«Сэр Фред Хойл и драма идей». Глава из книги

Глава 8. Битва за стационарную Вселенную

Звёзды кино, сцены, телевидения и прочих зрелищ прекрасно знают, что оборотной стороной популярности является повышенное внимание к их персонам, к их положительным и отрицательным сторонам. Первым особое внимание уделяют поклонники, вторым — недоброжелатели.

Одним из первых и наиболее упорных недоброжелателей Хойла стал Мартин Райл — тот самый молодой человек, который, по словам Фримена Дайсона, «прихватил с войны целую платформу различного хлама — всякой электроники и батарей — и пытался использовать его, чтобы обнаружить небесные радиоисточники». Во время войны Райл тоже работал над радаром, но на другом полигоне и с Фредом не встречался.

Радиоастрономия тогда только-только становилась на ноги, и Райл был одним из её первопроходцев. По словам Хойла, «к 1950 году было известно достаточное количество радиоисточников, чтобы сделать вывод об их примерно изотропном распределении, то есть их примерно одинаковом количестве во всех направлениях. Отсюда следовало, что либо они находятся достаточно близко к Солнцу, то есть локальны, либо очень далеки, за пределами нашей Галактики. Предпочтение отдавалось локальному объяснению, вплоть до того, что эти источники называли “радиозвёздами”. Имелось в виду, что это просто местные звёзды, которые по каким-то причинам излучали в радиодиапазоне более интенсивно, чем Солнце. Если бы положение таких радиоисточников было известно с достаточной степенью точности, то, конечно, это предположение можно было бы проверить непосредственно, попытавшись оптически обнаружить искомые звёзды, но в те времена точность определения положения радиоисточников не позволяла этого сделать». Райл как раз и собирался заняться подсчётом числа наблюдаемых радиоисточников и их местоположением.

Райл и его группа составили первый каталог источников радиоизлучения и представили свои результаты на конференции в Лондоне в апреле 1951 года. Там и произошла первая открытая стычка между Райлом и Голдом с Хойлом. Поначалу всё шло в рамках обычной научной дискуссии. Райл представил свои результаты, из которых сделал вывод о том, что обнаруженные им источники радиоизлучения находились в нашей Галактике. Голд возразил, что это не единственное возможное объяснение — источники вполне могли быть внегалактическими. Он даже не настаивал на этом предположении, а предложил его в качестве рабочей гипотезы. И тут Мартин Райл взорвался. Хойл в автобиографии описал эту сцену так. «Когда Райл начал говорить, у меня отвисла челюсть, а потом с громким стуком захлопнулась. Есть огромная разница между корректным ответом типа “Я с этим не согласен” или “У меня по этому поводу другое мнение” и внезапным выпадом Райла. Он же сказал следующее: “ Теоретики, видимо, не в состоянии понять... ” (при этом он произнёс слово “теоретики” так, как будто это был некий низший и презренный вид). Кстати, как впоследствии оказалось, теоретики-то как раз поняли всё правильно».

Голд с Хойлом взяли реванш через год, в сентябре 1952 года на очередной ассамблее Международного астрономического союза, проходившей в Риме. Чуть раньше один из членов Кавендишской группы радиоастрономов, кстати, муж сестры Райла, попросил Вальтера Бааде идентифицировать один из мощных источников радиоизлучения в созвездии Лебедя. Бааде провёл наблюдения и установил, что искомый объект, судя по его красному смещению, должен находиться очень далеко, за пределами нашей Галактики. Бааде показал Райлу результаты своих наблюдений в фойе римского конференц-зала. О реакции Райла со слов присутствовавшего при этом Голда рассказывает биограф Хойла. «Вальтер продемонстрировал свои снимки и объяснил их значение. Мартин, не сказав ни слова, бросился ничком на стоявший в холле диванчик, обхватил голову руками и зарыдал. Он рыдал навзрыд и долго не мог остановиться. Он, с его болезненной гордостью, не мог сдержаться, ведь он так уверенно обвинял нас в непонимании на крупной конференции в Лондоне всего год назад, и тут такой удар. Этого он нам никогда не простил».¹ Кстати, сразу после войны Голд какое-то время пытался работать в группе Райла, но его оттуда очень быстро выжили.

Хойл тоже считал, что единственной причиной нападок Райла на теорию стационарной Вселенной, продолжавшихся два десятилетия, был этот инцидент, ведь Райл никогда не занимался космологией, и первый составленный каталог рассматривался им как чисто техническая работа. Лишь позднее он понял, что подсчёт источников радиоизлучения может быть важным космологическим фактором.

Гамов позднее так рассказывал о своём визите в Кембридж. «Там был знаменитый теперь радиоастроном Райл. Он был просто инженером, занимался только аппаратурой, и его совершенно не интересовали полученные результаты. У него был огромный телескоп, длиной в милю, но когда я там оказался, то выяснилось, что нам совершенно не о чем говорить. Он был очень любезен, показывал мне своё хозяйство, в котором я ничего не понимал, и его совершенно не интересовали космологические следствия его наблюдений. Наука Райла не занимала вовсе, хотя, возможно, у меня сложилось такое впечатление просто потому, что он был очень занят».²

∗∗∗∗∗

Прежде чем вернуться к битве за стационарную Вселенную, вкратце расскажу о ещё одном важном для космологии событии, происшедшем на римской астрономической ассамблее, в котором непосредственное участие принимал Фред Хойл. Вальтер Бааде был председателем комиссии по внегалактическим туманностям, и в последний момент попросил Хойла быть секретарём этой комиссии, потому как, забыв по своему обыкновению о бюрократической стороне, не позаботился о секретаре заранее. Хойл даже не был членом этой комиссии, но секретарские функции на себя принял. Бааде терпеть не мог писанины и, как он часто делал, выступал не по бумажке. Сделанное им сообщение вызвало сенсацию — из его наблюдений, основанных на верном определении населения сверхновых, следовало, что возраст Вселенной должен быть не 2 миллиарда лет, как то вытекало из данных Хаббла конца 1920-х годов, а 3 миллиарда 600 миллионов лет, что приближало возраст Вселенной к оцениваемому радиоизотопными методами возрасту Земли. Появлялась надежда избавиться от одной из самых неприятных проблем космологии.

