Современная космология: философские горизонты - Коллектив авторов (книги без регистрации бесплатно полностью .txt) 📗
Но современная космология почти не делает предсказаний. В самом деле, гипотеза о существовании темной материи была призвана объяснить уже известное из эксперимента несовпадение величины отношения массы большого числа галактик к их светимости с данными астрономических наблюдений. Это несовпадение было открыто экспериментально и, космологическая модель не имела к этому никакого отношения, она с помощью гипотезы о темной материи «справилась» с этим экспериментальным наблюдением «задним числом».
Аналогично обстояло дело и с фактом, послужившим другим основанием для предположения о темной материи. Речь идет о том, что без допущения о ее существовании невозможно было объяснить, почему галактики в скоплениях галактик не разбегаются под давлением раскаленного межзвездного газа. Расчеты показывали, что величина взаимного тяготения, создаваемого только массами галактик, оказывалась недостаточной для их удержания, и для объяснения явления требуется дополнительная масса, роль которой и сыграла темная материя.
Да и предположение о существовании инфляционной фазы в расширении Вселенной — также носит характер по-слесказания: нужно было, как отмечалось выше, справиться с некоторыми трудностями космологической модели, в частности с парадоксом горизонта. Явление равенства температур реликтового излучения для очень удаленных друг от друга областей Вселенной также было открыто экспериментально, и современная космологическая теория объяснила его ретроспективно, введя предположение о существовании инфляционной фазы.
Одно из немногих действительных иносказаний современной космологии было сделано С. Хокингом. Суть его — в утверждении о возможном свечении черных дыр. Хокинг выдвинул предположение, что черные дыры не являются такими уж черными и могут светиться. Суть явления в следующем. Рядом с горизонтом событий черной дыры происходит постоянное взаимодействие виртуальных частиц, на мгновение появляющихся из вакуума и аннигилирующих друг с другом. Гравитационная сила черной дыры может засасывать одну из частиц такой пары. Тогда вторая частица, потеряв партнера, не сможет аннигилировать. Напротив, она получает энергию от гравитационного поля черной дыры и выталкивается из нее. Наблюдающий за этим процессом (разумеется, с безопасного расстояния от черной дыры) будет воспринимать его как исходящее из черной дыры излучение. Такое излучение для типичной черной дыры очень слабо. Экспериментально обнаруживаемым оно оказывается только для черных дыр очень малой массы. К сожалению, пока это предсказание Хокинга не нашло своего экспериментального подтверждения. Как шутит он сам, это плохо, потому что если бы оно подтвердилось, он бы сразу получил Нобелевскую премию1.
Когда-то известный методолог и философ науки Имре Лакатош охарактеризовал теории, которые лишь ретроспективно ассимилируют уже открытые явления, как находящиеся в дегенеративной стадии. Он утверждал, что если есть возможность выбора между теориями, которые активно предсказывают новые, ранее неизвестные факты, и эти предсказания хотя бы изредка подтверждаются (и таким образом находятся в прогрессивной стадии своего развития), и дегенерирующими теориями, ученые должны предпочитать и на самом деле предпочитают первые.
Тем не менее, ретроспективные объяснения существовали и в предшествующем познании. Можно вспомнить в связи с этим об объяснении на основе ОТО явления аномальной прецессии перигелия, открытого в XIX в. Леверье. Суть его в том, что реальная орбита, по которой эта планета вращается вокруг Солнца, не совпадает с той, по которой Меркурий должен был бы вращаться согласно ньютоновскому закону всемирного тяготения. Предлагались самые разные объяснения этого явления — от гравитационного воздействия на Меркурий неизвестной планеты до воздействия межзвездной пыли или сплюснутости Солнца. Но ни одно из них не было признано научным сообществом в качестве верного. Правильное объяснение удалось найти Эйнштейну после того, как он рассчитал орбиту, используя уравнения ОТО. Совпадение с реальной орбитой было прекрасным. Этот успех был одной из главных причин, почему Эйнштейн поверил в свою теорию. «Но большинство других исследователей ожидало предсказания новых явлений, а не объяснения уже известных аномалий», — пишет Грин, ссылаясь на книгу Пайса, подробно описавшего это событие в творческой деятельности Эйнштейна. Тем не менее, несмотря на некоторую неудовлетворенность многих физиков, никто не характеризовал на этом основании ОТО как ироническую науку, и объяснение аномальной прецессии перигелия Меркурия считается одним из важнейших данных, подтверждающих ОТО.
