Як утворився Всесвіт?

При уважному розгляді космологічна теорія походження і структури всесвіту починає тріщати по швах.
Погляньте на усипане зірками нічне небо. Як виникли всі ці незліченні зірки і планети? Більшість сучасних учених, швидше за все, відповідають на це питання, пославшись на одну з версій теорії «великого вибуху». У відповідність з цією теорією, спочатку вся матерія Всесвіту була зосереджена в одній точці і розігріта до дуже високої температури. У якийсь момент часу відбувся страхітливої сили вибух. У хмарі перегрітих субатомних частинок, що розширюється, поступово почали формуватися атоми, зірки, галактики, планети, і, нарешті, зародилося життя. В даний час цей сценарій має статус непорушної істини.
Безперечно, теорія великого вибуху захоплює уяву і мало кого залишає байдужим. І оскільки вона нібито заснована на фактичному матеріалі і підкріплена математичними викладеннями, більшості людей вона представляється прийнятнішою, ніж релігійні пояснення виникнення Всесвіту. Проте космологічна теорія великого вибуху є лише останньою з цілого ряду спроб пояснити зародження Всесвіту з позицій механістичного світогляду, згідно з яким світ (і людина зокрема) є породження матерії, що функціонує в строгій відповідності із законами фізики.
Спроби учених створити чисто фізичну модель походження Всесвіту грунтуються на трьох постулатах:
1) всі явища природи можуть бути вичерпно пояснені фізичними законами, вираженими в математичній формі;
2) ці фізичні закони універсальні і не залежать від часу і місця;
3) всі основні закони природи прості.
Багато людей приймають ці постулати як щось само собою зрозуміле, але насправді ніхто і ніколи не міг довести їх істинності, більш того, довести їх справедливість далеко не просто. По суті справи, вони є всього лише складовою частиною одного з підходів до опису реальності. Розглядаючи складні явища, з якими стикається кожен, хто вивчає Всесвіт, учені вибрали такий підхід. «Давайте, - говорять вони, - заміряємо параметри фізичних явищ і спробуємо описати їх за допомогою простих і універсальних фізичних законів». Проте, строго кажучи, у нас немає ніяких логічних підстав заздалегідь відкидати альтернативні підходи до розуміння Всесвіту. Не можна виключати, що в основі Всесвіту лежать принципово інші закони, непіддатливі простому математичному вираженню. І проте багато учених, плутаючи своє розуміння Всесвіту з його дійсною природою, заздалегідь відкидають альтернативні підходи. Вони наполягають на тому, що всі явища у Всесвіті можна описати за допомогою простих математичних законів. «Ми сподіваємося укласти весь всесвіт в просту і коротку формулу, яку можна буде друкувати на майках», - стверджує Л. Ледерман, директор Національної лабораторії ядерної фізики ім. Фермі штату Ілінойс.
Існує декілька психологічних причин, що примушують учених триматися за цей підхід. Якщо структура Всесвіту може бути описана простими кількісними законами, то у учених, не дивлячись на обмеженість людського розуму, з'являється надія рано чи пізно зрозуміти цю структуру (і таким чином отримати ключ до управління Всесвітом). Тому вони виходять з того, що такий опис можливий, і створюють тисячі різних теорій. Але якщо наш Всесвіт нескінченно складний, то нам, з нашим обмеженим розумом і відчуттями, буде дуже важко пізнати його.
Продемонструємо це на прикладі. Допустимо, у нас є множина, що містить мільярд чисел, і перед нами завдання описати структуру цієї множини одним рівнянням. Практично це можливо в тому випадку, якщо структура множини достатньо проста. Проте якщо структура надзвичайно складна, то нам навряд чи вдасться навіть визначити вид формули, що описує її. Подібно до цього, спроби учених будуть такі ж безрезультатні, коли вони зіткнуться з властивостями Всесвіту, які в принципі не піддаються математичному опису. Тому недивно, що велика частина учених так наполегливо тримається за свою сьогоднішню стратегію, не бажаючи визнавати ніяких інших підходів. У цьому вони схожі на людину, яка втратила на дорозі ключі від машини, а шукає їх під вуличним ліхтарем, просто тому, що там світліше.
Проте насправді уявлення учених про те, що фізичні закони, відкриті ними в лабораторних експериментах на Землі, діють у всьому Всесвіті і на всіх етапах його еволюції, м'яко кажучи, необгрунтовані. Наприклад, у нас немає ніяких підстав стверджувати, що раз електричні поля поводяться певним чином в лабораторних умовах, то вони проявляли ті ж властивості мільйони років назад на відстані багатьох десятків світлових років від Землі. Проте без таких допущень не може обійтися жодна спроба пояснення походження Всесвіту. Адже не можемо ж ми повернутися на мільярди років назад, до часу утворення Всесвіту, або отримати пряму інформацію про те, що відбувається за межами Сонячної системи.
Деякі учені визнають ризик перенесення наших вельми обмежених знань на всесвіт в цілому. У 1980 році К. Болдінг сказав: «Космологія... представляється нам наукою, що не має під собою міцної основи, хоч би тому, що вона вивчає величезний Всесвіт на прикладі невеликої його частини, дослідження якої не можуть дати об'єктивної картини реальності. Ми спостерігали його впродовж дуже короткого відрізку часу і маємо відносно повне уявлення лише про нікчемно малу частину його об'єму». Проте не тільки висновки космологів не мають під собою міцної основи, схоже, що сама спроба створити просту математичну модель Всесвіту не цілком коректна, і зв'язана з труднощами принципового характеру.
Проблематична сингулярність
Як свідчить теорія великого вибуху, Всесвіт виник з точки з нульовим об'ємом і нескінченно високою щільністю і температурою. Це стан, званий сингулярностю, не піддається математичному опису.
Намагаючись пояснити походження Всесвіту, прихильники теорії великого вибуху стикаються з серйозною проблемою, оскільки початковий стан Всесвіту в розробленій ними моделі не піддається математичному опису. Згідно всім існуючим теоріям великого вибуху, спочатку Всесвіт був точкою простору нескінченно малого об'єму, що мала нескінченно велику щільність і температуру. Такий початковий стан в принципі не може бути описаний математично. Про цей стан зовсім нічого не можна сказати. Всі розрахунки заходять в безвихідь. Це все одно що займатися діленням якогось числа на нуль. Відповіді на це питання не існує. На мові науки це явище називають «сингулярністю».
Професор радіоастрономії Манчестерського університету Б. Лоувел писав про сингулярності наступне: «У спробі фізично описати початковий стан Всесвіту ми наштовхуємося на перешкоду. Питання в тому, чи є ця перешкода переборною. Можливо, всі наші спроби науково описати початковий стан Всесвіту заздалегідь приречені на невдачу? Це питання, а також концептуальні труднощі, пов'язані з описом сингулярної точки в початковий момент часу, є однією з основних проблем сучасної наукової думки». Поки що цю перешкоду не змогли подолати навіть найвидатніші учені, розробляючі теорію великого вибуху.
Таким чином, теорія великого вибуху взагалі не описує походження Всесвіту, оскільки початкова сингулярність, за визначенням, не піддається опису.
Отже, теорія великого вибуху стикається з непереборними проблемами буквально із самого початку. У науково-популярних викладах теорії великого вибуху складнощі, пов'язані з початковою сингулярністю, або замовчуються, або згадуються побіжно, але в спеціальних статтях учені, що роблять спроби підвести математичну базу під цю теорію, визнають їх головною перешкодою. Професори математики С. Хокінг з Кембріджа і г. Елліс з Кейптауна відзначають в своїй монографії «Великомасштабна структура простору-часу»: «На наш погляд, цілком виправдано рахувати фізичну теорію, яка передбачає сингулярність, неудачною». І далі: «результати наших спостережень підтверджують припущення про те, що Всесвіт виник в певний момент часу. Проте сам момент початку творіння, сингулярність, не підкоряється жодному з відомих законів фізики».
Зрозуміло, що будь-яка гіпотеза про походження Всесвіту, яка постулює, що початковий стан Всесвіту не піддається фізичному опису, виглядає досить підозріло. Наступне питання: звідки узялася сама сингулярність? І учені вимушені оголосити математично невловиму точку нескінченної щільності і нескінченно малих розмірів, що існує поза простором і часом, причиною всіх причин.
Спроби вирішення проблеми сингулярності.
Не бажаючи миритися з подібною перспективою, теоретики розробили декілька варіантів теорії великого вибуху, в яких намагаються обійти проблему сингулярності. Один з можливих підходів - постулювати, що сингулярність при зародженні Всесвіту була не досконалою. Б. Лоувел стверджує, що сингулярність в теорії великого вибуху «часто представлялася як математична проблема, що виникла з постулату про однорідність Всесвіту». Всі класичні моделі Всесвіту, що з'явився в результаті великого вибуху, володіють ідеальною математичною симетрією, і деякі фізики визнали це причиною появи сингулярності рівнянь, що описують початковий стан Всесвіту. Щоб скоректувати це, теоретики почали вводити в свої моделі асиметрію, аналогічну тій, яку можна бачити в спостережуваному Всесвіті. Таким чином, вони сподівалися внести до початкового стану Всесвіту достатню невпорядкованість, необхідну для того, щоб він не зводився до точки. Проте всі їх надії були зруйновані Хокінгом і Еллісом, які стверджують, що, згідно їх розрахункам, модель великого вибуху з асиметричним розподілом матерії у будь-якому випадку повинна мати сингулярність в початковій точці.