Дальше я процитирую Хойла. «Сообщение Бааде было сделано устно. Когда кто-то делает ясное заявление перед большим количеством людей, то, казалось бы, не может быть сомнений в том, как всё происходило. Однако опыт показывает, что лишь очень немногие присутствующие точно помнят как было дело. Уже через год невозможно восстановить кто что говорил, если при этом не велись записи. Несовершенство человеческой памяти открывает массу возможностей для плагиата и поставляет питательную среду для субкультуры, некоторые члены которой путешествуют с одной конференции на другую, подбирая крохи информации здесь и там, а потом выдавая их за свои идеи. Биологи прекрасно знают, что если имеется благоприятная для выживания ниша, то она непременно окажется занятой. Далёкий от мира сего Бааде об этом не знал. Как это ни поразительно, но были попытки оспаривать его приоритет в установлении нового возраста Вселенной. К счастью, сохранившиеся у меня заметки не позволили этого сделать». Хойл благоразумно не называет здесь никаких имён, хотя биограф Бааде рассказывает эту неприглядную историю в деталях, которые не хочется здесь пересказывать.³

∗∗∗∗∗

Судя по воспоминаниям о нём, Мартин Райл обладал мощным интеллектом и был чрезвычайно эмоционален. Он легко возбуждался и мог в ярости швырнуть чернильницу в голову обидчика (к счастью, без телесных повреждений). Райл был настолько нервным, что отказался ехать в Стокгольм получать присуждённую ему в 1974 году Нобелевскую премию. Его медаль из рук шведского короля получал коллега — Энтони Хьюиш, удостоенный премии в том же году. Команда Райла была предана ему беспредельно, он был в ней непререкаемым авторитетом. От всего остального мира их отгораживала непроницаемая стена секретности.

Друг и многолетний соратник Хойла Джефри Бербидж (один из соавторов «нобелевской статьи» B²FH) в конце жизни опубликовал заметку о кратком периоде своей работы в группе Райла под красноречивым названием «Попытки теоретика поработать в Кавендише с Мартином Райлом, 1953–1955».⁴ Бербидж с женой Маргерит (той самой, что «контрабандой» вела наблюдения на телескопе в обсерватории Маунт-Вилсон) вернулся из США в Кембридж в 1953 году в качестве штатного теоретика команды Райла. Очень скоро он понял, что теоретики там не в чести, потому как никакие данные наблюдений ему не показывали, а теоретические обсуждения как правило заканчивались скандалом.

Бербидж был громогласным человеком впечатляющих размеров. Кроме того, он отличался независимым мышлением и не стеснялся отстаивать свою правоту. В то время физическая природа радиоизлучения была ещё непонятна, и на неё существовали различные точки зрения. Райл с коллегами полагали, что излучение вызывалось когерентными осцилляциями плазмы, а Бербидж настаивал, что причиной излучения было некогерентное синхротронное излучение. Вскоре теоретические результаты советских учёных, прежде всего И.С. Шкловского, подтвердили его правоту. Споры Бербиджа с Райлом были настолько жаркими, что последний из-за них иногда заболевал и днями не появлялся на работе. Маргерит Бербидж вспоминала, что между собой они называли группу Райла «Белоснежкой и семью гномами», поскольку «гномы» изо всех сил обхаживали и оберегали свою «Белоснежку».⁵

В то время Джефри Бербидж никак не был связан с Хойлом, не работал с ним и был знаком лишь шапочно. Но он не мог не заметить одной странности — стоило Фреду войти в холл лаборатории Райла в Кавендише, как тут же кто-то из группы Райла, повинуясь поданной взглядом команде, покидал место чаепития и отправлялся проверять, хорошо ли заперты все двери. Как уверяет Бербидж, Хойл не имел об этом ни малейшего понятия, он просто заходил пообщаться с коллегами, но каждый визит Фреда воспринимался как потенциальная попытка похитить их секреты. Маргерит Бербидж прямо сказала в своём интервью 1978 года, что, по её мнению, у Мартина Райла были серьёзные проблемы с психикой.

Несмотря на все трудности, Джефри Бербидж позднее вспоминал, что те два года в группе Райла были всё же очень хорошими годами. «Да, Мартин Райл был очень трудным человеком, надменным, скрытным и законченным шовинистом, но он же мог быть очень добрым и щедрым, студенты его боготворили, да и меня он всё-таки не выгнал, хотя мы с ним явно не могли ужиться». Позднее, один из руководителей Кавендишской лаборатории спросил у Хойла, почему они на ножах с Райлом. В мозгу у Фреда пронеслась масса вариантов ответа, но в конце концов он остановился на одном: «Это потому, что у меня нет чувства юмора».

Впрочем, с Хойлом тоже было нелегко общаться даже его близким друзьям и коллегам. Томми Голд назвал его «очень трудным человеком. Даже нам с Бонди было тяжело с ним разговаривать. Он просто не слушал, можно было повторять ему одно и то же много раз, доказывать ему, что в какой-то мелочи он неправ, и всё бестолку. Иногда он доводил меня до бешенства. У него было крайне независимое мышление, настолько независимое, что иногда до него нельзя было достучаться». А Бонди сказал так: «Очень часто и в статьях, и в наших обсуждениях Фред прибегал к совершенно недопустимой аргументации, что меня страшно раздражало. Но когда мне удавалось найти корректное решение задачи, то я приходил в точности к тому же выводу, что и он. Это, конечно же, признак гения».

∗∗∗∗∗

Как уже упоминалось, первый каталог источников радиоизлучения, составленный группой Райла, был чисто технической работой, и космологии прямо не касался. Однако после «римского унижения» 1952 года Мартин Райл решил приложить все усилия для совершенствования методов своих наблюдений, которые могли бы продемонстрировать несостоятельность теории стационарной Вселенной Хойла и его друзей, тем более, что их теория предсказывала некоторые проверяемые наблюдениями явления, то есть была фальсифицируемой. Этим Райл и решил воспользоваться.

