Современная наука о происхождении Вселенной

     В течение тысячелетий в Европе было мало прибавлено, но многое позабыто из того, что было известно ученым античности. Священное писание являлось каноном, из которого черпались ответы на все  вопросы. Лишь арабы и примыкающие  к ним народы постарались новыми наблюдениями уточнить старые астрономические  данные.

     Для развития науки нужна была прикладная потребность, нужна была новая ступень  в развитии производства и торговли, стимулирующих географические открытия и развитие наблюдательной астрономии. Эта эпоха породила «титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености» (Энгельс). Одним из таких титанов был польский ученый Н.Коперник.

     Сочинение Коперника «Об обращении небесных сфер» – одно из выдающихся  произведении в истории науки. Именно с него, по выражению Энгельса,  «…начинает свое летоисчисление освобождение естествознания от теологии» [6]. Из него следовало, что «…одного лишь движения Земли достаточно для объяснения многих видимых неравенств на небе».

     Переворот, совершенный в науке Н.Коперником, уже в 16 в. привел к тому, что область Вселенной, строение которой в основном было правильно понято и которая подверглась дальнейшему изучению, достигла размеров всей Солнечной системы. Диаметр этой системы составлял около 10 млрд. км, свет проходил это расстояние за 10 часов. Стало ясно также, что звезды находятся от нас на расстояниях, во много раз превышающих расстояния до планет, но астрономия 17-18 вв. была в основном астрономией Солнечной системы.

     Идеи  о бесконечности Вселенной выдвинул Бруно, за что был сожжен на костре. Его идеи намного опередили свою эпоху, но он не мог привести ни одного факта в пользу этого утверждения.

     Иоганн  Кеплер, опираясь на наблюдения Тихо Браге  и используя гелиоцентрическую системы Коперника открыл законы небесной механики, а Ньютон уже в XVII в. их обобщил в своем знаменитом «Законе всемирного тяготения».

     Космология  Ньютона вместе с успехами астрономии VIII и XIX вв. определила то мировоззрение, которое называют классическим. Суть его сводится к следующему.

     Вселенная бесконечна в пространстве и во времени, она вечна. Основным законом, управляющим  движением небесных тел, является Закон  всемирного тяготения. Пространство никак  не связано с находящимися в нем  телами, оно играет пассивную роль «вместилища» небесных тел. Исчезни вдруг все они, пространство и время сохранились бы неизменными. Количество звезд, планет и звездных систем во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный путь жизни. И на смену погибшим или, точнее говоря, погасшим звездам вспыхивают новые, молодые светила. Хотя детали возникновения и гибели  небесных тел оставались неясными, еще в начале ХХ столетия господствовала уверенность, что бесконечности Вселенной в пространстве гармонично соответствует ее вечность во времени.

     Точные  определения расстояний до ближайших  к нам  звезд впервые были проведены  в конце 30-х годов 19-го в., тогда  и началась огромная работа по изучению нашей Галактики, поперечник которой  оказался равен около 30 тыс. парсек или около 100 тысяч световых лет  или  10¹⁸ (миллиард миллиардов) км. Однако многие важные особенности и детали строения Галактики остаются еще не изученными, и интенсивное исследование их продолжается.

     В 20-х гг. 20-го столетия была выяснена внегалактическая природа спиральных и эллиптических туманностей, оказавшихся  самостоятельными галактиками, т.е. системами  того же порядка, что и наша Галактика. Это  позволило поставить вопрос об устройстве Метагалактики как  космической системы более высокого порядка, в которую наша Галактика  и ее соседи входят в качестве отдельных  членов.

     Важно подчеркнуть, что по классическим представлениям рождение и гибель миров в целом  не изменяет облик структуры Вселенной. Ныне, миллиарды лет назад, спустя миллиарды лет, в будущем она  останется, в сущности, одной и  той же. Неизменность космоса как  бы подчеркивала бренность и непостоянство  всего земного.

     Таким образом, классическая механика привела  к представлениям о стационарности  Вселенной. В ней могут происходить  самые разнообразные процессы, но в целом она всегда сохраняется  одной и той же. Идея стационарности Вселенной  просуществовала  в  естествознании фактически до 20-х годов  ХХ столетия, хотя уже в середине XIX столетия к ней были предъявлены претензии, связанные с так называемыми космологическими парадоксами.

