Поэтому современные физики представляют материю не как пассивную и инертную, а как пребывающую в непрестанном танце и вибрации, ритм которых определяется молекулярными, атомарными и ядерными структурами. Так же видят материальный мир и восточные мистики. Все они подчеркивают, что Вселенную надо рассматривать как динамическое целое, так как она движется, вибрирует и танцует; что природа пребывает не в статическом, а в динамическом равновесии. В одном из даосских текстов говорится следующее.
Покой в покое не есть истинный покой. Только тогда, когда покой в движении, может проявиться духовный ритм, который наполняет собой Небеса и Землю[185].
В физике динамическая природа мироздания становится очевидной для нас не только при погружении в мир бесконечно малого, т. е. атомов и ядер, но и при изучении гигантских сущностей, например звезд и галактик. Мощные телескопы позволяют ученым видеть беспрестанное движение во Вселенной. Вращающиеся облака газообразного водорода сжимаются до размера звезд. При этом их внутренняя температура во много раз возрастает, пока они не превращаются в пылающие факелы на небосклоне. Достигнув этой стадии, облака водорода продолжают вращаться, время от времени выбрасывая в пространство сгустки вещества, которые, конденсируясь, превращаются в планеты, движущиеся по орбитам вокруг звезд. Через миллионы лет, когда водородное топливо подходит к концу, звезда начинает увеличиваться в размерах, а затем снова сжимается, завершая свое существование гравитационным коллапсом. В результате могут произойти грандиозные взрывы, а звезда — стать черной дырой. Все эти процессы — от образования звезды из межзвездных газовых облаков до их сжатия и коллапса — происходят в различных уголках Вселенной и сейчас.
Совокупности вращающихся, расширяющихся, сжимающихся и взрывающихся звезд образуют галактики разной формы: плоские диски, сферы, спирали и т. д., — которые тоже не неподвижны, а непрерывно вращаются. Наша галактика, Млечный Путь, — огромный диск, состоящий из звезд и газообразных скоплений веществ, вращающихся в пространстве подобно гигантскому колесу. При этом все входящие в галактику звезды, включая Солнце и его планеты, также движутся вокруг центра этой галактики. Фактически Вселенная состоит из колоссального множества галактик, рассеянных в бескрайнем пространстве. И все они вращаются, как и наша.
Изучая Вселенную как единое космическое целое с миллионами галактик, мы сталкиваемся с высшими масштабами пространственно-временного континуума и с удивлением обнаруживаем, что и здесь Вселенная не статична — она расширяется! Это явление было одним из важнейших открытий современной астрономии. Тщательный анализ световых волн, достигших нашей планеты из отдаленных галактик, позволил ученым обнаружить, что россыпь галактик постоянно расширяется по строгим законам. Скорость удаления любой из них от наблюдателя прямо пропорциональна разделяющему их расстоянию: при его двукратном увеличении скорость тоже возрастает вдвое. Это утверждение верно не только для нашей галактики, но и для остальных. В какой бы галактике мы ни оказались, остальные — соседние — будут удаляться от нас: ближние — со скоростью несколько тысяч километров в секунду, а дальние — почти со световой. Свет, исходящий от еще более удаленных галактик, не может дойти до нас, потому что они удаляются от Земли быстрее скорости света[186]. Говоря словами английского астрофизика сэра Артура Эддингтона, их свет «похож на бегуна, движущегося по дорожке стадиона, которая постоянно удлиняется, так что финишная черта удаляется от него быстрее, чем он может бежать».
Чтобы лучше понимать, как именно расширяется Вселенная, нужно не забывать, что явления макромира следует рассматривать в контексте общей теории относительности Эйнштейна. Согласно ей, пространство не «плоское», а «искривленное», причем характер искривления зависит от распределения вещества во Вселенной. Эту зависимость описывает выведенное Эйнштейном уравнение поля. Оно положено в основу современной космологии и характеризует общую структуру Вселенной.
Говоря о расширяющейся Вселенной в контексте общей теории относительности, мы имеем в виду более высокое измерение. Здесь тоже уместно обратиться к плоскостной аналогии. Представим воздушный шарик, поверхность которого усеяна множеством точек (рис. 32). Он изображает Вселенную, его двумерная искривленная поверхность — двумерную плоскость, а точки на ней — галактики Вселенной. Когда мы надуваем шарик, расстояния между точками увеличиваются. Если мы находимся на одной из них, все остальные будут удаляться от нас. Так же происходит расширение Вселенной: в какой бы галактике ни оказался наблюдатель, остальные галактики будут удаляться от него.