Начиная с 1954 года, все усилия его команды были, похоже, направлены на доказательство несправедливости теории Хойла, Бонди и Голда. Для этого группа Райла составила новый Кембриджиский каталог источников радиоизлучения, получивший название 2С. Идея Райла состояла в том, чтобы подсчитать число таких источников, а затем на основе теоретических соображений посмотреть, насколько предсказания теории стационарной Вселенной соответствуют наблюдениям. Подсчёт основывался на интенсивности источников, и в итоге получалась зависимость интенсивности от числа источников, в логарифмическом масштабе выражаемая зависимостью log N − log S, где N — число источников, а S их интенсивность. Угол наклона касательной к получаемой кривой служил параметром, по которому проверялась справедливость теории Хойла с друзьями. Из их теории следовало, что этот угол наклона должен быть равен −1.5; больший по абсолютной величине угол наклона означал бы, что их теория неверна.

В 1955 году Райл, проанализировав данные своего каталога 2С, пришёл к выводу, что угол наклона составляет −3. Этот результат он прокомментировал в лекции в Оксфорде. «Если признать, что большинство радиозвёзд расположено за пределами нашей Галактики, а такого вывода трудно избежать [напомню, что именно это послужило причиной первого конфликта с Голдом и Хойлом, и теперь Райл был вынужден признать их правоту], то теория стационарной Вселенной никак не может объяснить полученные нами результаты».⁶

О том, как приняли эти известия друзья-теоретики, рассказал Томми Голд. «Хойл воспринял эти результаты всерьёз, а я говорил ему: “Не доверяй этим данным, в них может быть масса ошибок”. Но Фред возражал: “Нет-нет, мы обязаны относиться к данным наблюдений очень серьёзно, потому как иначе мы ни к чему не придём”. Я же отвечал, что буду относиться к ним серьёзно только тогда, когда буду убеждён в их верности. Так что однажды я заглянул в лабораторию Райла, просто чтобы убедиться в правильности данных. Я очень дружелюбно поинтересовался, насколько они уверены в том, что правы. Они тоже были весьма любезны и снисходительно улыбались, убеждённые в том, что ухватили нас... ну, за одно место». Райл даже показал исходные данные и построенные на их основе графики, а дальше состоялась краткая беседа, в ходе которой Голд продемонстрировал, что его оппоненты допустили простую, но не очевидную логическую ошибку. Они полагали, что ошибки измерения интенсивности источников при статистической обработке устраняются, а Голд показал, что при их методе подсчёта это не так. Голд привёл убийственный аргумент: «Если по-вашему получается, что не так уж важно, какую интенсивность имеет источник, то зачем вам вообще нужен радиотелескоп?», после чего покинул ошеломлённое собрание.

Так Райл получил новый болезненный удар от Голда, бросился перепроверять свои результаты и убедился в его правоте — полученные результаты были статистически недостоверны. Группа Райла принялась спешно готовить новый каталог источников радиоизлучения, естественно, получивший название 3С.

Тем временем, неожиданная помощь авторам стационарной теории подоспела с другой стороны земного шара. В то время исследования, аналогичные поискам Райла, проводились и в Австралии. Данные австралийских радиоастрономов никак не подтверждали выводов кембриджской группы. Об этом впервые было заявлено на очередной ассамблее Международного астрономического союза в августе 1955 года, а через два года австралийцы опубликовали свои данные, из которых следовало, что они почти во всём расходятся с кембриджскими. Угол наклона log N − log S, по расчётам учёных из Сиднея, составлял не −3, а всего лишь −1.8, причём погрешность не исключала и величины −1.5, предсказанной Хойлом с коллегами. Это, конечно, не могло считаться подтверждением теории стационарной Вселенной, но в значительной степени ослабляло позиции её критиков. Получалось, что точности методов радиоастрономии пока не хватало для космологических приложений.

Не остались в стороне и советские учёные. Видный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский во второй половине 1950-х годов упоминал о результатах кембриджской и сиднейской групп, отмечая, что, по-видимому, наделавшие столько шума выводы Райла оказались ошибочными. Правда, он тут же оговорился, что теория стационарной Вселенной пока ни в коей мере не является общепринятой.⁷ Шкловский, как и все советские физики и астрономы, с самого начала был убеждён в справедливости Большого взрыва. Вообще, как отмечали не только Хойл, Бонди и Голд, которых можно было бы заподозрить в предвзятости, но и многие исследователи и историки науки, с конца 1940-х по начало 1960-х годов отношение к конкурирующим космологическим теориям было скорее эмоциональным, чем рациональным. Там где не хватало фактов, господствовали убеждения.

За океаном Гамов с сотрудниками продолжали разрабатывать свой подход, основанный на горячем происхождении Вселенной. В 1948 году Гамов в двух публикациях попытался определить условия в ранней Вселенной и заодно коснулся тревожившей всех проблемы образования галактик.^{8 9} Альфер с Херманом развивали свои ранние работы по происхождению элементов и заодно уточняли температуру предсказанного ими реликтового (фонового) излучения, оставшегося от Большого взрыва. Последний расчёт они проделали в 1951 году на основе новых, только что появившихся тогда значений средней плотности материи во Вселенной, которые, к их большому сожалению, вскоре оказались ошибочными. А сожалеть им пришлось потому, что при принятых ими тогда параметрах возраст Вселенной оказывался неприемлемо малым. Такого рода недостатки не дискредитировали модель горячей Вселенной, но и не способствовали её популярности. Стационарная модель оставалась достойным конкурентом.

В это время Хойл стал получать всякого рода соблазнительные предложения, в основном из-за океана. Он начал тяготиться большой преподавательской нагрузкой, которая оставляла мало времени для занятий чистой наукой. За отпуск, предоставленный ему в Кембридже для работы в США над статьёй о синтезе элементов, пришлось расплачиваться непомерно большим количеством лекционных часов, да притом для каждой отлучки нужно было испрашивать согласия руководства университета. Переезд в Штаты представлялся реальным способом избавления.