Звідки з'явився Всесвіт?
Проблема сингулярності є лише частиною більш загальної проблеми, проблеми виникнення Всесвіту (незалежно від того, яким був його початковий стан). Але навіть якщо сингулярності можна уникнути, то основне питання залишається без відповіді: звідки, власне, з'явився Всесвіт? Сподіваючись відхилитися від відповіді на це питання, деякі учені запропонували теорію так званого «нескінченно пульсуючого Всесвіту». Відповідно до цієї теорії, Всесвіт розширюється, а потім стискується до сингулярності, потім знов розширюється і знову стискується. У нього немає ні початку, ні кінця. Це знімає питання про походження Всесвіту - він нізвідки не не виникає, а існує вічно.
Але і ця модель не позбавлена серйозних недоліків. Перш за все, до цих пір ніхто не зміг задовільно пояснити механізм пульсації. В своїй роботі «Перші три хвилини» С. Вайнберг стверджує, що кожен цикл розширення і стиску повинен приводити до певних прогресуючих змін у Всесвіті, а це означає, що у Всесвіту має бути початок, інакше вся історія Всесвіту буде регресом, що розтягнувся на вічність. Таким чином, перед нами знов встає питання про походження Всесвіту.
Астрофізик П. Девіс запропонував модель «пульсуючого Всесвіту із зворотнім ходом часу». Згідно цієї теорії, Всесвіт спочатку розширюється, а потім стискується до сингулярності, причому на початку кожного наступного циклу розширення-стиску час повертає назад, приводячи, врешті-решт, до сингулярності, з якої починався попередній цикл. Згідно цієї моделі, минуле стає майбутнім, а майбутнє - минулим, так що поняття «Початок Всесвіту» позбавляється сенсу. Цей сценарій дає деяке уявлення про те, на які хитрощі вимушені іти учені-космологи, щоб якось пояснити походження Всесвіту.
Інфляційний Всесвіт
Окрім питання про походження Всесвіту, сучасні космологи стикаються з рядом інших проблем. Щоб стандартна теорія великого вибуху могла передбачити той розподіл матерії, який ми спостерігаємо, її початковий стан повинен характеризуватися дуже високим ступенем організованості. Відразу ж виникає питання: яким чином така структура могла утворитися? Фізик А. Гут з Массачусетського технологічного інституту запропонував свою версію теорії великого вибуху, усуваючи необхідність штучно вводити точні параметри в рівняння, що описують початковий стан Всесвіту. Його модель була названа «інфляційний Всесвіт». Проте модель Гута теж не позбавлена недоліків. Щоб рівняння Гута правильно описували інфляційний Всесвіт, йому довелося дуже точно задавати початкові параметри для своїх рівнянь. Таким чином, він зіткнувся з тією ж проблемою, що і творці інших теорій. Він сподівався позбавитися від необхідності задавати точні параметри умов великого вибуху, але для цього йому довелося вводити власну параметризацію, що залишилася непоясненою. Гут і його співавтор П. Штайнгарт визнають, що в їх моделі «розрахунки приводять до прийнятних прогнозів тільки в тому випадку, якщо задані початкові параметри рівнянь варіюють в дуже вузькому діапазоні. Більшість теоретиків вважають подібні початкові умови за маловірогідні». Далі автори говорять про свої надії на те, що коли-небудь будуть розроблені нові математичні теорії, які дозволять їм зробити свою модель правдоподібнішою.
Теорія єдиного поля, на якій грунтується модель інфляційного Всесвіту, повністю гіпотетична і «погано піддається експериментальній перевірці, оскільки велику частину її прогнозів неможливо кількісно перевірити в лабораторних умовах». (Теорія єдиного поля - це достатньо сумнівна спроба учених зв'язати воєдино основні сили Всесвіту.)
Згідно іншої гіпотези, Всесвіт виник з хаосу. Деякі його ділянки були гарячими, інші - холодними, одні розширювалися, а інші стискувалися. В цьому випадку інфляція повинна була початися в перегрітій області Всесвіту, що розширюється. Правда, Гут визнає, що ця модель не може пояснити походження первинного хаосу.
Третя можливість, якій Гут віддає перевагу, полягає в тому, що перегрітий згусток матерії, що розширюється, виникає квантово-механічним шляхом з порожнечі. У статті, що з'явилася в журналі «Сайентіфік Амерікен» в 1984 році, Гут і Штайнгарт затверджують: «Інфляційна модель Всесвіту дає нам уявлення про можливий механізм, за допомогою якого спостережуваний Всесвіт міг з'явитися з нескінченно малої ділянки простору. Знаючи це, важко утриматися від спокуси зробити ще один крок і прийти до висновку, що Всесвіт виник буквально ні з чого».
Проте якою б привабливою не була ця ідея для учених, готових озброїтися проти  можливості існування вищої свідомості, що створила Всесвіт, при уважному розгляді вона не витримує критики. «Ніщо», про яке говорить Гут, - це гіпотетичний квантово-механічний вакуум, що описується ще не розробленою теорією єдиного поля, яка повинна об'єднати рівняння квантової механіки і загальної теорії відносності. Іншими словами, в даний момент цей вакуум неможливо описати навіть теоретично.
Треба відзначити, що фізики описали простіший тип квантово-механічного вакууму, який є морем так званих «віртуальних частинок», які «майже існують». Час від часу деякі з цих субатомних частинок переходять з вакууму в світ матеріальної реальності. Це явище отримало назву вакуумних флуктуацій. Вакуумні флуктуації неможливо спостерігати безпосередньо, проте теорії, що постулювали їх існування, були підтверджені експериментально. Згідно цим теоріям, частинки і античастинки без всякої причини виникають з вакууму і практично відразу зникають, анігілюючи одна з одною. Гут і його колеги допустили, що в якийсь момент замість крихітної частинки з вакууму з'явився цілий Всесвіт, і замість того, щоб відразу зникнути, цей Всесвіт якимсь чином проіснував мільярди років. Автори цієї моделі вирішили проблему сингулярності, припустивши, що стан, в якому Всесвіт з'являється з вакууму, дещо відрізняється від стану сингулярності.
Проте у цього сценарію є два основні недоліки. По-перше, можна тільки дивуватися із сміливості фантазії учених, що розповсюдили достатньо обмежений досвід з субатомними частинками на цілий Всесвіт. С. Хокінг і г. Елліс мудро застерігають своїх колег: «Припущення про те, що закони фізики, відкриті і вивчені в лабораторії, будуть справедливі в інших точках просторово-часового континууму, безумовно, дуже смілива екстраполяція». По-друге, строго кажучи, квантово-механічний вакуум не можна називати «ніщо». Опис квантово-механічного вакууму навіть в найпростішій з існуючих теорій займає безліч сторінок надзвичайно абстрактних математичних викладень. Така система, поза сумнівом, є «чимось», і відразу ж встає питання: «Як виник так складно організований «вакуум»?»
Повернемося до початкової проблеми, для вирішення якої Гут створив інфляційну модель: проблемі точної параметризації початкового стану Всесвіту. Без такої параметризації неможливо отримати спостережуваний розподіл матерії у Всесвіті. Як ми переконалися, рішити цю проблему Гуту не вдалося. Більш того, сумнівною представляється сама можливість того, що яка-небудь версія теорії великого вибуху, включаючи версію Гута, може передбачити спостережуваний розподіл матерії у Всесвіті.
Важко навіть уявити собі всю складність початкового стану і умов, необхідних для виникнення нашого Всесвіту зі всім різноманіттям його структур і організмів. У разі нашого Всесвіту ступінь цієї складності такий, що його навряд чи можна пояснити за допомогою одних фізичних законів.
Теоретики вдаються до допомоги так званого «антропного принципу».
Іншою формою псевдонаукової казуїстики є твердження про те, що Всесвіт з'явився по волі сліпого випадку. Ці слова теж зовсім нічого не пояснюють. Сказати, що щось, що з'явилося один раз, з'явилося випадково - означає просто сказати, що воно з'явилося. Такого роду твердження не можна вважати за наукове пояснення, оскільки вони не містять в собі ніякої нової інформації. Іншими словами, ці «пояснення» ні на крок не наблизили учених до вирішення проблеми походження Всесвіту.
Загальна теорія відносності описує викривлений простір час і є невід'ємною частиною будь-якої сучасної теорії походження Всесвіту. Тому якщо загальна теорія відносності потребує перегляду, то будь-яка космологічна теорія, заснована на ній, теж потребує поправок.