     Современные астрономические инструменты не позволяют достичь пределов Метагалактики  и с достоверностью неизвестно, существуют ли границы у этой системы. Однако инструменты позволяют наблюдать  отдаленные члены Метагалактики, находящиеся  от нас на расстояниях миллиардов парсеков, т.е. порядка 10²³ и более км. На еще более далеких расстояниях могут наблюдаться квазары – открытые в 1963 г. Это новый вид космических объектов, отличающихся исключительно большой светимостью.

     Все изложенное выше опирается на данные астрономических наблюдений, т.е. представляет собой выводы, сделанные на основе опытных данных и может считаться истиной, хотя и не полной, т.е. относительной истиной.

     Ограниченность  изученной части Вселенной никоим образом не противоречит идее о пространственной бесконечности Вселенной. Однако сама постановка вопроса о пространственной конечности или бесконечности Вселенной  была связана с классическими  представлениями об абсолютном пространстве и об абсолютном времени.

     Современная теоретическая физика принципиально  по-иному ставит вопрос о пространственной и временной протяженности Вселенной [2]. Согласно представлениям современной физики, опирающейся на постулаты и выводы Общей теории относительности А.Эйнштейна, пространственный объем, занимаемой любой реальной или воображаемой системой неодинаков для наблюдателей, движущихся по-разному относительно этой системы. Теперь именно ощущения наблюдателей принимаются за истину, а поскольку у всех наблюдателей ощущения разные, то и делаются выводы о том, что объективных параметров у Вселенной нет, что все зависит от ощущений наблюдателей, и это приводит всю систему знаний о Вселенной к физическом идеализму и к давно раскритикованной философии Маха: полагающего, что задача науки – найти связь между нашими ощущениями.

     На  самом деле, появление все новых  технических средств наблюдения, позволяющих существенно расширить  пределы доступных наблюдений, приводит к уточнению уже имеющихся  данных, к появлению новых фактов, к новым обобщениям и к новым  теориям. Здесь ни в коем случае нельзя скатываться к представлениям о  том, что существующая реальность как-то зависит от того, что о ней думают исследователи, что они ощущают  и на что опираются. Задача исследователей не возводить свои домыслы в ранг абсолюта, а изучать то, что есть и непрерывно уточнять свои представления об изучаемом предмете, понимая, что сам предмет, в данном случае Вселенная, никак не зависит от того, что о ней думают ученые.

     К 70-м годам 20 в. коллективным трудом астрономов разных стран установлены следующие важные свойства Метагалактики:

     1. Галактики в ней не распределены  равномерно, большинство их сосредоточено  в скоплениях или группах галактик (это есть наблюдательный факт);

     2. Имеет место закон взаимного удаления галактик со скоростями, пропорциональными расстоянию между ними, в соответствии с Законом Хаббла (на самом деле, это есть вольная трактовка, произвольное истолкование наблюдаемого факта смещения спектров излучений в длинноволновую область, так называемое «Красное смещение»); 

     3. В диапазоне миллиметровых радиоволн  наша часть Вселенной равномерно  заполнена радиоизлучением, плотность  которого соответствует излучению  абсолютно черного тела с температурой 3К (наблюденный факт). Это излучение  называют реликтовым излучением, т.к. предполагается, что оно представляет собой остаток излучательных процессов, имевших место в очень отдаленную прошлую эпоху, связанную с началом существования Метегалактики.

     Указанные три факта лежат в основе многочисленных современных космологических схем.

     Как видно, современное учение о Вселенной  представляет собой смесь обширных наблюдательных фактов и не менее  обширных их обобщений и толкований. Но если первая часть базируется на объективных данных, то вторая часть  – обобщение и толкование –  основывается на вольных допущениях, не имеющих к материализму никакого отношения, здесь, в первую очередь, нужно назвать постулаты Общей  теории относительности А.Эйнштейна, принятые «мировым сообществом ученых» за абсолютную истину. Никакие иные построения, учитывающие все астрономические наблюдения, но не соответствующие Специальной и Общей теории относительности А.Эйнштейна, не рассматриваются, не допускаются к обсуждению и третируются как лженаучные. Однако вопрос о конкретных релятивистских моделях Метагалактики остается предметом дискуссий, как это и бывает всегда при умозрительных построения, имеющих в своей основе идеалистическую методологию.