Один из американских университетов предложил Фреду постоянный контракт с огромным по тем временам бюджетом и предоставлением полной свободы действий. Он отклонил это предложение. «Оно означало бы прекрасный офис, тогда как я предпочитал работать дома. У меня была бы суперэффективная секретарша и нужно было бы очень постараться, чтобы загрузить её работой, иначе от безделья она бы затосковала. У нас был бы отличный особняк, но были бы мы в нём так же счастливы, как когда планировали устройство своего домика в Кембридже? Я восседал бы в роскошном кадиллаке, но получал бы я от него то же удовольствие, что от моей купленной за 5 фунтов машины? А кроме того, денно (и особенно нощно) надо мной висел бы огромный груз ожиданий свершения чего-то выдающегося. А потому мне хватило ума отказаться. Вряд ли можно сделать что-то стоящее, если от тебя постоянно ожидают выдающихся свершений. Сомневаюсь, что даже Моцарт расцвёл бы в таких условиях. Он достиг невиданных высот именно потому, что все считали его странным чудаком».

Популярность Хойла проявилась и в многочисленных приглашениях принять участие в международных конференциях и конгрессах. Можно сказать, что в конце 1950-х годов он стал яркой звездой среди астрономов и астрофизиков. В марте 1957 года его наконец избрали в члены Лондонского Королевского общества (он ждал этого давно, но избрание всё затягивалось и когда оно состоялось, Барбара Хойл не выдержала и от счастья разрыдалась), а в октябре 1958 года он принял предложение занять пост Плюмианского профессора астрономии в Кембридже, того самого «прилежного и высокоучёного профессора астрономии и экспериментальной философии», для которого основал эту кафедру в 1704 году архиепископ Рочестерский Томас Плюм.

Одной из самых запомнившихся Фреду стала конференция, проходившая в мае 1957 года в Ватикане. Она была посвящена различным населениям звёзд, и на неё были приглашены все мировые астрономические светила, включая Вальтера Бааде и Жоржа Леметра. Хойл был единственным приглашённым англичанином, что не могло не вызвать зависти и обиды у традиционных британских астрономов. Речь там шла о распределении звёзд в нашей Галактике и о звёздной эволюции, вызывавшейся ядерными реакциями, и тут прослеживалась связь с нуклеосинтезом.

Конференция проходила под патронажем Папы Пия XII (он дал учёным аудиенцию, а позднее любезно согласился оплатить выпитое ими вино, чем спас их от разорения), и должна была принять рекомендации по дальнейшему развитию работ в этой области. Эти рекомендации хотел одобрить сам Папа. Подготовка их астрономической части была поручена Яну Оорту, а физической части — Хойлу. Фред с женой решили воспользоваться пребыванием в Италии и посетить Неаполь, где и предполагалось написать требуемые резюме конференции и её рекомендации. Поскольку у них была машина, к ним в попутчики напросился Леметр. До Неаполя они добрались без приключений, там к ним присоединились Бааде и Оорт, и они втроём быстро проделали всю работу.

Фред вспоминал, что Леметр оказался отличным попутчиком. Он прекрасно знал Италию и рекомендовал посетить места, которые были в стороне от принятых туристских маршрутов, за что супруги Хойл были ему очень признательны. Единственным разногласием был обед — Хойл хотел днём лишь слегка подкрепиться, чтобы сразу вести машину дальше, а Леметр предпочитал поесть основательно, с бутылочкой вина и послеобеденным отдыхом. Компромисс был найден тут же — после своего плотного обеда Леметр укладывался в машине на заднем сидении и мирно спал до вечера, правда, просыпался он обычно с головной болью. Обсуждали ли они по дороге космологические проблемы и радикальные различия в своих подходах, Хойл не упоминает.

∗∗∗∗∗

В июне 1958 года в Брюсселе состоялся очередной, одиннадцатый по счёту Сольвеевский конгресс на тему «Структура и эволюция Вселенной». Сольвеевские конгрессы проходят до сих пор и считаются одними из самых престижных научных конференций, а потому о них стоит рассказать подробнее.

Эрнест Сольве (1838–1922) был бельгийским промышленником, в конце XIX века невероятно разбогатевшим на патенте по промышленному производству соды. Он был человеком передовым во всех отношениях — создавал хорошие условия труда для своих рабочих и даже строил для них удобные для жилья и недорогие посёлки. Но его страстью была наука, он много читал и размышлял о тайнах природы, внимательно следил за развитием научной мысли своего времени. Результатом его трудов стала «гравито-материальная» теория, описывающая все физические явления. Сольве горел желанием поделиться своими достижениями с крупнейшими физиками того времени, а потому прибег к помощи Вальтера Нернста (1864–1941), будущего Нобелевского лауреата и автора третьего закона термодинамики. Тот предложил Сольве блестящую идею — созвать «совет» из крупнейших учёных, предложив им за участие солидный гонорар плюс оплату проживания и пропитания. Нернст взялся за дело и не подкачал — в 1911 году в Брюссель съехались учёные, имена которых навсегда запечатлелись на страницах истории и на страницах учебников.

Каждый из приглашённых получил от Сольве письмо следующего содержания. «С энтузиазмом, вызванным появлением новых задач, и в надежде на углубление наших познаний о природе, я полагал бы, что письменный и устный обмен мнениями между исследователями, более или менее непосредственно занимающимися этими задачами, мог бы привести если не к окончательному их решению, то по крайней мере к определению пути их решения на основе предварительного критического разбора. Не будучи сам учёным-специалистом, я не могу глубоко заняться этими проблемами, однако, поскольку я давно изучаю тяготение в общем плане с целью выявить его влияние на строение вещества и энергии, то позволю себе изложить свои соображения в краткой форме при открытии совета в надежде на то, что некоторые из моих мыслей могут быть учтены в его работе».¹⁰

Первый «совет», который позднее стал называться конгрессом или конференцией, был посвящён теории излучения и квантам. К тому времени прошло уже больше десяти лет с тех пор, как Макс Планк выдвинул свою квантовую гипотезу, но излучение и строение атомов по-прежнему представляли загадку. До первой теории строения атома Нильса Бора оставалось ещё два года.

