тяготения и следствия из него (законы Кеплера) сделали невозможными твердые сферы и объяснили, почему и как движутся небесные тела. Джордано Бруно объявил о бесконечности Вселенной. Телескопы позволили обнаружить туманности и помогли разобраться с устройством Млечного Пути, а в начале ХХ века было доказано, что бесконечная (скорее всего) Вселенная заполнена не звездами, а гигантскими скоплениями звезд — галактиками. Наша Галактика, в которой Солнце с его планетной системой находится далеко не в центре, является одной из многочисленных галактик, ничем особо не отличающейся… За две тысячи лет Земля от статуса Вселенной либо, в худшем случае, центра Вселенной стала микроскопической планетой в обычной планетной системе возле ничем не примечательной звезды в одной из множества галактик. Путь человека от вершины и цели творения до представителя биосферы на одной из множества планет также был пройден в сознании. Религиозные люди полагали, что мир оказался таким в соответствии с планом Создателя, люди нерелигиозные считали, что Вселенная стала такой в соответствии с законами природы.

Картина мира в головах людей изменилась самым существенным образом (спасибо критическому мышлению). Теперь она строилась на проверенных результатах наблюдений и достижениях науки. Казалось, что, наконец, человечество приблизилось к истине, мир стал понятен, и оставалось только уточнять подробности и дорисовывать несущественные детали в картине мира — написанной (великими учеными) хотя бы и крупными пока мазками.

Но все оказалось гораздо сложнее, и комфортная, понятная стационарная картина мира оказалась неверной!

Часть вторая

8. Вселенная относительная

Сегодня в полдень пущена ракета.

Она летит куда скорее света

И долетит до цели в семь утра

Вчера...

Самуил Маршак, «По теории относительности»

Иногда возникают вопросы: почему научное открытие было сделано именно тогда, когда оно сделано? Можно ли было сделать его на сто лет раньше?

Однозначных ответов на эти вопросы нет. Но похоже, что сделать открытие раньше определенного времени нельзя.

Дело в том, что каждое открытие требует определенного уровня знаний и определенного духа вре­мени. Спектральный анализ было невозможно разработать раньше XIX века. Таблицу Менделеева невозможно было выстроить в Средние века. Если Джордано Бруно и говорил о бесконечной Вселенной, его идея не стала общепризнанной — дух времени был еще не готов к восприятию такого устройства Вселенной. По той же причине гениальные догадки Аристарха о гелиоцентричности мира не были восприняты его современниками.

Определение расстояний до звезд, открытие других галактик не могли случиться без определенного уровня технологий. Человечество должно было сначала научиться изготавливать очень точные астрономические измерительные приборы, способные определять координаты небесных тел и измерять очень маленькие углы. Для таких открытий нужны телескопы с большим диаметром оптики, высокой точностью обработки поверхности вогнутых зеркал, а значит, сначала надо было создать технологии варки качественных ­оптических стекол, научиться сооружать сложные спектральные приборы. Требовалось использование множества специальных материалов, сплавов и так ­далее. Все это требует множество других знаний, умений, ­навыков, которые порой очень далеки от астрономии.

Другими словами, требовалось, чтобы наука, развиваясь широким фронтом, поддерживала и матема­тику, и физику, и металлургию, и многое другое. Только то­гда наука может ставить научные задачи, соответствующие уровню научно-технического развития человечества. Поэтому ответ на первый вопрос в начале главы таков: все происходит не случайно. Каждое открытие соответствует своему уровню развития цивилизации. Ньютон не смог бы открыть закон тяготения в первом веке. Гершель не смог бы строить телескопы, окажись он в Древнем Египте. Конечно, во все времена существовали гениальные люди уровня Ньютона и Гер­шеля. Но четыре тысячи лет назад они, скорее всего, оставались неграмотными, возможно, даже были рабами и реализовать свой потенциал не смогли — во всяком случае, мы об этом ничего не знаем.

Итак, какое представление о Вселенной сформировалось у образованной части человечества в начале ХХ века?

Еще раз повторим то, о чем сказано в предыдущей главе. Вселенная, скорее всего, бесконечна в пространстве и во