Застосування загальної теорії відносності, так само як і спеціальної теорії відносності, зв'язане з однією трудністю: у обох поняття часу переосмислене. У ньютоновій фізиці час розглядається як змінна, незалежна від простору. Завдяки цьому ми можемо описати траєкторію руху об'єкту у просторі та часі: в даний момент часу об'єкт знаходиться в певній точці простору, а з часом його положення міняється. Але теорія відносності Ейнштейна об'єднує простір і час в чотиривимірний континуум, так що про об'єкт вже не можна сказати, що в певний момент часу він займає певне положення в просторі. Релятивістський опис об'єкту показує його положення у просторі та часі як єдине ціле, від початку і до кінця існування об'єкту. Перебігу часу не існує. Згідно цієї теорії, життя людини є єдиним цілим. Такий погляд на людину знецінює наше особисте сприйняття минулого, сьогодення і майбутнього, вимушуючи нас поставити під сумнів саму реальність цього сприйняття. Наше нинішнє тіло ми відчуваємо як реальне, тоді як наше дитяче тіло збереглося тільки в пам'яті. Для нас немає ніяких сумнівів в тому, що ми займаємо певне місце в просторі в даний момент часу. Теорія відносності перетворює серії подій на єдині просторово-часові структури, але ми відчуваємо їх як послідовність певних етапів в часі. Отже, будь-яка модель походження Всесвіту, побудована на основі теорії відносності, не здатна пояснити наше сприйняття часу, і тому всі ці моделі в їх сучасному вигляді недосконалі і неприйнятні.
Квантова фізика і реальність
Всі сучасні космологічні теорії також спираються на квантову механіку, яка описує поведінку атомних і субатомних частинок. Квантова фізика принципово відрізняється від класичної, ньютонової фізики. Класична фізика займається описом поведінки матеріальних об'єктів, тоді як квантова фізика зосереджена тільки на математичному описі процесів спостереження і вимірювання. Речова матеріальна реальність зникає з поля зору. Нобелівський лауреат В. Гейзенберг говорить: «Виявилось, що ми більше не здатні відокремити поведінку частинки від процесу спостереження. В результаті нам доводиться миритися з тим, що закони природи, які квантова механіка формулює в математичному вигляді, мають відношення не до поведінки елементарних частинок як таких, а тільки до нашого знання про ці частинки». У квантовій механіці разом з об'єктом дослідження і інструментами дослідження елементом аналізованої картини стає спостерігач.
Проте застосування квантової механіки для опису Всесвіту зв'язане з серйозними труднощами. За визначенням, всі спостерігачі є частиною Всесвіту. У разі Всесвіту ми позбавлені можливості уявити собі стороннього спостерігача. У спробі сформулювати версію квантової механіки, яка не потребує стороннього спостерігача, відомий фізик Дж. Уїлер запропонував модель, відповідно до якої Всесвіт постійно розщеплюється на нескінченну кількість копій. Кожен паралельний Всесвіт має своїх спостерігачів, які бачать даний конкретний набір квантових альтернатив, і всі ці Всесвіти реальні.
В. Віт пише про свою реакцію на цю теорію в журналі «Фізікс тудей»: «Я до цих пір пам'ятаю потрясіння, вперше ознайомившись з теорією множинності світів. Ідея про те, що кожну мить з мене з'являється 10 в 100-й степені двійників, що злегка відрізняються один від одного, і кожен з них продовжує безупинно ділитися, поки не зміниться до невпізнання, не укладається в рамки здорового глузду. Ось вже справді картина нескінченно прогресуючої шизофренії». Це всього лише один приклад фантастичних гіпотез, які доводиться висувати ученим, щоб погоджувати теорію великого вибуху з квантовою механікою.
Проте на цьому біди учених, що вибрали шлях матеріалістичного редукционізму, не кінчаються. Мало того, що теорія відносності і квантова механіка самі по собі в застосуванні до космології приводять до безглуздих і фантастичних моделей. Щоб по-справжньому оцінити всю хиткість надій учених коли-небудь знайти розгадку походження Всесвіту, потрібно знати, що вони покладають їх головним чином на ще не до кінця створену теорію єдиного поля (ТЄП), яка повинна об'єднати в собі теорію відносності і квантову механіку. Вони сподіваються, що ця теорія опише всі сили, що діють у Всесвіті, за допомогою одного компактного математичного виразу. При цьому теорія відносності необхідна для опису загальної структури простору-часу, а квантова механіка - для пояснення поведінки субатомних частинок. На жаль, обидві теорії явно протирічать одна одній.
Першим кроком на шляху до математичної інтеграції обох теорій є теорія квантового поля. Ця теорія намагається описати поведінку електронів, об'єднуючи квантову механіку і спеціальну теорію відносності Ейнштейна. Таке об'єднання ідей виявилося досить успішним, але в той же час англійський фізик, лауреат Нобелівської премії П. Дірак, автор теорії квантового поля, признався: «Схоже, що поставити цю теорію на солідну математичну основу практично неможливо». Другим і набагато складнішим кроком має бути інтеграція загальної теорії відносності і квантової механіки, але поки ніхто не має ані найменшого уявлення про те, як це зробити. Навіть такі визнані авторитети, як Нобелівський лауреат С. Вайнберг, визнають, що тільки для створення математичного апарату нової теорії знадобиться сторіччя або два.
З часів Ньютона і Галілея фізики ставлять перед собою завдання дати математичний опис досліджуваного явища. Це математичний опис має бути підтверджений спостереженнями і потім перевірений експериментально. Ми вже переконалися, що теорії великого вибуху не відповідають цим вимогам. Однією з основних вимог, що пред'являються до фізичних теорій, є простота, але, як ми бачимо, теорії великого вибуху не відповідають і цьому критерію. З кожним новим формулюванням вони приймають все більш і більш химерні форми, покликані заповнити пропуск в наших знаннях.
Таким чином, теорії великого вибуху не можуть претендувати на роль наукового пояснення походження Всесвіту. Проте в науково-популярних журналах, телепередачах і в підручниках учені свідомо намагаються створити враження, що їм вдалося пояснити походження Всесвіту. Як мовиться, не обдуриш - не продаси. Важко уявити собі що-небудь дальше від істини.
Як бути з Галактиками?
Ми вже переконалися, що всі спроби космологів втиснути Всесвіт у вузькі рамки своїх матеріалістичних уявлень ні до чого не привели. Більш того, їх теорії не відповідають навіть їх власним уявленням про будову Всесвіту. Наприклад, теорія великого вибуху не може пояснити існування галактик. Уявіть собі геніального ученого, який досконально знає всі сучасні космологічні теорії, але не має поняття про астрономію. Чи зможе він передбачити існування галактик? Ні. Сучасні версії космологічних теорій передбачають тільки появу однорідної хмари газу. Щільність цієї хмари до теперішнього часу має бути не більше одного атома на кубометр - небагато краще, ніж вакуум. Щоб отримати щось більше, потрібне коректування початкового стану Всесвіту, який дуже важко науково обгрунтувати. За традицією фізична теорія вважається за прийнятну, якщо вона володіє силою передбачення. Цінність теорії, яку потрібно довго підганяти, щоб вичавити з неї якісь прогнози, дуже сумнівна.
С. Вайнберг в своїй книзі «Перші три хвилини» пише: «Теорія виникнення галактик є однією з найважчих проблем астрофізики, проблем, ще дуже далекі від вирішення». Але потім він відразу обмовляється: «Проте це зовсім інша історія». Чому ж інша? Це якраз та сама історія! Якщо теорія великого вибуху не може пояснити походження не тільки самого Всесвіту, але і одного з основних компонентів Всесвіту - галактик, то що ж вона взагалі пояснює? Судячи з усього, не дуже багато.
Невидима маса
Одна з нерозгаданих таємниць Всесвіту: учені припускають, що галактики оточені ореолом невидимої матерії, маса якої в дев'ять разів перевищує їх власну.
Теорія «великого вибуху» повинна пояснити будову Всесвіту, але біда в тому, що багато характеристик Всесвіту ще недостатньо вивчені, щоб їх можна було пояснювати. Однією з інтригуючих загадок є проблема «невидимої маси». «Вимірюючи світлову енергію, що випромінюється Молочним Шляхом, можна приблизно визначити масу нашої галактики. Вона дорівнює масі ста мільярдів Сонць. Проте, вивчаючи закономірності взаємодії того ж Чумацького Шляху з найближчою галактикою Андромеди, ми виявимо, що наша галактика притягується до неї так, як ніби важить вдесятеро більше», пояснює Давид Шрамм, професор університету Чікаго. Таким чином, різниця в масі, визначеній двома методами, складає 90%. Щоб пояснити це, учені вирішили списати недолік маси на примарні субатомні частинки, звані «нейтрино». Первинне нейтрино не мало маси, але, коли було потрібно, йому приписали масу, щоб «виявити» бракуючу масу галактики. Дуже зручно.