Председателем был назначен Хендрик Лоренц, а среди участников — что ни имя, то легенда. Мария Кюри, Анри Пуанкаре, Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Джеймс Джинс, Эрнест Резерфорд, Поль Ланжевен, и конечно Вальтер Нернст, причём это ещё не все присутствовавшие там выдающиеся учёные. Этим-то титанам науки и представил свои «соображения» Эрнест Сольве.

Не могу удержаться, чтобы не процитировать часть его вступительной речи. «Я хотел бы сказать несколько слов о своём гравито-материальном исследовании, текст которого был напечатан по случаю нашего собрания. Вы все получили по экземпляру, но, по-видимому, слишком поздно для того, чтобы внимательно изучить его. Когда представится возможность, вы увидите, что ваши исследования и моя работа посвящены одному и тому же — структуре материи, пространству и энергии. Если бы господину Нернсту первому не пришла мысль созвать этот «совет», то, возможно, я и сам, если бы осмелился, сделал бы то же самое, чтобы предложить вашему вниманию свои исследования. Я твёрдо убеждён в том, что они приводят к точному, а потому окончательному представлению о конечных фундаментальных элементах активной Вселенной.

Я следую дедуктивному методу. Я исхожу из общей концепции, которая, по моему мнению, может удовлетворять самому строгому, конструктивному философскому подходу: в нём рассматриваются эфиры прямой и обратный, эфиры атомно и неизменно кубичные; материальные границы, образуемые поверхностями последовательно чередующихся положительных и отрицательных атомов; универсальное взаимодействие этих двух различных, но по существу идентичных эфиров через посредство промежуточных пространственных и суперпространственно разделяемых молекул; вызванное энергией пространственное и суперпространственное разделение; и энергия, высвобождаемая исключительно за счёт молекулярных столкновений. Игнорировавшиеся до сих пор молекулярные столкновения в моей теории становятся важнейшим существенным элементом.

Далее я исхожу из неоспоримого и прекрасного закона Ньютона, а затем, чтобы удовлетворить наиболее строгому научному подходу, я использую замечательный третий закон Кеплера, который закрепляет суть решения моей проблемы. На основе лишь этих двух законов я воссоздаю активную Вселенную при помощи тонкого детерминистского механизма, базирующегося на исходных элементах. Конечно, как можно заметить, мой фундаментальный труд ещё не завершён; он неполон и далёк от совершенства; в нём ещё не хватает многих элементов, хотя они уже практически установлены. Я, к моему большому сожалению, был вынужден представить результаты своих трудов преждевременно. Через год моё исследование, вероятно, было бы уже на приемлемом уровне, и я сожалею, что созыв совета нельзя было отложить до того времени».

Надо полагать, корифеи выслушали эту чушь с непроницаемыми лицами. Как реагировал Эйнштейн, сам бившийся в то время над тем, что впоследствии стало теорией тяготения, общей теорией относительности, неизвестно. Дипломатичный Лоренц не стал останавливаться на деталях подхода щедрого хозяина к тяготению и к «активной Вселенной», а сразу перешёл к обсуждению по существу, конечно же поблагодарив Сольве за его инициативу. К сожалению, здесь не место обсуждать результаты этой первой конференции, и я рассказал всё это только потому, что хотя великие учёные так и не рассмотрели «фундаментальный труд» бельгийского магната, после его смерти конгрессы продолжились и считались одними из самых престижных конференций, поскольку участвовать в них можно было только по приглашению, а приглашали лишь самых выдающихся. Потому вернёмся в 1958 год на конгресс номер одиннадцать, куда были приглашены все трое создателей теории стационарной Вселенной.

∗∗∗∗∗

Как уже упоминалось, темой конгресса 1958 года была «Структура и эволюция Вселенной».¹¹ Следует сразу отметить, что в числе приглашённых не было ни Гамова, ни Альфера, ни Хермана — по какой причине организаторы конгресса не сочли теорию горячего происхождения Вселенной достойной обсуждения не совсем понятно. Позднее Гамов вспоминал, что член оргкомитета Вольфганг Паули поинтересовался, не хочет ли он быть в списке приглашённых. Гамов ответил согласием, но в следующем письме Паули уведомил, что глава оргкомитета Брэгг не нашёл для него места.¹²

Список участников впечатлял — помимо Хойла, Бонди и Голда там были Илья Романович Пригожин, Джон Оппенгеймер, Вольфганг Паули, Вальтер Бааде, Оскар Клейн, Жорж Леметр, Ян Оорт, Алан Сэндидж, Уильям МакКри, Леон Розенфельд, Джон Арчибальд Уилер и несколько других не менее крупных учёных. Были там и двое советских участников — астрономы Виктор Амазаспович Амбарцумян и Борис Васильевич Кукаркин.

Честь выступать первым была оказана Жоржу Леметру. Тот вновь напомнил о своей идее «протоатома», упомянув при этом о возможности существования «Вселенной-Феникс», как он её назвал. Он рассматривал модель, в которой наблюдаемое теперь расширение вызвано «отскоком» ранее сжимавшейся Вселенной, которая, как легендарная птица Феникс каждый раз возрождалась из пепла. Возраст такой Вселенной он «с уверенностью» оценивал лежащим в пределах от 20 до 60 миллиардов лет. По поводу теории стационарной Вселенной он повторил общее возражение, сводящееся к тому, что в этой теории нарушается сохранение энергии и вещества.

Хойл выступал на конгрессе дважды — сначала с докладом о стационарной теории, а позднее о происхождении элементов. В первом докладе он подробно, с массой уравнений, изложил свой подход и привёл конкретные предсказания, следующие из его теории. В частности, из неё следовало, что галактики образуются постоянно, а потому не могут иметь одинаковый возраст. Кроме того, теория предсказывала ускоренное расширение Вселенной, к чему мы ещё вернёмся. Он утверждал, что вещество Вселенной никогда исходно не находилось в состоянии высокой плотности, а потому любые процессы, требующие высокой плотности, должны протекать локально, в звёздах, и именно там из водорода образуются все элементы.

