Знание-сила, 2002 № 12 (906) - страница 20

Рафаил. Нудельман

Итак, почему же ночью темно? Этим вопросом закончилось «историческое» введение в главную тему нынешнего номера в прошлом выпуске журнала. В самом деле, хотя ночью наша сторона Земли отвернута от Солнца, но ведь во Вселенной и кроме Солнца есть еще бесчисленные звезды и галактики. И как бы слабо они ни светили, суммарная яркость их света должна быть… бесконечной? Вроде бы да. Вроде бы ночное небо должно быть, мягко говоря, ослепительно ярким.

Почему же все-таки ночью темно? Оказывается, потому что у времени есть «край». Что это такое? Как это понимать? Что, у времени есть конец? Или начало?

И какое отношение это имеет к тому, что ночью темно? Развернутые ответы на эти вопросы и дают представление о наших сегодняшних знаниях о времени.

Да, по сегодняшним представлениям у времени есть начало. Это начало – Биг Бэнг, то гигантское событие, с которого началась история нашей Вселенной, тот момент, когда она «родилась». Одни говорят, что это произошло в результате «взрыва» праатома, другие утверждают, что это было разворачивание из себя некой «сингулярности», третьи предполагают, что это было соударение двух «параллельных вселенных».

Как бы то ни было, наша Вселенная с ее временем началась в какой-то момент. Стало быть, с этого момента началось также само время. До этого его не было. Оно возникло вместе с миром. Время, как и пространство, как бы дается нам «в придачу» к миру. С момента рождения мира его время начинает «течь», его пространство – расширяться.

Скорость такого расширения пространства не ограничена ничем, даже скоростью света. Ибо скорость света ограничивает движение только материальных тел, а пространство – не тело. А раз так, то в начальные миги существования Вселенной оно претерпело, как утверждает теория, такое стремительное расширение, которое сделало Вселенную много-много больше тех нынешних 10 миллиардов световых лет, куда достигают наши телескопы. Ученые полагают, что это – только ничтожная часть нашей Вселенной, а она – лишь ничтожная часть огромной грозди вселенных, каковая образовалась из этого самого «праатома» или «сингулярности» за те 13-14 миллиардов лет, которые прошли с «рождения» Вселенной.

Подавляющая часть звезд и галактик находится на таком расстоянии от нас, с которого свет придет только через миллиарды миллиардов лет. За прошедшие 13-14 миллиардов лет их свет еще не успел прийти к нам. Ему не хватило времени. Эти звезды и галактики, от которых свет еще не пришел к нам, находятся как бы за «краем времени», если определить этот «край», как те 13-14 миллиардов лет, которые существует Вселенная.

Те звезды и галактики, от которых свет уже успел за это время к нам прийти (то есть те, которые не ушли за «край времени»), составляют ничтожную часть всего бесконечно большого числа звезд и галактик во Вселенной. Поэтому и яркость их света вполне конечна. Более того, она ничтожно мала. Поэтому ночью темно. Вот если бы свет распространялся мгновенно, как думал Ньютон и все прочие до Эйнштейна, тогда да – тогда мы должны были бы видеть сразу все звезды и галактики во всей Вселенной, и ночное небо было бы бесконечно ярким.

Как видите, темнота ночного неба, этот «парадокс Ольберса», по имени немецкого астронома XIX века, напрямую связан с фундаментальными представлениями современной теории «Мегамира», а проще говоря – Вселенной. Этими представлениями мы опять-таки обязаны Эйнштейну. Воистину он – великий нарушитель спокойствия.

Стоило нам. хотя бы мысленно, двинуться с места на околосветовых скоростях, и природа открылась во всей своей истинной и жутковатой сложности. Длительность одного и того же промежутка времени в разных инерциальных системах оказалась различной, одновременность – своей для каждой из них, само время – неразрывно связанным с пространством, чем-то вроде еще одного, четвертого измерения.

Так родились и наши представления о «мегавремени», то бишь о свойствах времени в мегамасштабе. Оказалось, что они весьма не похожи на свойства того времени, которое показывают наши наручные часы. Главное среди этих отличий состоит в фундаментальном факте зависимости течения («хода») времени не только от движения системы отсчета, с которой связан наблюдатель, но также от гравитационного поля в той точке пространства, где он находится.