Навіть якщо відкласти питання про походження Всесвіту і звернутися до його будови, ми побачимо, що і тут далеко не все йде благополучно. Учені упевнено заявляють, що Всесвіт тягнеться на Х світлових років і що його вік - У мільярдів років. Вони стверджують, що знають природу всіх основних космічних об'єктів: зірок, галактик, туманностей, квазарів і так далі В той же час ми не маємо ясного уявлення навіть про галактику Чумацького Шляху, до якої ми належимо.
Наприклад, в журналі «Сайентіфік Амерікен» відомий астроном Б. Дж. Бік пише: «Я згадую середину сімдесятих років, коли я і мої колеги, дослідники Чумацького Шляху, були абсолютно упевнені в собі... У той час нікому не могло прийти в голову, що дуже скоро нам доведеться переглянути свої уявлення про розміри Чумацького Шляху, збільшивши його діаметр втричі, а масу удесятеро». Якщо навіть такі параметри були так кардинально змінені після десятків років спостережень і досліджень, то що можна чекати від майбутнього?! Чи не доведеться нам ще кардинальніше міняти свої погляди?
Навіть наша власна Сонячна система поки залишається для нас загадкою. Традиційне пояснення походження планет, згідно якому планети утворилися в процесі конденсації хмар космічного пилу і газу, має під собою досить хиткий фундамент, оскільки рівняння, що описують взаємодію газу в цих хмарах, до цих пір не розв'язані. Мак-Рей, професор університету, колишній президент Королівського Астрономічного суспільства, пише: «Проблема походження Сонячної системи продовжує залишатися, мабуть, найзначнішою зі всіх невирішених проблем астрономії».
Сподіваємося, що всього сказаного вище достатньо для того, щоб переконати будь-якого неупередженого читача в необгрунтованості претензій космологів на те, що стратегія матеріалістичного редукціонізму допомогла їм успішно пояснити походження і природу Всесвіту. У нас немає ніяких підстав стверджувати, що всі відповіді на питання космології обов'язково мають бути описані простим математичним виразом. Кількісний метод часто не може бути застосований навіть до явищ, куди простіших і доступніших, ніж гігантський Всесвіт. Тому передчасно відкидати альтернативні підходи, які можуть бути засновані на інших законах і принципах, ніж відомі нам закони фізики.
Інша картина реальності
Логічно не можна унеможливити участі не фізичних чинників в діяльності Всесвіту, як не можна унеможливити існування областей космосу, де взагалі не діють відомі нам фізичні закони. Фізик Д. Бем признається: «Завжди є вірогідність того, що будуть виявлені принципово інші властивості, якості, структури, системи, рівні, які підкоряються зовсім іншим законам природи».
Як ми переконалися, деякі моделі і концепції, такі, як моделі нескінченно пульсуючого і такого, що нескінченно ділиться Всесвіту, пропоновані космологами, явно протирічать здоровому глузду. Не слід вважати ці концепції за забавні курйози - вони належать до найреспектабельніших гіпотез сучасної космології. Розглянемо декілька ще більш ексцентричних ідей, які обговорюються ученими-космологами. Одна з таких теорій - теорія «білої дірки» - квазара, фонтана що вивергає галактики. Дж. Гріббін, автор книги «Білі дірки», питає: «Чи можливо, щоб білі дірки ділилися, так щоб галактики відтворювали себе, подібно до амеб, шляхом партеногенезу? З погляду звичних уявлень про поведінку матерії, це припущення здається таким неправдоподібним, що по-справжньому оцінити його можна, тільки поглянувши на стандартні теорії виникнення галактик і, переконавшись, наскільки безнадійні їх спроби пояснити розвиток реального Всесвіту. Теорія білих дірок, що діляться, виглядає як соломинка, за яку хапається потопаючий, проте у відсутність іншої прийнятної альтернативи нам не залишається нічого іншого, як вхопитися за неї».
Інша теорія, яка серйозно обговорюється космологами, - це просторово-часові тунелі або, як їх ще називають, «космічні нори». Вперше серйозно розглянута фізиком Дж. Уїлером в роботі «реометродинаміка» (1962 р.), ця теорія до здобула широку популярність завдяки науково-фантастичному серіалу «Зоряні війни». У цих фільмах космічні кораблі подорожують через гіперпростір, здійснюючи міжгалактичні перельоти, які в нормальних умовах зайняли б мільйони років при русі із швидкістю світла. У деяких версіях цієї теорії космічні тунелі розглядаються як переходи, що зв'язують минуле і майбутнє або навіть різні всесвіти.
На початку двадцятого століття Ейнштейн ввів поняття четвертого виміру. В даний час у міру того, як виявляються нові наслідки рівнянь гравітаційного поля, виведених Ейнштейном, фізикам доводиться вводити нові виміри. Фізик-теоретик П. Девіс пише: «У природі на додаток до трьох просторових вимірів і одного часового, які ми сприймаємо в повсякденному житті, існують ще сім вимірів, які до цієї пори ніким помічені не були».
Ми говоримо про все це для того, щоб показати, що навіть учені-матеріалісти вимушені висувати пояснення природи Всесвіту, які виходять далеко за межі звичних уявлень і не поміщаються в буденній свідомості. Щоб зрозуміти їх або навіть просто примиритися з ними, потрібне певне «розтягування» розуму.
У вогні Великого вибуху
Особливої уваги і осмислення вимагає найбільш поширена в даний час модель «гарячого» Всесвіту, зв'язана з концепцією «Великого вибуху». Не треба думати, що уявлення про Всесвіт, що розширюється, - відкриття ХХ століття. Думки про Космос, що розширюється, висловлювалися ще в древніх космологічних ученнях. Врешті-решт електромагнітні хвилі, включаючи світло, від будь-якого ненапрямленого і несфокусованого джерела не можуть бути нічим іншим, як сферою електромагнітного фронту, що розширюється.
Космологи-релятивісти просто абсолютизували вибуховий характер цього цілком природного процесу. До того ж релятивістські космологічні моделі отримані виключно умоглядним шляхом і зусиллям думки, довільно перенесені потім на весь Космос. Згідно концепції «Великого вибуху», Всесвіт виник з однієї точки, радіусом рівним нулю, але з щільністю рівною нескінченності. Що це за точка, іменована сингулярністю, яким чином ні з чого з'являється весь невичерпний Всесвіт і що знаходиться за межами сингулярності - про це прихильники і пропагандисти даної гіпотези замовчують. «Великий вибух» відбувся 12-15 мільярдів років назад (точний вік залежить від величини сталої Хаббла, що вводиться у відповідну формулу).
Ця величина, у свою чергу, може мати різні значення залежно від методів, вживаних для вимірювання відстані від Землі до галактик. Відомий шведський фізик і астрофізик, лауреат Нобелівської премії Х. Альвен пише: «...ця космологічна теорія є верхом абсурду - вона стверджує, що весь Всесвіт виник в якийсь певний момент подібно до атомної бомби, що вибухнула, маючи розміри (більш менш) з шпилькову головку. Схоже на те, що в теперішній інтелектуальній атмосфері величезною перевагою космології «Великого вибуху» служить те, що вона ображає здоровий глузд: credo, quia absurdum («вірую, бо це абсурдно»)! Коли учені б'ються проти астрологічних нісенітниць поза стінами «храмів науки», непогано було б пригадати, що в самих цих стінах часом культивується ще гірша нісенітниця». В рамках теорії «Великого вибуху» заперечується вічність і нескінченність Всесвіту, оскільки Всесвіт мав початок в часі і після навіть максимального терміну в 20 мільярдів років встиг розширитися (роздутися) на обмежену відстань. Що знаходиться за межами радіусу Всесвіту, що розширюється, - теж заборонена тема для обговорення. Зазвичай висловлюють нічого не пояснюючі твердження, сенс яких приблизно наступний: Всесвіт такий, тому що це випливає з математичних формул. Зокрема, сингулярність виходить шляхом чисто математичних перетворень і потім проектується на космічну реальність.