Дискуссия по первому докладу протекала довольно мирно, касаясь, в основном, технических, хотя и очень важных деталей, относящихся к предполагаемому порождению материи. Некоторая агрессивность сквозила, пожалуй, лишь в вопросах немецкого учёного Отто Хекмана. Он выразил неудовольствие по поводу того, что теоретически возможно бесконечное количество произвольных модификаций уравнений поля, а потому не полагает ли Хойл, что все их нужно проверять или опровергать. По его мнению, такой подход направил бы исследования по ложному пути. На это Фред возразил: «О бесконечном количестве модификаций речь не может идти хотя бы потому, что теория должна согласовываться с наблюдениями. Такое же возражение можно было бы высказать и в адрес закона тяготения Ньютона. Этот закон был лишь одной возможностью из бесконечного их числа, и кстати, его до сих пор не удаётся объяснить с точки зрения явлений микроуровня».

Казалось бы, за десять лет, прошедших с момента опубликования статей Хойла, а также Бонди и Голда, они должны были бы объединить усилия и выступать единым фронтом, однако в ходе дискуссии по докладу Фреда Бонди счёл возможным заявить, что они с Голдом придерживаются иной позиции, чем Хойл. «Мы полагаем, что раз уж предположение о стационарной модели Вселенной приводит к проверяемым наблюдениями следствиям без какой-либо полевой формулировки, то такая формулировка никаких преимуществ не даёт, а лишь приводит к смутной и крайне амбициозной программе, вытекающей из такого полевого подхода». Голд также попытался высказать свои соображения, но был прерван Хекманом, который потребовал вернуться к теме обсуждаемого доклада.

В конце дискуссии Хойл вернулся к возражению Леметра. «Я не согласен с тем, что в теории стационарной Вселенной нарушаются законы сохранения. Моя теория изменяет природу величины, которая сохраняется, но следует помнить, что по ходу истории законы сохранения в физике постоянно менялись».

Наиболее ясно фундаментальные причины, по которым столь многие были несогласны со стационарной теорией, выразили в своём докладе «Модели мира» немецкие физики Шюкинг и тот же Хекман. «Со времён сэра Исаака Ньютона учёные руководствовались принципом, который можно сформулировать так: ни одну теорию, построенную на прочной основе эмпирических данных, не следует отбрасывать, пока не появятся новые факты, не укладывающиеся в данную теорию. Без этого принципа физика превратится в безнадёжную затею, поскольку существует бесконечное число способов, которыми можно видоизменить известные законы природы, игриво вводя в их математическую формулировку члены, недоступные наблюдению. Прогресс совершенно застопорился бы, если бы экспериментаторы были вынуждены тратить время и усилия на проверку таких произвольно вводимых поправочных членов. Похоже, что некоторые космологи отказались от упомянутого выше методологического принципа. Десять лет назад Бонди, Голд и Хойл предложили свою теорию стационарной Вселенной. Они отвергли справедливость законов локального сохранения энергии и импульса. По нашему мнению, отвергать эти законы нет никакой необходимости. Мы полагаем, что пока не появятся надёжные эмпирические свидетельства постоянного порождения энергии и импульса, от теоретизирования в духе Бонди, Голда и Хойла следовало бы воздержаться». Дискуссия по этому докладу была очень краткой, и никто из трёх авторов теории стационарной Вселенной не сказал ни слова.

Крупные астрономы не смогли внести ясности. Из наблюдений радиоисточников чёткая картина не вырисовывалась, точности не хватало для подтверждения или опровержения какой-либо космологической модели. Вальтер Бааде, верный своей нелюбви к письменным докладам, выступил устно, но хотя явно не благоволил к теории стационарной Вселенной, убедительных возражений против неё представить не смог.

Неординарным было выступление Амбарцумяна, который мягко, но последовательно поставил под сомнение преобладавшее представление о том, что источниками мощного радиоизлучения служат сталкивающиеся галактики. Он предположил, что галактики не сталкивались, а напротив разлетались в результате каких-то очень мощных процессов, происходивших в областях, которые он назвал активными ядрами галактик. «По-видимому, придётся отказаться от представления о том, что ядра галактик состоят только из звёзд», — сказал он. Проблема заключалась в том, что не удавалось, хотя бы приблизительно, предложить какой-то механизм, описывавший физические процессы, вызывающие столь колоссальные выбросы энергии. Идея Амбарцумяна об активных ядрах галактик предполагала наличие неких неизвестных науке источников энергии, требовала «новой физики», не исключала возможности порождения там материи, а к этому отнюдь не все были готовы.

Такую же мысль высказывал ещё в конце 1920-х годов Джеймс Джинс. «Само собой напрашивается представление о том, что центры туманностей [галактик] есть “особые точки, сингулярности”, из которых в нашу Вселенную из какого-то другого пространственного измерения изливается материя, так что с точки зрения нашей Вселенной они выглядят как области, в которых эта материя творится постоянно».¹³

Один из крупнейших астрономов того времени голландец Ян Оорт отреагировал так. «Я согласен с Амбарцумяном в том, что наблюдаются явления в высшей степени загадочные. Однако я всё же сомневаюсь, действительно ли явления, происходящие в мире галактик, требуют столь революционной идеи, как процесс их деления». Такого же мнения придерживались практически все астрономы. (Может быть, поэтому Хойл однажды воскликнул, что астрономы живут в страхе открыть что-нибудь действительно новое?)

Второй доклад Хойла на конгрессе был посвящен его теории звёздного нуклеосинтеза. Он вкратце пересказал ставшую к тому времени знаменитой статью B²FH, и его сообщение вызвало оживлённую, но доброжелательную дискуссию. В заключение, Оппенгеймер сказал: «Хекман высказал сомнения по поводу произвольного изменения основных уравнений общей теории относительности в “стационарной теории” и в этом я с ним согласен. Однако, побудив дальнейшее исследование, приведшее к более глубокому пониманию происходящих сейчас во Вселенной процессов, эта теория вызвала к жизни прекрасную доложенную Хойлом работу о синтезе элементов. Хотя его стационарная теория, по моему убеждению, ошибочна, она, тем не менее, позволила добиться значительного прогресса в другой области».