1.2. Становление классической  космогонии

     Фундамент научной планетной космогонии заложил  И.Ньютон, который обратил внимание на закономерности движения планет. Открыв законы механики и закон всемирного тяготения, Ньютон пришел к выводу о том, что устройство планетной системы не может быть стечением случайных обстоятельств. После этого рядом ученых были высказаны гипотезы о происхождении планет [4].

     В 1745 г. Ж.Бюффон высказал гипотезу о том, что планеты возникли из сгустков солнечного веществ, исторгнутых из Солнца ударом огромной кометы (в то время кометы считались массивными телами).

     В 1755 г. И.Кант опубликовал книгу «Всеобщая естественная история и теория неба…», в которой он поставил вопрос о естественном происхождении всех небесных тел и впервые дал космогоническое объяснение закономерности движения планет. Кант предложил гипотезу об образовании планетной системы из рассеянной материи, заполняющей все пространство этой системы и находящейся в единообразном вращательном движении вокруг центрального сгущения – Солнца.

     В конце 18 в. В.Гершель, наблюдая небо в построенные им большие телескопы, открыл туманности овальной формы, обладающие различными степенями сгущения к центральному ядру. Возникла гипотеза об образовании звезд из туманностей путем их «сгущения».

     Опираясь  на эти наблюдения Гершеля и на закономерности движения планет П.С.Лаплас в 1796 г. выдвинул гипотезу о происхождении Солнечной системы, во многом сходную с гипотезой Канта [7]. Согласно гипотезе Лапласа в результате ускорения вращения при сжатии разреженная внешняя часть туманности (протяженная атмосфера образующегося Солнца) становится все более сплюснутой, а когда центробежная сила на экваторе стала равна по величине силе тяготения, она принял чечевицеобразную форму. Вещество на остром ребре чечевицы перестало участвовать в дальнейшем сжатии, а оставалось на месте, образуя газовый диск. Затем диск разделился на отдельные кольца, и вещество каждого кольца превратилось в сгусток, превратившийся затем в планету. При сжатии этих сгустков процесс зачастую повторялся, приводя к образованию спутников планет. Центральный сгусток туманности превратился в Солнце.

     Гипотеза  Лапласа быстро завоевала признание, однако уже в середине 19 в. выявлялись все новые недостатки гипотезы, а преодолеть которые в то время не удалось: гипотеза Лапласа не смогла объяснить медленное вращение Солнца, прямое вращение планет, наличие спутников с обратным движением и спутников, период обращения которых меньше периода вращения планет.

     В 20-30-х годах 20-го столетия широкой  известностью пользовалась гипотеза Дж. Джинса, считавшего, что планеты образовались из раскаленного вещества, вырванного из Солнца притяжением пролетавшей поблизости массивной звезды.

     Привлечение  современных астрофизических данных в середине 20 в. позволило по-новому развить идею Лапласа об отделении  вещества от сжимающегося протосолнца в результате наступления ротационной неустойчивости. Гипотеза Лапласа сыграла выдающуюся роль в истории науки и до настоящего времени имеет немало сторонников.

     Образование планет из протопланетного облака наиболее полно исследовано О.Ю. Шмидтом, его сотрудниками и  сторонниками. Анализ процесса аккумуляции планет из роя твердых тел позволил Шмидту указать путь к объяснению происхождения прямого вращения планет и закона планетных расстояний.

     Существует  также ряд гипотез более частного характера, например гипотезы происхождения  Луны – Дж. Дарвина, предполагающего, что Луна отделилась от Земли, и, наоборот, что Земля захватила Луну, которая оказалась на орбите вблизи Земли.

     Следует, однако, заметить, что главным недостатком  всех космогонических гипотез является не то, что они не охватывают всех проблем происхождения планет, а  то, что они не замкнуты, т.е. они  начинаются с уже существующего  и неизвестно как происшедшего вещества – туманностей, фрагментов твердого вещества и т.п., которые сами по себе взялись неизвестно откуда. То же относится к звездной космогонии, исследующей происхождение и эволюцию звезд, то же относится и к галактической космогонии, исследующей происхождение и эволюцию галактик. И хотя наблюдательные факты не вызывают никаких нареканий, трактовки фактов, опирающиеся на космогонические гипотезы, грешат самыми фантастическими предположениями, тем более, что предположения касаются длительных периодов, исчисляемых миллионами и миллиардами лет. И уже совершенно не принимаются во внимание процессы, которые нужно учитывать в том случае, если космическое пространство заполнено эфиром.