Взагалі об'єктом релятивістської космології є гранично абстрактні моделі, що спираються на складний математичний апарат. При цьому спочатку складаються рівняння або доводиться теорема, а потім вже вирішується питання про те, яким чином слід скоректувати, не менш абстрактний математичний опис Космосу або, може, замінити стару космологічну модель на нову. Вперше релятивістська ідея Всесвіту, що розширюється, була сформульована і математично обгрунтована російським ученим А.А. Фрідманом в двадцяті роки. Його учень Дж. Гамору розрахував в кінці сорокових років модель гарячого вибухаючого Всесвіту, поклавши початок концепції «Великого вибуху». Але широкого поширення і впровадження ця теорія набула лише з середини 1960-х років. От як висловлює історію питання С. Хокінг - один з найбільш авторитетних сучасних учених, що вніс великий особистий внесок до розвитку і розповсюдження релятивістської космології ( Хокінг -  керівник тієї самої кафедри в Кембріджському університеті, яку колись очолював Ньютон, - свідоцтво найвищого визнання в науковому світі). Відправною точкою роздумів Хокінга послужила теорія іншого англійського математика і фізика - Р. Пенроуза. Обгрунтовувавши початок Всесвіту в часі і виходячи з поведінки світлових конусів в загальній теорії відносності, Пенроуз математично показав, що коли зірка стискується під дією власних сил гравітації, вона обмежується областю, поверхня якої врешті-решт стискується до нуля. А раз поверхня цієї області стискується до нуля - отже, те ж саме повинно відбуватися і з її об'ємом. Вся речовина зірки буде стиснута в нульовому об'ємі, так що її щільність і кривизна простору-часу стануть нескінченними. У даній ситуації і виникає сингулярність, виведена виключно математичним шляхом в рамках тепер уже класичної теореми Пенроуза. У 1965 році Хокінг познайомився з теорією Пенроуза і вирішив розповсюдити її на весь Всесвіт, змінивши при цьому напрям часу на зворотній так, щоб стискання перейшло в розширення. Іншими словами, в математичних рівняннях був замінений знак, що дозволило ввести нову модель Великого Космосу, суміщеного з «Великим вибухом», точкою відліку якого стала сингулярність. Потім Хокінг опублікував на цю тему роботу вже спільно з Пенроузом. Ось, власне, і вся основа пануючої в даний час моделі Всесвіту, яка надалі уточнювалася в деталях, але не в принципі. Показово, що теорія цілком і повністю народилася «на кінчику пера» і виткана з якнайтоншої математичної павутини. Її можлива відповідність космічній реальності цілком і повністю тримаєтся на ентузіазмі і активності авторів, що підтримують один одного і підтримуваних не менш дружньо всіма можливими інформаційними засобами. Насправді нічого, окрім майстерної комбінації математичних формул, що існують в двох варіантах, - або в голові теоретика, або в письмовому чи надрукованому вигляді, автори космологічних гіпотез запропонувати не можуть.
Проте розробка концепції «Великого вибуху» відбувалася в прискореному режимі. Не зв'язані якими б то не було обмеженнями, теоретики дали повну волю своїй уяві. Особливо їх привертали крайні значення: що було на самому початку і що чекає їх дітище в самому кінці. Проблема «початку» породила неозорий потік публікацій, включаючи монографії, що швидко завоювали популярність, такі, наприклад, як переведена на багато мов книга американського фізика, лауреата Нобелівської премії Стівена Вайнберга «Перші три хвилини: Сучасний погляд на походження Всесвіту».
Тут, так би мовити, посекундно розписано, як поводилася матерія, що виникла ні з чого, в перші три хвилини свого існування. Але посекундного опису виявилося мало. Почали розробляти моделі (повторимо, - суто абстрактно-математичні), що дозволяють уявити, що було (точніше - «було б, якби було») зі Всесвітом в перші десяті і навіть соті долі секунди. Особливу популярність здобула так звана «інфляційна модель» Всесвіту, розроблена російським космологом А.Д. Лінде.
Її популярність і швидке визнання були обумовлені тим, що за допомогою нових математичних допущень вдалося подолати виниклі суперечності між двома теоретичними «китами» - космологією і фізичною теорією елементарних частинок. Фахівці з теорії елементарних частинок давно звертали увагу на неясні моменти космології і ставили питання, які здавалися майже метафізичними. Що було до початку розширення Всесвіту? Чому Всесвіт однорідний і ізотропний? Чому різні його частини, далеко віддалені одна від одної, такі схожі, хоча формувалися незалежно? Спочатку здавалося, що відповіді на ці питання виходять за рамки цілей і можливостей науки. Саме тому такий великий інтерес викликала запропонована Лінде теорія інфляційного Всесвіту, в якій вдалося відповісти на велику частину виниклих запитань. Загальна подібність різних варіантів інфляційної теорії - існування стадії дуже швидкого (експоненціального) розширення Всесвіту у вакуумоподібному стані з величезною щільністю енергії. Ця стадія і називається стадією інфляції. Після неї вакуумоподібний стан розпадається, частинки, що утворюються при цьому, взаємодіють одна з одною, встановлюється термодинамічна рівновага, і лише услід за цим Всесвіт починає еволюціонувати згідно стандартної моделі «гарячого Всесвіту». У типових моделях інфляції стадія роздування продовжується всього 10^-35 с, але області Всесвіту, що за цей час роздуваються, встигають збільшити свій розмір в 10000000000 (10¹⁰) разів. Окрилений  «інфляційним підходом», Стівен Хокінг вирішив довести ультрарелятівістську модель «Великого вибуху» до логічного кінця і відповісти на вельми делікатне питання: що ж стане зі Всесвітом, коли він завершить еволюцію, описану математичними рівняннями. Відповідь бентежить своєю нехитрою простотою: він знову перетвориться на сингулярність, тобто в точку з нульовим радіусом. Хокінг навіть страхає: «Сингулярності не буде лише в тому випадку, якщо уявляти собі розвиток Всесвіту в уявному часі». От так: або погоджуйся з сингулярністю, або житимеш в уявному часі! Жахлива перспектива! Добре, що вона існує тільки в теоретичній уяві, що розігралася, а уявний час - така ж математична абстракція, як і сингулярність. Отже, модель «Великого вибуху» - всього лише одна з можливих уявних конструкцій, плід гри теоретичної думки. Сам  Хокінг, коли він спробував внести корективи до первинних уявлень про сингулярності, не зустрів ніякої підтримки в крузі однодумців: джин, як мовиться, був випущений з пляшки. Це наочно демонструє простий факт: з одного боку, найстрогіші математичні виведення у будь-який час можна міняти на діаметрально протилежні (як це і було зроблено Хокінгом: у теоремі Пенроуза напрям часу був змінений на зворотній, а надалі було введено поняття уявного часу); з іншого боку, учений світ може приймати або не приймати навіть самі бездоганні математичні викладення. (Ось воно зайве підтвердження стосовно сучасної ситуації в науці відомої тези Н.Ф. Федорова про «небратське» відношення між ученими, для подолання якого необхідне оволодіння принципами «космічної етики».) Подібна «методологія», природно, приводить до беззаконня. Так, спроба описати простір навколо «чорної дірки», що обертається, за допомогою еліпсоїдної системи координат (так зване доведення Керр, що допускає нескінченно велике число всесвітів минулого і майбутнього) - розрахунки виконані все тим же Пенроузом і оформлені ним у вигляді наочних діаграм - і екстраполяція отриманих виводів на навколишній світ приводить до наступної картини Всесвіту. «Уявимо собі, наприклад, космонавта, що вилетів із Землі і упірнув в чорну дірку. Трохи промандрувавши там, він виявить Всесвіт, що є його ж власним, тільки на 10 хвилин ранішим в часі. Увійшовши до цього ранішого Всесвіту, він виявить, що все йде так, як було за декілька хвилин до його відправлення. Він може навіть зустріти самого себе, повністю готового до посадки в космічний корабель. Зустрівши самого себе, він може розповісти собі ж, як він славно помандрував. Потім, удвох з самим собою, він може... знову повторити той же політ!». Спроби критично осмислити подібні допущення або висунути контраргументи натрапляють нерідко на далеко не наукову протидію. Про це говорять багато західних авторів. Американський астроном Дж. Бербідж спробував проаналізувати причини дивної популярності гіпотези «Великого вибуху», в основі якої лежать неперевірені припущення. Перш за все приголомшив темп її розповсюдження: на Заході конференції, присвячені даній космологічній моделі, проводяться в середньому раз на місяць. У підручниках релятивістська модель висловлюється як доведена раз і назавжди і єдино можлива. Опублікувати в науковому виданні альтернативну статтю практично неможливо із-за наявності жорстокої цензури. Прихильникам альтернативних підходів надзвичайно важко отримати фінансову підтримку (тоді як для релятивістів вона йде широким потоком) і навіть час для спостережень на телескопі. Так, відомому астрономові Х. Арпу було відмовлено в спостереженнях найбільшими американськими обсерваторіями, оскільки метою його досліджень були пошуки фактів проти релятивістської космологічної моделі. Адже Х. Арпу належить заслуга у відкритті подвійних галактик, зв'язаних одна з одною туманними струменями. При цьому червоний зсув у двох взаємозв'язаних об'єктів опинився абсолютно різним, що, природно, не вписувалося ні в гіпотезу «Великого вибуху», ні навіть в тлумачення факту червоного зсуву. Вільна операція теоретичними конструкціями, без їх сполучення з науковою методологією приводить до відриву від матеріальної дійсності результатів математичних операцій і як наслідок - до парадоксальних і неймовірних висновків. Підтвердженням тому може служити гіпотеза, згідно якій «Всесвіт в цілому може виявитися мікроскопічною частинкою. Мікроскопічна частинка може містити в собі цілий Всесвіт».