Хойл полагал, что отсюда и пошло неверное мнение о том, будто теория звёздного нуклеосинтеза явилась прямым следствием теории стационарной Вселенной. Он неоднократно возражал против этого мнения, приводя хронологию публикации статей, утверждал, что всё было как раз наоборот, что к стационарной Вселенной он пришёл в результате размышлений над нуклеосинтезом, но авторитет Оппенгеймера возобладал, и многие до сих пор считают, что верная теория нуклеосинтеза вытекает из ошибочной теории стационарной Вселенной.

∗∗∗∗∗

Я так подробно остановился на Сольвеевском конгрессе 1958 года потому, что он, похоже, знаменовал пик расцвета стационарной теории. К тому времени пути трёх друзей стали расходиться. Бонди женился (кстати, на аспирантке Хойла), что по его словам, было воспринято Фредом как акт государственной измены, так что его визиты в их дом стали менее частыми. Потом Бонди получил пост профессора в лондонском Королевском колледже, а позднее пошёл по административной линии — возглавил Европейское космическое агентство, потом стал главным научным советником министерства обороны и т.п. Голд, некоторое время проработав в Гринвичской обсерватории, где он тоже не ужился, в 1956 году уехал в США и вскорости обосновался в Корнелльском университете. Так Хойл остался единственным защитником теории, связанной с их именами, хотя, как мы видели, подходы к этой теории у её соавторов были весьма различны.

В автобиографии Хойл упоминает об этом конгрессе вскользь, сохранив лишь воспоминание об ужине с Паули. Фред поинтересовался у Паули, верно ли, что тот в начале 1920-х годов, будучи ещё студентом, присутствовал в Германии на лекции Эйнштейна, а по её окончании встал с передней скамьи и заявил что-то вроде: “Сказанное профессором Эйнштейном вовсе не так глупо, как могло бы показаться”. Паули начал было пересказывать этот эпизод, но зашёлся таким смехом, что не мог остановиться, а потому Фреду, к его сожалению, так и не удалось узнать, что было на самом деле. Больше они не встречались, так как в конце того же года Паули скончался.

Мартин Райл не был приглашён на конгресс в Брюсселе, но они встретились с Фредом через месяц на конференции по источникам радиоизлучения в Париже. И Райл, и Хойл выступили с докладами, но прямой конфронтации избегали. Райл докладывал о результатах каталогизации источников радиоизлучения и о попытках их идентификации оптическими методами. Он признал, что пока удалось идентифицировать лишь 8 радиоисточников с туманностями в нашей Галактике и 19 с внегалактическими туманностями. Природа большинства источников пока оставалась неясной — три из них, расположенных в нашей Галактике были идентифицированы с наблюдаемыми оптически остатками относительно недавних взрывов сверхновых, а три других являлись результатами таких взрывов лишь предположительно. Внегалактические источники традиционно считались результатом столкновений удалённых галактик. Несмотря на признаваемую скудость данных и ненадёжную статистику, Райл всё же счёл нужным отметить, что различия между результатами наблюдений и предсказаниями стационарной теории существенно больше, чем представлялось ранее.¹⁴

Хойл выступил на конференции с тремя докладами. Один из них был подготовлен вместе с Томми Голдом и назывался «Космические лучи и радиоволны как свидетельства горячей Вселенной».¹⁵ Авторы утверждали, что согласно стационарной теории, температура межзвёздного пространства должна быть довольно высокой, в отличие от релятивистской теории, в которой, по их оценке, адиабатическое расширение из очень плотного состояния должно приводить к температуре ненамного больше 1 К.

Второй доклад Хойла был посвящён связи радиоастрономии с космологией.¹⁶ «Радиоастрономия предоставила в наше распоряжение новые наблюдательные средства, позволяющие проверить различные теоретические построения в космологии. Релятивистская космология содержит три параметра, которые следует определить из наблюдений, в отличие от стационарной теории, которая содержит лишь один такой параметр. По этой причине предложить в общем виде какой-либо надёжный тест в релятивистской космологии крайне сложно, так как ограниченное число наблюдений всегда можно объяснить, прибегнув к “подгонке параметров”. В стационарной же теории, исходя из известного значения постоянной Хаббла, задаётся единственный параметр, и большей свободы теория уже не предоставляет. Более того, помимо невозможности подгонки параметров предсказания стационарной теории гораздо более определённы. В нашей теории все наблюдаемые свойства Вселенной постоянно возобновляются, а потому их причину в принципе можно обнаружить из наблюдений. Примером тому служит образование галактик, которое должно происходить постоянно, тогда как в релятивистской космологии они образовались в ходе процессов, протекавших в очень далёком прошлом, а потому эти процессы очень трудно подвергнуть непосредственной проверке». Дальше Хойл рассматривает известную релятивистскую модель Вселенной Эйнштейна–де Ситтера, проводит сравнение следующих из этой модели предсказаний с предсказаниями стационарной теории, и в заключение признаёт, что «наличие эволюционных изменений [следующих из релятивистских моделей] будет важным свидетельством против теории стационарной Вселенной».

Честь прочитать заключительный доклад была предоставлена Хойлу.¹⁷ В нём он совершенно не касался космологии, а говорил лишь о важности установления природы космического радиоизлучения, коснулся истории вопроса, отметив при этом важный вклад, внесённый советскими учёными, в частности В.Л. Гинзбургом и И.С. Шкловским. Под занавес он сказал: «Доклады на конференции продемонстрировали, какого прогресса удалось добиться в понимании физических процессов, вызывающих испускание космических радиоволн, прогресса гораздо большего, чем можно было ожидать всего несколько лет назад. Остаётся ещё много неясностей, но есть надежда, что в ближайшие несколько лет многие проблемы удастся разрешить. И особенно важно то, что решения продвинут вперёд не только астрономию, но и физику в целом».

