До початку п'ятдесятих років минулого століття накопичилося багато нових фактів. З появою радіотелескопів, з розвитком астрофізичної теорії і техніки почався швидкий підйом космологічних досліджень. Американські астрофізики Бонді і Голд розробили, наприклад, теоретичну модель світу, вільного від усіх парадоксів, нескінченного, вічного і розширюється. Але за гідності моделі вони заплатили фальшивою монетою. За висловом відомого космолога Густава Йоганович Наана, в цій гіпотезі «сатана виганяли за допомогою Вельзевула».
Справа ось у чому. Якщо світ розширюється, то щільність матерії в кожній його точці повинна безперервно зменшуватися. Бажаючи вберегти Всесвіт від такого «розрідження», а заодно від невічні, Бонді і Голд висунули ідею самовільного творіння речовини з нічого. Світ завжди був і завжди буде таким, як зараз, - нескінченним і розширюється. А падіння щільності матерії компенсується творінням речовини.
Фізиці відомі процеси переходу випромінювання в вагому матерію (так зване «народження пар» - виникнення електрона і позитрона з гамма-кванта електромагнітного випромінювання). Тут же - не те. «Потрібно чітко розуміти, - писав Бонді, - що розглядається творіння є формування речовини не з випромінювання, а з« нічого ». Таким чином, мова йшла про поваленні фундаментального, абсолютного закону природознавства - принципу несотворімості матерії. Це і був той «вельзевул», який вигадали Бонді і Голд, та фальшива асигнація, якій заплатили вони за свою космологічні гіпотезу.
Принцип несотворімості матерії абсолютно непорушний. Не було ще в історії науки навіть натяку на порушення цього матеріалістичного положення. Всі спроби поставити його під сумнів закінчувалися провалом. І не дивно, що у своїй первісній формі погляди Бонді і Голда не знайшли підтримки в серйозній науці. Однак головна ідея гіпотези відродилася, як тільки з неї вдалося викинути містику.
Не погодившись з порожніми розмовами про народження матерії «з нічого», американські астрофізики Хойл і Мак-Крей спробували врятувати думка Бонді і Голда, ввівши уявлення про таку собі матеріальної основі творіння речовини. Вони заявили: матерія, що компенсує «розрідження» нескінченного і вічно розширюється світу, народжується не з нічого, а з особливого «творить поля» - цілком матеріального, що пронизує весь Всесвіт, але дуже слабкого і тому досі не виявленого.
Математичний символ творить поля був внесений в рівняння Ейнштейна як якась добавка до тяжінню. І після відповідних викладок ідея отримала «прописку» в теоретичній космології. Колись Ейнштейн видозмінив свої рівняння, бажаючи приписати світу нерухомість і кінцівку. Тепер додаток тих же рівнянь зроблено з протилежною метою - заради виправдання вічності і нескінченності Всесвіту. Ейнштейн, як ви пам'ятаєте, сам відмовився від свого космологічного члена. Наскільки ж законно нове доповнення його рівнянь?
Взагалі кажучи, передбачення того чи іншого фізичного поля - зовсім не гріх. Свого часу було передбачено мезонне поле ядерних сил, передбачити нейтринне поле. Ніхто не має права заперечувати мислимо інших полів, в тому числі і загадкового «творить». Однак якщо воно дійсно породжує частки, то саме має поповнюватися за рахунок чогось; без пояснення цього гіпотеза Хойла і Мак-Крея не може бути визнана відповідає власним задумом. До речі сказати, вже сьогодні намітилися шляхи перевірки ідеї творить поля. Якщо воно існує, повинні бути відзначені деякі нюанси розбігання галактик, що відбиваються на «червоному зміщенні» їх спектрів. Такі спостереження, безсумнівно, будуть виконані. Почекаємо їх результатів. А поки вчені прикидають і інші варіанти законного, сумісного з принципом несотворімості матерії появи частинок з порожнечі.
Естонський філософ і космолог академік Естонської Академії наук Г. І. НААН на одній із доповідей зробив припущення, що носить, мабуть, рекордно сміливий характер. Він висловив свою думку, правда, без серйозного обґрунтування, в напівжартівливої формі, і попередив, що вона не претендує на роль повноцінної гіпотези, але деякі фізики, особливо молодь, були нею захоплені. Що ж це за думка? Перш ніж викладати її, доведеться сказати кілька слів про одне з найважливіших розділів фізики наших днів - про теорії елементарних частинок.
На початку тридцятих років англійський дослідник Поль Дірак побудував фізичну теорію, в якій поєднав огром швидкостей з ницістю розмірів і мас - теорію відносності з квантовими закономірностями поведінки мікрочастинок. Виникла нова фізична дисципліна - релятивістська квантова механіка. стала основою нинішньої теорії елементарних частинок і увійшла в золотий фонд всім сучасним науки. Вчення Дирака передбачило відкриття дивовижних явищ - таких, як перетворення речовини в світло, перетворення світла в речовину, штучне творіння «антиречовини». Всі розмови про антиматерії, антисвіт, всі прогнози підкорення космосу за допомогою фотонних ракет лежать в кінцевому підсумку на фундаменті, спорудженому Дираком. А глибинні витоки діраковской теорії покояться в свою чергу на надзвичайно своєрідному уявленні про природу вакууму, порожнечі - тієї самої порожнечі, яку ми звикли вважати самою зрозумілою і простою з усього сущого в світі.