Подібні мікроскопічні об'єкти, «усередині» яких можуть знаходитися зоряні системи, галактики, цивілізації, отримали назву «фрідманових» (на честь А.А. Фрідмана). Положення, що висуваються, наочно ілюструються за допомогою знаменитого «демона Максвелла» - гіпотетичної істоти, здатної опинитися в будь-якій неймовірній ситуації і описати її. Ось що побачив би такий «демон» при польоті через «фрідмановий» Всесвіт. Рухаючись від центру нашого Всесвіту, «максвелловський демон», пройшовши ультрамакроскопічні відстані між галактиками, врешті-решт опинився б в деякій області, де наш світ за допомогою мікроскопічної горловини пов'язаний з іншим, «зовнішнім» по відношенню до нашого, простором. Але якби допитливий «демон» протиснувся крізь горловину за межі «фрідманового» і поглянув з боку на наш Всесвіт, то із здивуванням виявив би, що ззовні він представляється мікроскопічним об'єктом. Висновок про макро-мікроскопічний Всесвіт базується на строгому і оригінальному математичному розрахунку. Але чи означає це, що пропоноване рішення і є абсолютною «формулою світу», що розкриває як там не є найфундаментальніші закономірності рухомої матерії? Нітрохи. Згадана формула є однією з незліченної безлічі можливих і таких же рівноправних моделей і формул, кожна з яких описуватиме цілком певну (нову у кожному окремому випадку) сукупність об'єктивних природних залежностей. У моделі «Фрідмана» враховується співвідношення напівзамкненої неевклідової сфери з різними величинами її радіусу, а також з гравітаційною і світловою константами, повними електричним зарядом системи і масою речовини, що міститься у межах описуваного Всесвіту. При певних значеннях заданих величин, і зокрема - радіусу сфери, її поверхня може збільшуватися від нуля до деякого максимуму, а потім зменшуватися, стягуючись в одну точку. Недивно, що виходять саме такі результати. Відношення математичних величин нерідко перетворюються в нуль. Так само відношення двох нескінченно великих (у математичному сенсі) сфер Евкліда може реалізуватися в одній нескінченно малій (знову-таки в математичному сенсі) точці: наприклад, при зіткненні таких сфер.
У 60-і роки ХХ сторіччя було виявлено мікрохвильове фонове випромінювання, що рівномірно заповнює весь космічний простір. Воно є радіохвилями міліметрового діапазону, що розповсюджуються по всіх напрямах. Таємниче явище було відкрите американськими радіоастрономами Арно Пензіасом і Робертом Вільсоном, за що обидва були удостоєні Нобелівської премії. «Фотонний газ» рівномірно заповнює весь Всесвіт. Його температура близька до абсолютного нуля - біля 3К. Зате енергія, зосереджена в ньому, перевищує світлову енергію всіх зірок і галактик, разом узятих, за весь час їх існування. Нововідкрите явище негайно пояснили як температурне ослаблене випромінювання, що утворилося разом з усім Всесвітом в результаті Великого вибуху 12-15 мільярдів років тому. За минулий час ці, так звані «реліктові», фотони нібито встигли остигнути до температури близько трьох градусів за шкалою Кельвіна. «Нормальними» і «ослабленими» світловими квантами наповнений весь космічний простір: на кожен протон доводиться декілька десятків мільйонів фотонів. Існування фонового випромінювання, що рівномірно заповнює весь космічний простір, - вважає академік Селезньов, - є експериментально встановленим фактом. Пояснити фізичну природу такого випромінювання вельми важко. Інтуїція деяких дослідників небезпідставно направила на пошуки причин в маловивчену область знання - космологію, пов'язану з походженням всього нашого Всесвіту. Проте в цьому пошуку чомусь запанував односторонній підхід: до уваги береться тільки одна передбачувана причина виникнення «реліктового» випромінювання (так званий «Великий вибух») і не розглядаються інші альтернативні можливості. Більш обгрунтовано зародження і розповсюдження фонового випромінювання можна пояснити, розглядаючи модель Всесвіту, що обертається. Накопичений людством науковий і практичний досвід в області земної і небесної механіки показує, що рухи планет щодо Сонця, самого Сонця щодо Галактики, а також безліч зоряних систем і галактик щодо одна до одної здійснюється під дією двох видів сил - сил гравітаційного тяжіння тіл (сил всесвітнього тяжіння) і сил інерції мас цих тіл.
Якби сили інерції були відсутні, то всі небесні тіла під дією всесвітнього тяжіння злилися б в єдине «тіло». Проте, як відомо з повсякденного досвіду, Місяць не падає на Землю, Земля не падає на Сонце і т. д., а всі вони рухаються один навколо одного по різних орбітах, зберігаючи у будь-який момент часу умову динамічної рівноваги сил гравітаційного тяжіння і сил інерції. Цей загальний для всього Всесвіту закон механіки приводить до того, що галактики обертаються не тільки навколо своїх центрів мас, але і навколо одна одної, а отже, обертається і вся Метагалактика. Подібне обертання зоряного неба з кутовою швидкістю близько 10-5 кутової секунди в рік спостерігається експериментально. Де б не знаходився спостерігач в межах Метагалактики, він міг би виявити таке обертання зоряного неба експериментальним шляхом. Таким чином, і земний житель теж є учасником обертання Метагалактики. Що ж він побачить, розглядаючи випромінювання далеких зірок і галактик? Представимо простір за межами Метагалактики, що містить величезну безліч зірок і галактик, зв'язаних між собою силами всесвітнього тяжіння. Цей простір обертається як єдине ціле, на зразок величезного дископодібного тіла. У якійсь довільній частині цього простору знаходиться спостерігач (точка А), а на відстані R від нього - небесне тіло В, випромінює на всі боки потоки світла. Унаслідок обертання Метагалактики з кутовою швидкістю w лінія АВ також обертається з тією ж кутовою швидкістю. Кутова швидкість V точки В щодо точки А буде рівна V=wr, а напрям вектора буде перпендикулярний лінії АВ. У даному прикладі відстань АВ не міняється, а причиною спостережуваного червоного зсуву виступає обертання Метагалактики. Чим більше R, тим більше зростає поперечна складова швидкості Vп (при постійній величині кутової швидкості w). Можна уявити собі і граничне значення R, при якому швидкість Vп досягатиме величини швидкості світла С. В цьому випадку С=0, і світло, що випромінюється небесним тілом, не досягатиме спостерігача. По суті, з цієї умови може бути знайдена межа видимої частини Метагалактики, далі яким спостерігач не зможе побачити небесні тіла, оскільки світло від них не доходить до нього (близько 19 мільярдів світлових років). У даному випадку розв’язується і так званий фотометричний парадокс, згідно якому нічне небо у разі нескінченного числа зірок повинне виглядати як розжарене Сонце. Насправді згідно розглянутої моделі в межах видимої частини Метагалактики спостерігається обмежене число зірок і галактик, унаслідок чого нічне небо слабо освітлене. У розглянутій моделі Всесвіту, що обертається, існують периферійні області, близькі до меж видимої частини Метагалактики, в яких світло від небесних тіл доходить до спостерігача з вельми малою швидкістю. Характеристики подібних світлових потоків, що йдуть з усіх боків від периферійних областей Метагалактики, повністю відповідають «реліктовим» випромінюванням, виявленим в космічному просторі.
Таким чином, для з'ясування природи випромінювання досить розглянути особливості розповсюдження світла в Метагалактиці, грунтуючись на відомих законах небесної механіки.
Дослідження сучасних космологічних концепцій ставить перед уважним читачем безліч цікавих питань. Наприклад, існує поняття «Горизонту спостереження» і достатньо добре розроблена теорія «великого вибуху». Горизонтом спостереження називають уявну сферу, проведену навколо спостерігача, радіус якої в світлових роках дорівнює віку Всесвіту. З дальших відстаней світло просто не могло досягти спостерігача за час існування Всесвіту. Теорія «великого вибуху» добре відома: передбачається, що розширення Всесвіту почалося з однієї точки, яку космологи іменують загадковим словом «сингулярність», що свідчить про те, що вони, насправді, не можуть нічого зрозумілого сказати про цю точку.
Уважно розглядаючи поняття «горизонту спостереження» і теорію «великого вибуху» будь-який дилетант (як автор цих рядків) виявляє, що вони принципово протирічать один одному. Втім, ця суперечність, чомусь ніяк не обговорюється, не коментується космологами, і, можливо, взагалі не помічається ними.
Якщо Всесвіт почав розширюватися з однієї точки, то вона просто не могла встигнути досягти горизонту спостереження (не могла ж матерія, насправді, рухатися із швидкістю світла, чи не так)? Це тим більше дивно, що із-за горизонту спостереження постійно з'являються нові космічні об'єкти, які вдається сфотографувати за допомогою телескопа Хаббла. Звідки вони там узялися, якщо розширення Всесвіту почалося з однієї точки?
Хитрі космологи, правда, і на це мають свою відповідь у формі парадоксу (взагалі, це, напевно, традиція сучасної космології: все неясності і нестиковки формулювати як парадокси, при цьому не змінюючи базові концепції, що породжують ці самі парадокси). Парадокс полягає в тому, що площа горизонту спостереження дорівнює нулю. Тобто площа найбільшої сфери у Всесвіті, доступної спостереженню в даний момент, завжди дорівнює нулю. Це означає, що за горизонтом спостереження якраз і знаходиться у далекому минулому та сама сингулярність, точка, з якої почалося розширення Всесвіту у момент «великого вибуху».
