Юный техник 1971-02, страница 45
Существуют три основные гипотезы эволюции вселенной. Назовем их условно так: гипотезы Большого Взрыва, Стацио-онарной и Пульсирующей вселенной. Эти названия полностью соответствуют их сущности. Измерения американского астронома Хаббла, произведенные в конце 20-х годов нашего столетия, убедительно показали, что спектральные линии отдаленных галактик и туманностей обнаруживают смещение в сторону длинных волн — так называемое красное смещение. Это наиболее естественно объяснить тем, что они быстро удаляются от нас и друг от друга (эффект Допплера). Наблюдения Хаббла свидетельствуют в пользу гипотезы Большого Взрыва. Они показывают, что вселенная старше 10 • 109 лет и моложе 15 • 10 9 лет. Если справедлива гипотеза Стационарной вселенной, то ее возраст следует считать бесконечным. Современные наблюдения не подтверждают, «о и не отрицают этой модели. И, наконец, гипотеза Пульсирующей вселенной. Ученые полагают, что большие взрывы происходят каждые 82 • 109 лет и что в настоящее время мы находимся в фазе расширения — в интервале примерно 10 • 10 9 лет. Итак, есть основания считать, что возраст вселенной составляет 10— 20 млрд. лет. Теперь несколько отвлечемся. Попробуем вычислить отношение сил электрического и гравитационного притяжения между электроном и протоном. Легко видеть, е2 что оно равно ——--=2,3'1039. Y-Mm Здесь е — заряд электрона, М — масса протона, 7 — гравитационная постоянная. Будем считать, что возраст вселенной равен 101° лет о 1010 лет, или в темпонах-——-^З-Ю**. 10-23 сек. Получились два очень близких друг к другу числа: 2,3 • 10 39 и 3-1040. Случайно ли это? Физики всегда очень серьезно относились и относятся к Великим универсальным постоянным. И вдруг они видят, что три из них оказываются в определенной зависимости. Возможно, что здесь зашифрована какая-то глубокая связь между космологическими процессами, гравитацией и электричеством'? Делается вывод, что не случайно. И тогда е2 можно предположить, что отношение—;— 7Мш увеличивается пропорционально возрасту вселенной. Английский физик-теоретик Дирак в 1937 году предположил, что е2, m и М являются неизменяющимися величинами, а изменяется со временем гравитационная постоянная. Спустя некоторое время против этого были выдвинуты возражения. е2 Для того чтобы отношение-увеличи- ■уМт валось с возрастом вселенной при постоянных е2, m и М, необходимо уменьшение т с0 временем. Это означает, скажем, что 3 млрд. лет назад • гравитационное притяжение было сильнее. Упрощенно можно представить это так. Наш, современный килограмм был в те времена тяжелее. Помните второй вопрос в начале статьи? Так вот, ответить на него действительно непросто: может быть, сила тяготения тогда была так велика, что у человечества не хватило бы энергии на то, чтобы вырваться из его тисков. На основе теории термоядерного получения солнечной энергии можно также предположить, что Солнце светило в те времена значительно ярче. Кроме того, если у уменьшается со временем, радиус земной орбиты в прошлом был меньше. Учитывая эти два обстоятельства, можно доказать, что несколько миллиардов лет назад поверхность Земли должна была кипеть. Живые организмы не могли тогда существовать. Между тем палеонтологи обнаруживают бактерии и морские водоросли, возраст которых оценивается в 3 млрд. лет. Это не единственный аргумент против изменения гравитационной постоянной со временем. Другое возражение — расчеты, выполненные с помощью электронновычислительных машин. Они показывают, что если бы Солнце 2 млрд. лет назад горело так ярко, как получается при изменении у со временем, то сожгло бы оно все свои запасы водорода и превратилось бы в гигантскую красную звезду. Идею Дирака нужно признать несостоятельной. В последние годы, однако, была предпринята попытка спасти ее. Известный физик-теоретик Гамов предположил, что изменяется со временем не у, а заряд электрона. Причем величина е2 увеличивается пропорционально возрасту вселенной. Гипотеза Гамова позволила снять ряд возражений, выдвинутых против идеи Дирака. Но сама подверглась серьезной критике. Против нее, например, свидетельствует изучение спектров удаленных галактик, а также исследование естественного радиоактивного распада элементов в древних породах. Красивую идею Дирака о том, е2 что отношение — пропорционально уМт возрасту вселенной, спасти в настоящее время не удается. Ни гравитационное притяжение, ни электрон не «стареют». 43 |