По поглядам Дірака, порожнеча не порожня, навіть якщо в ній абсолютно немає електронів, атомів, молекул. Порожнеча - це безмежний океан, битком набитий матеріальними частками, але такими, які нами абсолютно не сприймаються. Їх неможливо обмацати або висвітлити. Але ці частинки виявлять себе, якщо будь-яким способом повідомити їм величезний запас енергії. Справа в тому, що по Дірака власна енергія цих частинок ... менше, ніж нуль. Іншими словами, вакуум - це щільне скупчення частинок негативної енергії. Такою була початкова ідея релятивістської квантової механіки Дірака.
Зрозуміло, уявити собі частинку з негативною енергією надзвичайно важко. Це суцільний парадокс. Взяти хоча б те, що вона повинна володіти негативною масою і тому від поштовху вперед має рухатися назад. Камінь, з таких частинок злетів би над Землею, Як повітряна куля: спробуй, уяви собі подібне!
Але Дірак дав своїм поглядам суворе математичне обґрунтування і, головне, передбачив відкриття перш невідомих фактів. Все передбачити теоретичною фізикою античастинки - позитрони, антипротона, антинейтрони - не що інше, як «дірки в порожнечі». Фізики «пробили» ці дірки, навчившись наносити досить потужні удари по невидимим часткам негативної енергії, що становить вакуум, і «вибивати» їх звідти.
Справедливості заради варто відзначити, що в нинішній теоретичній фізиці про діраковской моделі вакууму згадують не часто. Народження античастинок досліджують з інших, більш формальних позицій - без згадки про простір, «утрамбованном» частинками негативних енергій. Однак, робиться це тільки заради зручності математичних обчислень. Діраковской структура вакууму при цьому аж ніяк не заперечується. Іншої моделі порожнечі ще ніхто не висунув.
Словом, по Дірака наш Всесвіт занурена в невідчутний, але цілком матеріальний і побічно виявляється «фон». Якщо ви усвідомили це, вам буде зрозуміла і думка Г. І. Наана.
НА «зустрічну» ЧАСУ
Чому б не брати до уваги, каже естонський космолог, що «фон» Дирака - зовсім не суцільна нерухома «жижа», яким його зазвичай представляли? Куди резоннее думати, що це - цілий невидимий світ. Він рухається, в ньому течуть процеси, відбуваються взаємодії і перетворення. І не страшно, що енергія кожної з його частинок менше нуля. Все одно можливий обмін енергією, можливі, можливо, процеси, при яких якась частка раптом «перескакує» з неспостережуваного «фону» в наш відчутний і видимий світ. Виходить як раз те, чого так потребує космологічна гіпотеза про вічність Всесвіту: порятунок Всесвіту від розрідження, мимовільне поява частки з «порожнечі»! Але не «з нічого», як у Бонді і Голда, а з «чогось», бо тепер порожнеча - це не «ніщо», а «щось»!
Ризикнемо піти і далі. Якщо теоретично проаналізувати поведінку тел негативної енергії, то вийде, що «наші» фізичні закони для них як би «поперевертаються» - знайдуть протилежне значення. Замість розширення світу, розсіювання матерії і енергії, характерних для нашого світу, в «тлі» Дирака повинні відбуватися, навпаки, стиснення матерії, концентрація енергії.
І, нарешті, ще одне міркування, найцікавіше. Фізика тел негативної енергії приблизно така ж, якою стала б фізика звичайних тіл, але в часі, поточному «навпаки». Не зрозуміло? Постараємося пояснити прикладом.
Ви зняли на кіноплівку падіння яблука на землю. Сюжет фільму нехитрий: яблуко, яке притягує землею, рухається вниз. Це ви і побачите на екрані, якщо пустите плівку, як годиться, - з початку до кінця. Ну, а якщо ви поплутаєте кінці і пустіть плівку навпаки - з кінця до початку? Тоді на екрані яблуко, яке притягує землею, полетить вгору, тобто поведе себе, як тіло негативної енергії (яке від поштовху вперед рухається назад). Але ж, помінявши кінці плівки, ви як би перевернули напрямок течії часу. Отже, в зворотному перебігу часу тіла позитивної енергії поводяться, як тіла негативної енергії.
Ось звідси і випливає думка Наана, що невідчутний світ, співіснують з нашим, рухається і розвивається в зворотному, протилежному часу.
Отже, нашого Всесвіту всюди - в кожній точці, поруч з нами, в нас самих, - можливо, супроводжує інша невидима Всесвіт, що живе на «зустрічному часу». У ній - свої, невоспрінімаемие нами матеріальні об'єкти. Вона підпорядкована всім законам природи і являє собою цілком «потойбічне» у філософському сенсі світобудову. Його можна сподіватися виявити і експериментально.