Проте, не піддаватимемося чарівності яких би то не було парадоксів, а розглянемо інші концепції, якими оперують космологи.
Наприклад, вважається, що чим далі об'єкт розташований в космічному просторі, тим в більш віддаленому минулому ми його бачимо. Тобто, поки світло досягло наших очей, пройшов якись час. І ми бачимо об'єкт таким, яким він був у минулому. Абсолютно зрозуміла концепція, з якою безглуздо сперечатися.
Проте, задумаємося.
Думка перша. Якщо розширення Всесвіту дійсно почалося з однієї точки 14 мільярдів років назад (приблизно такий зараз вважається віком Всесвіту), то всі об'єкти Всесвіту на початку розширення знаходилися в безпосередній близькості один від одного. Отже, світло від цих об'єктів 14 мільярдів років назад швидко досягало будь-якої точки Всесвіту, з якої могло б вестися спостереження (якби у той час у Всесвіті знайшлися спостерігачі). Сформулюємо цю тезу ще раз, спеціально, щоб вона була зрозуміла космологам: після «великого вибуху» об'єкти, що існували у Всесвіті, розмір (діаметр) якого не перевищував, скажімо, 1 млрд. світлових років, були доступні спостереженню з будь-якої точки Всесвіту протягом наступного 1 млрд. світлових років. Ми з'явилися у Всесвіті, коли його розмір істотно перевищував 2 млрд. світлових років. Отже, ми не могли б побачити об'єкти, що існували протягом перших мільярдів років існування Всесвіту. Проте, на горизонті нашого спостереження такі об'єкти є. Отже, теорія «великого вибуху» протирічить ще і тезі про те, що чим далі у Всесвіт ми заглядаємо, тим більш глибоке минуле ми можемо спостерігати.
Думка друга. Якщо на горизонті спостереження сьогодні з'являються об'єкти, вік яких складає 12-13 мільярдів років, це означає, що світло від них до нас йшло протягом 12-13 мільярдів років. Але на відстані 12-13 мільярдів світлових років від нас вже 12-13 мільярдів років назад існували ті самі об'єкти, які ми спостерігаємо сьогодні. Якщо вік Всесвіту складає приблизно 14 мільярдів років і Всесвіт дійсно почав розширюватися з однієї точки, то яким чином на відстані в 14 мільярдів світлових років від нас в той же самий момент виникли яскраві об'єкти, які ми можемо спостерігати сьогодні? Причому, виникли вони відразу по всіх напрямах від спостерігача. І, ймовірно, та ж картина доступна спостерігачам і в інших точках Всесвіту (однорідність і ізотропія як дві властивості Всесвіту, зафіксовані в космологічному принципі, говорять нам, що не існує ніяких принципових відмінностей між різними областями Всесвіту і що у Всесвіті немає якого б то не було виділеного напряму).
Значить, теорія «великого вибуху» вступає в суперечність з самим фактом спостереження об'єктів, віддалених від нас на 12-14 мільярдів світлових років.
Щоб врятувати теорію «великого вибуху» нам доведеться ввести додаткові умови. Наприклад, припустити, що Всесвіт протягом першого мільярда років свого існування розширювався так швидко, що практично досяг сьогоднішнього горизонту спостереження в 14 мільярдів світлових років. Те, що матерія рухалася при цьому істотно швидше за швидкість світла, вважатимемо за ще один парадокс сучасної космології.
Проте, цьому нашому припущенню починають суперечити визнані наукові факти. Скажімо, діаграма, що ілюструє закон Едвіна Хаббла про лінійне збільшення променевої швидкості віддалення галактик від спостерігача залежно від відстані явно свідчить про те, що ніяких різких змін прискорення впродовж останніх 2 млрд. років не спостерігалося. Галактики віддаляються від нас з постійно зростаючою швидкістю.
Крім того, не варто все-таки забувати про те, що матерія навряд чи може рухатися швидше за світло. І ще: такі різкі перепади в швидкості розширення Всесвіту неминуче залишили б якісь сліди у Всесвіті у вигляді ущільнень, що виникли при різкому уповільненні матерії. Тим часом, ми спостерігаємо дивно стабільний стан Всесвіту по всіх напрямах і на самих різних відстанях від нас (космологічний принцип вважається зараз цілком підтверджений).
 З іншого боку, якщо променеве прискорення впродовж всієї історії Всесвіту було таким же, як зараз (приблизно 10 тисяч кілометрів в секунду за кожних 200 Мпк), то можна розрахувати, на яку відстань від точки, з якою почалося розширення, могли б розлетітися галактики. Розрахунки показують, що радіус, на який ми могли б спостерігати сьогодні галактики і матерію, що світиться, не перевищив би 1-2 млрд. світлових років. (300-600 Мпк). Очевидно, що це не так.
Є і ще одне міркування, по якому від теорії «великого вибуху», ймовірно, доведеться відмовитися. Колись (1930-1950-і рр.) ця теорія була прийнята, щоб пояснити розширення Всесвіту. Було великою спокусою визнати, що розширення Всесвіту є наслідком «великого вибуху». Проте, Всесвіт розширюється рівноприскорено. Цей факт говорить про те, що розширення Всесвіту не можна пояснити як розліт галактик «за інерцією» унаслідок «великого вибуху» (такий розліт, очевидно, був би не рівноприскореним, а рівносповільненим). Всесвіт, очевидно, розширюється по якійсь іншій причині. Зараз говорять, що причина розширення Всесвіту не в тому, що розлітаються надскупчення галактик: причина розширення в тому, що розтягується само простір. Це звучить не дуже переконливо, але космологи вважають це пояснення розумнішим, ніж припущення, що сучасні галактики розлітаються, немов «осколки» «великого вибуху». Іноді говорять про антигравітацію вакууму (або темну матерію). Проте, як здається, ці теоретичні конструкції є для космологів не більш, ніж синонімами невідання.
У сучасній космології, щоб примирити теорію «великого вибуху» і рівноприскорене розширення Всесвіту зараз, прийнято вважати, що на початку, після «великого вибуху» Всесвіт розширювався рівносповільнено, оскільки його розширенню перешкоджала гравітаційна взаємодія космічних об'єктів. Потім, коли космічні об'єкти віддалилися один від одного на достатню відстань, сили антигравітації вакууму (або темної матерії) перевищили гравітаційну взаємодію між космічними тілами, і Всесвіт почав розширюватися рівноприскорено. На жаль, ця теорія також викликає сумніви, оскільки перехід від рівносповільненого до рівноприскореного розширення неминуче створив би навколо спостерігача межу, що характеризується розрідженою щільністю речовини (як в автомобільній пробці, коли відразу за автомобілями, які почали рух, знаходяться автомобілі, що щільно стоять). На жаль для учених, які стверджують, що Всесвіт переходив від рівносповільненого до рівноприскореного розширення, по всіх напрямах спостереження такої межі поки не відмічено спостерігачами.
Отже, ми можемо припустити, що Всесвіт виник як ціле, практично в своїх сьогоднішніх розмірах. Оперуючи тільки межею спостереження, ми можемо сказати, що 14 мільярдів років назад, коли виник Всесвіт, його радіус був не менше 13-14 мільярдів світлових років, інакше ми сьогодні не могли б бачити на межі спостереження об'єкти у віці 12-14 мільярдів років.
Головний висновок, який ми можемо зробити з сказаного: Всесвіт не розширювався з однієї точки, а отже, «великий вибух» сьогодні вже не є працюючою гіпотезою.
А ЧИ БУВ ВЕЛИКИЙ ВИБУХ?
У наш час існують дві основні «наукові» теорії виникнення нашого Всесвіту. Згідно Теорії стабільного стану, матерія/енергія, простір і час існували завжди. Але нескінченно старий Всесвіт має бути повністю позбавленим корисної енергії і яких-небудь змін - досягти стану, що зветься тепловою смертю.
 Найпопулярніша теорія походження Всесвіту, підтримувана більшістю теоретиків, - Теорія Великого Вибуху. Подібно до біблейського оповідання про Створення вона стверджує, що Всесвіт виник раптово, але це було випадкова подія, що трапилася мільярди років назад. Оцінка віку Всесвіту останнім часом коливалася в межах 10-15 мільярдів років.
 Теорію Великого Вибуху запропонували в 20-х роках нашого століття учені Фрідман і Леметр, в сорокових роках її доповнив і переробив Гамору. Згідно цієї теорії, колись давним-давно наш Всесвіт був нескінченно малим згустком, надщільним і розжареним до немислимих температур. Ця нестабільна область раптово вибухнула, простір швидко розширився, а температура частинок, що розлітаються, почала знижуватися. Приблизно після першого мільйона років атоми двох найлегших елементів, водню і гелію, стали стабільними. Під дією сил тяжіння почали концентруватися хмари матерії. В результаті сформувалися галактики, зірки і інші небесні тіла. Зірки старіли, вибухали наднові, після чого з'являлися важчі елементи. Вони формували зірки пізнішого покоління, такі, як наше Сонце.
