Читаем Андрей Сахаров полностью

Конечно, не поэкспериментируешь и со звездами, но их по крайней мере много — можно сопоставлять наблюдения. Вселенная как целое — объект принципиально единичный, и даже сказать, что видишь этот объект, а не какую-то малую, случайную его часть, — требует изрядной интеллектуальной смелости. Или нахальства, или безрассудства. Так считал, например, B. А. Фок, помогавший когда-то своему учителю А. А. Фридману перевести его знаменитую статью 1922 года о расширении Вселенной на немецкий язык и написавший фундаментальную монографию по теории гравитации¹⁶². О таком же отношении к космологии в США в 1950-е годы пишет начинавший тогда свою научную карьеру будущий нобелевский лауреат C. Вайнберг: «Повсюду считалось, что изучение ранней Вселенной — это не та задача, которой должен посвящать свое время уважающий себя ученый»¹⁶³.

Космология тогда была очень далека от того, чем жила физика.

Возможность говорить о Вселенной как физическом объекте открыл в 1917 году Эйнштейн на основе своей теории гравитации, соединившей ньютоновское всемирное тяготение и теорию относительности. В последующие 40 лет космология давала лишь возможность говорить о Вселенной на математическом языке, а чтобы стать физической наукой, космологии надо было научиться делать физические измерения и сравнивать их с предсказаниями теории.

За 40 лет космология получила в свое распоряжение лишь один измерительный факт, хотя и очень важный. И биография этого факта красноречиво говорит о том, насколько необычна физика самого большого природного объекта — Вселенной. Факт был предсказан в 1922 году Александром Фридманом — российским математиком, увлеченно следившим за революционным обновлением физики. Посмотрев глазами математика на космологическую теорию Эйнштейна, он понял, что великий физик нашел лишь одно — самое простое — решение своих уравнений. Если бы речь шла о маятнике, то самое простое решение — когда маятник висит неподвижно. Однако маятник может и двигаться. И Фридман, исходя из уравнений Эйнштейна, обнаружил «движение» космологического маятника. Оказалось, что Вселенная может расширяться, когда все галактики удаляются друг от друга.

Статью о своем открытии Фридман назвал не особенно красноречиво — «О кривизне пространства» и весной 1922 года послал ее в немецкий физический журнал — послал из разоренного Гражданской войной Петрограда, еще не переименованного в Ленинград. Результат русского автора, в физике совершенно неизвестного, не лез ни в какие астрономические ворота, и Эйнштейн заподозрил математическую ошибку в его рассуждениях. Так он написал в заметке, опубликованной в следующем выпуске того же журнала, и это — знаменитая ошибка самого Эйнштейна. Вскоре он в этом убедился и опубликовал вторую заметку, назвав результаты Фридмана «правильными и проливающими новый свет».

Но не этот теоретический свет помог космологии сделать следующий шаг, а слабый свет от далеких небесных туманностей. Их изучал американский астроном Эдвин Хаббл с помощью телескопа. Он не занимался ни гравитацией, ни кривизной пространства, ему хватало забот со своими туманностями. И его любознательное усердие было вознаграждено двумя большими открытиями. Сначала в своих туманностях он распознал гигантские скопления звезд, которые казались туманными облачками лишь потому, что находились очень далеко. Затем он понял, что в каждой из его туманностей миллиарды звезд, так же, как в Млечном Пути, звездной полосой пересекающем наше ночное небо. У Млечного Пути было и другое название — Галактика, — и Хаббл пришел к выводу, что далекие туманности — это далекие галактики.

С новым пылом он стал изучать слабый свет от этих галактик и обнаружил удивительный факт: чем слабее свет, тем он краснее, то есть чем дальше галактика, тем краснее ее излучение. Этот наблюдательный астрономический факт назвали законом Хаббла и нашли ему удивительное физическое объяснение. Удивительное, но понятное, однако, каждому, кто слышал, как понижается тон гудка локомотива, который мчится мимо: чем быстрее мчится, тем сильнее понижается. Так же и галактика: чем она дальше, тем с большей скоростью удаляется.

Теоретики, следившие и за астрономией, и за физикой, быстро сообразили, что это и есть предсказанное Фридманом расширение Вселенной. То был астрономический триумф теоретической физики. И других таких триумфов не было еще три с лишним десятилетия. Астрономы лишь уточняли измерения Хаббла.

Жить в расширяющейся Вселенной, однако, не всем было уютно, и некоторые теоретики стали искать иное объяснение для дальнегалактических наблюдений. Искали и нашли в мутноватой воде новейшей микрофизики. Выглядело это объяснение как покраснение частиц света — фотонов — за огромное время их путешествия от далеких, но покоящихся галактик к наблюдателю. Маленький эффект покраснения фотонов заменял грандиозную картину всеобщего разбегания галактик, или расширения Вселенной.