Так что то, что Хорган называет «иронической» наукой, явление не новое, оно неоднократно имело место в истории научного познания, ничуть не помешав ему двигаться вперед. Особенности современной космологии, которые отмечает Хорган, никак не свидетельствуют о приближении науки к ее пределам.
Между тем, как утверждают два известных американских космолога Л. Кросс и Р. Шеррер, современная космология обладает такой особенностью, которая действительно может привести к ее концу, правда в очень отдаленном будущем. К сожалению, Хорган упустил эту сторону дела. Речь идет о специфике самого исследуемого объекта космологии — расширяющейся Вселенной. Ускоренный характер расширения приводит к тому, что с течением времени исчезают наблюдательные данные, свидетельствующие в пользу теории Большого взрыва. Так что астрономы далекого будущего (если, конечно, они еще сохранятся) будут создавать уже совсем другую науку[91]. Остановимся на этом чуть подробнее.
Авторы статьи имеют в виду такие данные, как 1) раз-бегание галактик, 2) реликтовое изучение и 3) химический состав межзвездного газа. Что произойдет с этими данными в далеком будущем? С течением времени далекие галактики уйдут за горизонт событий, в то время как близкие нам галактики (туманность Андромеды и ряд других галактик) благодаря взаимному тяготению сольются с Млечным путем и образуют гигантское скопление звезд. Астрономы будущего будут ощущать себя живущими в островной вселенной, погруженной в пустое пространство (в результате ускоренного расширения вещество будет все больше рассеиваться, а пространство все больше пустеть), как это считалось во времена Ньютона. (Эти воззрения просуществовали до 1908 г.). Реликтовое излучение рассеется, и его невозможно будет зарегистрировать. Такие же метаморфозы произойдут и с ключевым аргументом в пользу справедливости теории Большого взрыва — химическим составом материи Вселенной. Известно, что эта материя почти полностью состоит из водорода и гелия, которые образовались в эпоху первичного нуклеосинтеза (первые три минуты после Большого взрыва, когда температура Вселенной была от 10 до 1 млрд. градусов). Эта ситуация почти не изменилась за все то время, которое прошло после Большого взрыва (14 млрд. лет) Химический состав меняется в результате «деятельности» звезд в сторону увеличения процентного содержания гелия и уменьшения доли водорода: в совершающихся в звездах термоядерных реакциях водород сгорает, превращаясь в гелий. Астрономы далекого будущего, не имея никаких сведений о Большом взрыве и процессах нуклеосинтеза, естественно будут считать, что избыток гелия — это результат только тех процессов, которые совершаются в звездах.
Так что, если космологи будущего не будут знать о работах современных нам космологов, они не будут иметь почти никаких данных наблюдений, которые позволили бы им считать, что их островная вселенная когда-то возникла и расширялась. Собственно, и космологии не будет; на смену ей придет астрономия.
Как утверждают авторы цитируемой статьи, все это произойдет через 100 млрд. лет. Срок настолько огромный, что у многих космологов статья вызывает только улыбку. Авторы и сами понимают, что указываемый ими срок является просто фантастическим. За это время не только человечество может исчезнуть, может исчезнуть и сама Земля, и Солнечная система. Но дело ведь не в сроках, а в принципе. Речь идет о том, что существуют объективные основания для исчезновения космологии как науки. Авторы статьи прогнозируют не на пустом месте. Описываемая ими тенденция существует уже в настоящее время, и их прогноз вполне может реализоваться, если только не вмешаются какие-либо побочные обстоятельства. Вселенная уже сейчас, благодаря ускоренному расширению, как говорят авторы, «стирает следы своего прошлого».