Рис. 32. Плоскостная аналогия расширяющейся Вселенной
Возникает естественный вопрос: как началось это расширение? Приняв в расчет зависимость между удаленностью галактики и текущей скоростью ее удаления от нас (она известна под названием закона Хаббла[187]), можно вычислить, в какой момент началось расширение Вселенной, т. е. определить ее возраст.
Если мы предположим, что скорость расширения не менялась (а это отнюдь не очевидно), то получим оценку в 10 млрд лет. Это и есть возраст Вселенной[188]. Большинство современных ученых-космологов считают, что Вселенная возникла в результате катастрофического события — взрыва первичного сгустка вещества, происшедшего более 10 млрд лет назад. Зафиксированное в наши дни расширение Вселенной — «отголосок» этого давнего события. Согласно теории Большого взрыва, в момент, когда он произошел, возникла Вселенная и появились пространство и время. Если мы попытаемся представить себе, что предшествовало этому, мы снова попадем в тупик из-за особенностей нашего мышления и языка. Вот как об этом говорил известный английский астроном сэр Бернард Ловелл.
Здесь перед нами вырастает непреодолимый психологический барьер, связанный с тем, что мы начинаем испытывать сложности с понятиями пространства и времени, которые раньше мы воспринимали на основе нашего повседневного опыта. У меня при этом появляется ощущение, будто я внезапно въехал на машине в полосу густого тумана, в котором знакомый мир исчезает[189].
Что касается будущего расширения Вселенной, то уравнения Эйнштейна не дают однозначного ответа. Они имеют несколько возможных решений, соответствующих разным моделям. Некоторые предполагают, что расширение будет продолжаться бесконечно; согласно другим, оно уже замедляется и может смениться процессом сжатия. Эти модели описывают «пульсирующую Вселенную», которая сначала в течении миллиардов лет расширяется, а потом снова сжимается, пока не превратится в небольшой шар огненного вещества, после чего снова начнет расширяться, и так до бесконечности.
Концепция расширяющейся и сжимающейся Вселенной, существующей в необъятном пространстве и времени, создана не только современными физиками. Такое же представление существовало и в древней индийской мифологии. Индусы, считавшие, что мирозданию присущи два фундаментальных качества — гармоничность и ритмичность всех процессов, — создали эволюционные космологические модели Вселенной, которые довольно близки к современным теориям. Одна основана на индуистской легенде о Ма — божественном представлении, в котором Брахман трансформируется в этот мир. Эта модель связана с индуистским понятием лила — «божественная игра». Лила имеет фазы, которые ритмически сменяют друг друга: космическое Целое дает начало множественности форм, которые вновь сливаются в Целом. Всё это происходит с четкой периодичностью. В «Бхагавадгите» Кришна использует для описания этой божественной игры творения следующие слова.
К Моей пракрити вечной все твари
устремляются с гибелью мира;
когда ж новый век мира приходит,
Я их вновь из себя порождаю.
Я рождаю снова и снова
всех существ неисчетные толпы,
в своей пракрити их зачиная,
их, бессильных. Моею силой.
Но не сковывают, Дхананджая,
Меня действия узами кармы;
их свершая, Я к ним не привязан,
словно зритель — всегда безучастен.
Под Моим наблюденьем природа
неживое с живым рождает;
такова здесь причина, чьей силой
колесо обращается мира[190].
Индуистские мудрецы не боялись распространять это божественное представление на всё мироздание. Они считали, что Вселенная претерпевает периодические, чередующиеся процессы сжатия и расширения, и называли непостижимые для разума промежутки времени между началом и концом одного сотворения Вселенной кальпами. Масштаб картины, нарисованной древними индуистами, поразителен. Чтобы прийти к схожим идеям научным путем, человечеству понадобилось больше двух тысячелетий.
Вернемся из макромира, расширяющейся Вселенной, в мир бесконечно малого. В XX в. ученые всё глубже проникали в мир субмикроскопических измерений, где действуют атомы, ядра и находящиеся в них частицы. Главным стимулом для этих исследований был вопрос, занимавший величайшие умы на протяжении столетий: «Из чего состоит материя?» Люди размышляли над ним с момента возникновения натурфилософии, пытаясь найти «базовое вещество». Но только недавно стало возможно искать ответ с помощью строгих экспериментов. Сложнейшие приборы позволили ученым заглянуть сначала во внутренний мир атома и узнать, что он состоит из ядра и электронов, а затем исследовать строение ядер, компонентами которых оказались протоны и нейтроны, получившие общее наименование нуклонов. С 1960-х наука сделала шаг вперед, добившись значительных успехов в изучении строения нуклонов — компонентов атомного ядра. Они тоже не представляются последним уровнем элементарных частиц и состоят из более мелких частей.