Як докази того, що свого часу відбувся Великий Вибух, наводять червоний зсув світла від об'єктів, розташованих на великих відстанях, і мікрохвильове фонове випромінювання.
Червоний зсув
Спостережуваний спектр елементів, що знаходяться від нас на дуже великій відстані, загалом такий же, як і на Землі, але спектральні лінії зміщені в низькочастотну область - до більшої довжини хвилі. Це явище називають червоним зсувом. Його намагаються пояснити тим, що Земля і об'єкт розлітаються з великою швидкістю в різні боки. Якщо екстраполювати цей процес в минуле, все повинно було початися з однієї точки - Великого Вибуху.
Цілком можливо, що червоний зсув в спектрі дальніх галактик відбувається через те, що вони віддаляються від нас. Ще одне можливе пояснення червоного зсуву - гравітаційне тяжіння галактики або зірки чи чорної дірки, біля яких проходить світло.
Існує припущення, що червоний зсув може відбуватися із-за зниження з часом швидкості світла. Такий ефект здатний породити і фонове випромінювання.
Фонове випромінювання
Теоретики припустили, що «відлуння» первинного Великого Вибуху теж зазнало червоний зсув, і шукати його тепер потрібно в мікрохвильовому діапазоні спектру. У 1965 році Пенціас і Уїлсон (Penzias, Wilson) виявили мікрохвильове фонове випромінювання з температурою всього 3° вище за абсолютний нуль. Чи може це бути доказом великого вибуху?
 Фонове випромінювання приблизно в 3°К абсолютно однакове в усіх напрямках, тобто ізотропне. Всесвіт складається з величезних порожніх просторів і гігантських скупчень галактик. Якщо випромінювання свідчить про минуле Всесвіту, то воно не має бути ізотропним. Саме із-за цієї невідповідності НАСА послала спеціальний супутник з метою точнішого вимірювання фонового випромінювання. І знову-таки виявилось, що випромінювання однакове на всіх напрямках. Проте за допомогою багатократного комп'ютерного підсилення сигналу астрономи отримали нарешті довгождану анізотропію. Різниця температур складала мільйонні долі градуса. 1 травня 1992 року в журналі Science була надрукована стаття, в якій сказано, що різниця температур «знаходиться набагато нижче за рівень шумів вимірювальних приладів».
Щось ні з чого
Астроном Девід: «Не дозволяйте тлумачам космології обдурити вас. У них теж немає відповідей на питання - хоча вони гарненько попрацювали над тим, щоб переконати всіх, і себе зокрема, в тому, що їм все ясно... Насправді  пояснення того, як і звідки все почалося - до цих пір серйозна проблема. Не допомагає навіть звернення до квантової механіки. Або не існувало нічого, з чого все могло б початися - ні квантового вакууму, ні часу, в якому могло відбуватися що-небудь, жодних фізичних законів, відповідно до яких ніщо не могло перетворитися на щось. Або ж існувало щось, і в цьому випадку воно вимагає пояснення».
Закон збереження енергії свідчить: не можна отримати що-небудь ні з чого.
Порядок з вибуху? Згідно Другому Закону термодинаміки порядок, спостережуваний в нашій Сонячній системі, не може бути наслідком вибуху. Вибух не веде до порядку. Для того, щоб отримати якийсь порядок, необхідне введення не тільки енергії, але і інформації.
Прихована холодна темна матерія
 Величезна проблема теорії великого вибуху в тому, як передбачуване початкове випромінювання високої енергії, нібито розлітаючись в різні боки, могло об'єднатися в такі структури як зірки, галактики і скупчення галактик. Така теорія припускає наявність додаткових джерел маси, що забезпечують відповідні значення сили тяжіння. Ця матерія, виявити яку так і не вдалося, була названа Холодною Темною Матерією (CDM - Cold Dark Matter). Підрахували, що для утворення галактик необхідно, щоб така матерія складала 95-99% Всесвіту. Ця матерія схожа на новий наряд короля з казки Андерсена - всі говорять про нього, але ніхто його не бачив. Хокінс (Hawkins) в книзі Hunting down the Universe(1997) припустив, що 99% всієї маси Всесвіту складають міні-чорні дірки, кожна розміром з двоспальне ліжко. Але якщо ці таємничі чорні дірочки утворилися в результаті згортання зірок, як припускає теорія, вони навряд чи б могли бути причиною утворення зірок - зірки не утворюються  із зірок. Ще один претендент на втрачене джерело тяжіння - смуги волокнистої речовини, що «звиваються, тягнуться в космосі на мільйони кілометрів, а також надважкі згустки енергії. Чи мають червоні і коричневі карлики якесь відношення до шуканої гравітації? Ні, відповідають фахівці з космології, їх дуже мало, і їх щільність не настільки висока.
Загублена антиматерія
 Якщо матерія виникла завдяки випромінюванню високої енергії, породженому великим вибухом, то одночасно з нею повинна була утворитися така ж кількість антиматерії. Але не утворилася. Якби це відбулося, матерія і антиматерія анігілювали б одна з одною.
Народження і смерть зірок
 У Біблії сказано, що Творець завершив Свою роботу в шість днів. По теорії ж великого вибуху зірки народжуються і вмирають поперемінно. Вважається, що зірки формуються при згущуванні пилових хмар. Оскільки стверджується, що процес цей займає мільйони років, ніхто не бачив, як народилася хоч би одна зірка. Астрономи можуть показати на будь-яку туманність і заявити, що це і є протозірка. Але чи так це? З часом зірка згорає і починає стискуватися власною гравітацією. В результаті відбувається вибух наднової. Подібне видовище можна було спостерігати в 1987 році, причому декілька місяців. 4 липня 1054 року, згідно китайським літописам, таке ж явище спостерігали в тому районі неба, де зараз знаходиться Крабовидна туманність. Смерть і руйнування спіткає все, що існує, про це говорить Другий закон термодинаміки. Зірки підрозділяються на три основні категорії: головна послідовність (як наше Сонце), червоні гіганти і білі карлики. Вважається, що зірка за мільйони років свого життя повинна пройти всі три стадії. Діаграми, що відображають яскравість зірок залежно від їх температури, ясно показують існування трьох типів зірок.
 Зірка Сіріус - найяскравіша з видимих нами зірок і п'ята з найближчих до Землі. Навколо неї обертається тьмяна біла зірка-карлик. Але судячи по записах хронік, всього півтори тисячі років тому ця зірка-супутник була червоним гігантом. Смерть і руйнування зірок, очевидно, процес не такий вже і повільний.
Розмір і вік Всесвіту
Відстані в космосі оцінюються по сталій Хаббла, що співвідносить відстань і швидкість віддалення. Тобто, щоб дізнатися відстань, ми використовуємо ту ж саму відстань! Кажучи про невизначеність значення цієї константи, редактор журналу Nature відзначив: «Прикро, що поки зберігаються розбіжності, фахівці з космології не знатимуть, як же відноситися до таких питань, як, наприклад, чи був великий вибух насправді»
Антропний принцип
Ядро атома будь-якого хімічного елементу складається з протонів і нейтронів. По величині протони трохи більше нейтрони. Якби протон важив на 0,2% більше, він був би нестабільний і розпався б на нейтрон, позитрон і нейтрино. У ядрі атомів водню - один протон, так що якби протон був нестабільний, не існували б ні зірки, ні вода, ні органічні молекули. Стабільність протона не є предметом природного відбору, значить, він має бути саме таким із самого початку.
Сила гравітації обернено пропорційна квадрату відстані R між масами. Якби це співвідношення не було таким, Всесвіт не був би єдиним цілим.
Земля знаходиться від Сонця на відстані, оптимальній для існування на нашій планеті життя. Швидкість обертання Землі; її океани і атмосфера; Місяць; масивний Юпітер, що відхиляє комети, загрозливі нашій планеті (як комета Шумейкера-Льові) своїм тяжінням, - все це запорука життя на Землі.
Схоже, що і Всесвіт, і Сонячна система, і Земля - все це було створено спеціально для людини. Наука визнає цей факт і називає його антропним принципом.
Те, що Творця не можна виявити і виміряти за допомогою наукових інструментів, зовсім не означає, що Його немає. Але це штовхає учених на пошуки альтернативних пояснень. Один астроном припустив, що наш Всесвіт був створений розумними істотами, що казна-звідки узялися! А інший вважає, що наш Всесвіт - один з мільярдів всесвітів, єдиний, такий, що має всі умови для існування життя...
Розумний Всесвіт
 Сер Фред Хойл (Hoyle), відомий астроном, якось написав: «Картина Всесвіту, утворення галактик і зірок, принаймні як вона предстає в астрономії, дивно нечітка, як пейзаж, видимий в тумані... Очевидно, що у вивченні космології упущений один компонент - той, що припускає розумний задум».
Так чи був великий вибух? Червоний зсув і фонове випромінювання не можуть служити переконливими доказами цьому. Закони термодинаміки, гравітації і теорія інформації, не дають однозначну відповідь. А ви як думаєте???