Глава 2. Вселенная расширяется

§2.1. Неизбежность идеи эволюции Вселенной

Интуитивно большинство из нас полагают, что, хотя различные небесные тела эволюционируют, рождаются и умирают, изменения в одной части Вселенной как бы уравновешиваются изменениями в другой, т.е. Вселенная в целом неизменна. Однако приглядимся внимательнее к характеру эволюции звезд (рис. 2.1.1). Звезды образуются из газа, проходят длительный и сложный жизненный путь, в конце которого часть их вещества возвращается в межзвездную среду, чтобы вновь принять участие в космическом круговороте материи. Но такова судьба только части звездного вещества. Остатки звезд превращаются в белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, которые уже не принимают непосредственного участия в образовании других звезд. Из-за этого запас газа в галактиках постоянно исчерпывается. К тому же та часть вещества звезд, которая поступает обратно в межзвездную среду, имеет химический состав, отнюдь не тождественный тому, что входил в состав звезд раньше: из-за термоядерных реакций в веществе постепенно накапливается количество тяжелых элементов, в том числе металлов, тогда как обратного процесса не происходит. Другими словами, в среднем материальный состав Вселенной меняется.

Это является частным примером того, что любые изменения в природе, как правило, необратимы. Быть может, еще более ярким примером этого является радиоактивный распад ядер некоторых элементов. Из-за этого количество радиоактивных атомов постоянно уменьшается. Если бы Вселенная была неизменной, то спонтанный распад ядер какого-либо радиоактивного элемента был бы уравновешен образованием ядер того же элемента в других местах, при этом общее количество таких ядер не менялось бы. Но мы знаем, что этого не происходит. Сам тот факт, что эволюция материи во Вселенной совершается необратимо, противоречит общепринятому мнению о неизменности Вселенной. Вероятно, первыми к подобному выводу пришли великие физики прошлого века У. Клаузиус и лорд Кельвин, первооткрыватели Второго начала термодинамики.

Современная теория эволюции звезд приводит нас к выводу, что все галактики имеют один и тот же возраст: примерно 14 млрд. лет с вероятной ошибкой 3 млрд. лет в ту или иную сторону. Если Вселенная не меняется как целое, то непонятно, почему газовые облака, давшие начало галактикам, долгое время пребывали в неизменности и потом вдруг все, как по команде, срочно стали превращаться в звездные системы. Отсюда следует, что ранее свойства были Вселенной были таковы, что для возникновения звездных систем не было необходимых условий. Создается впечатление, что тогда, более 10 миллиардов лет назад, во Вселенной произошло какое-то великое событие, породившее эти условия. Что это за событие? Попыткой ответить на этот вопрос является последующее изложение.