В августе 1958 года Хойл уже в Москве, где проходила десятая ассамблея Международного астрономического союза. Там он лично познакомился с советскими учёными. В автобиографической книге помещена фотография, на которой он направляется на заседание в сопровождении В.Л. Гинзбурга и И.С. Шкловского. О научной программе ассамблеи Фред не упомянул вовсе, зато поделился своими впечатлениями от столицы великой державы, только что отправившей в космос первые искусственные спутники Земли. «Нас всех поселили в чудовищном здании под названием гостиница “Украина”, с фасада которого регулярно падали облицовочные плитки. Как точно подметил Джордж Оруэлл, эта гостиница, подобно всем советским постройкам, насквозь провоняла варёной капустой».

Особое впечатление на Фреда произвёл ресторан, где однажды за завтраком он попросил пару яиц. Он их получил, но одно оказалось совершенно сырым, а другое было сварено вкрутую до твёрдости камня. Не нужно было быть гением, чтобы подметить простую технологию — сырые яйца вываливались в огромный чан с кипящей водой, а дальше кому как повезёт: может попасться яйцо, пролежавшее там полчаса, а может и поварившееся лишь несколько секунд. «Этого наблюдения мне оказалось достаточно, чтобы сделать простой вывод: у Советского Союза мрачное будущее».

∗∗∗∗∗

В конце 1950-х — начале 1960-х годов Хойл активно пытается разобраться в природе космического радиоизлучения. Видимо, за время пребывания в Москве он пообщался с советскими коллегами, подружился с ними и лучше понял их взгляды на эту проблему. Потому в июле 1959 года он пишет статью, которая «основывается на теории, впервые предложенной Гинзбургом и Шкловским».¹⁸ На неё вскоре последовал отклик Шкловского и С.Б. Пикельнера.¹⁹ Авторы отклика не оставляют от аргументов Хойла камня на камне. На трёх страницах они разбивают 22 страницы статьи Хойла в пух и прах. «Недавно была опубликована статья Ф. Хойла, содержащая весьма радикальные взгляды на природу источников радиоизлучения. Эта работа является логическим развитием концепции неэволюционирующей, пребывающей в стационарном состоянии вселенной, разрабатывавшейся в последние годы Ф. Хойлом, Г. Бонди и другими. Хотя гипотеза Хойла как будто снимает некоторые трудности, но зато она встречает другие, ещё более значительные. Потому эта концепция не может быть принята».²⁰ Вот так — дружба дружбой, а теории врозь. И снова я не буду вдаваться в подробности; достаточно сказать, что Шкловский с Пикельнером, как и все советские астрофизики, были сторонниками конкурирующей теории, и явно не желали, чтобы их имена связывались со стационарной теорией Хойла.

В Москве Фред был свидетелем дискуссии по старой проблеме происхождения Солнечной системы, и конечно же, не мог остаться в стороне. «На московском симпозиуме стало очевидно, что по этой проблеме у астрономов остаются существенные разногласия». И Хойл на 27 страницах предлагает свою версию,²¹ которая, как выяснилось позднее, была не так уж далека от принятой теперь.

Хойл воспринимал результаты наблюдений всерьёз, а потому хотел сам разобраться, во-первых, в физической природе источников радиоизлучения, а во-вторых, в надёжности методов их подсчёта, поскольку именно на этом строил свои возражения его главный оппонент Мартин Райл. В 1961 году Фред опубликовал со своим аспирантом Джаянтом Нарликаром (который впоследствии станет одним из его самых близких сотрудников и единомышленников) статью, посвящённую именно методам подсчёта радиоисточников.²² Авторы критически проанализировали результаты Райла и пришли к выводу, что могут предложить объяснение его данным, не противоречащее теории стационарной Вселенной. Всё же они отметили, что если источники удовлетворяют установленным ими специальным характеристикам, то «утверждения о том, что наблюдения противоречат стационарной теории могут быть верны». Как и ранее, Хойл ясно давал понять, что его теория есть лишь одна из возможных моделей, она не претендует на истину в последней инстанции и может быть опровергнута наблюдениями. Но легко отказываться от неё он тоже не собирался.

Через год он снова с Нарликаром опубликовал вторую часть статьи о методах подсчёта источников,²³ на этот раз с применением «быстродействующей вычислительной машины». Кстати, Хойл был одним из первых, кто оценил мощь вычислительной техники в астрофизике и физике вообще. Выводы второй статьи подтверждали результаты первой её части.

Тем временем, Мартин Райл со своей группой продолжал сбор данных по источникам космического излучения, которые получили обозначение 3С и 4С — третий и четвёртый кембриджиские каталоги. В январе 1961 года он опубликовал статью,²⁴ в которой тщательно проанализировал данные последних наблюдений и в заключение написал, что «не предпринималось никаких попыток дать объяснение полученным данным с точки зрения альтернативной модели, потому как очевидно, что введение представляющихся необходимыми эволюционных изменений сделает выбор единственной модели весьма затруднительным. Представляется, однако, что наши наблюдения позволяют с уверенностью исключить из рассмотрения стационарную модель». Иными словами, какая модель верна неизвестно, но модель стационарной Вселенной точно никуда не годится. Любопытно, что в перечне цитируемой литературы нет ни одной ссылки на статьи Хойла, как будто бы Райл полемизирует вовсе не с ним. Упоминание Райлом «эволюционных изменений», похоже, было прямым ответом на вызов Хойла в его парижском докладе: если покажете, что эволюционные изменения действительно были, то это «будет важным свидетельством против теории стационарной Вселенной».

Вскоре после опубликования этой статьи Райла произошло ещё одно событие, которое никак не способствовало налаживанию его отношений с Хойлом. Английская компания Mullard, щедро финансировавшая исследования по радиоастрономии в Кембридже, пригласила Фреда с женой принять участие в пресс-конференции, на которой Райл должен был доложить результаты своих новейших наблюдений. Фред согласился. Барбару усадили в первый ряд, а Хойл занял место на подиуме. Вместо краткого сообщения Райл прочёл длинный, очень подробный технический доклад, из которого следовал вывод о полном опровержении стационарной теории. Журналисты тут же накинулись на Хойла, требуя высказать своё мнение. Фред был застигнут врасплох. Он-то полагал, что раз его позвали на это мероприятие, да ещё вместе с женой, то, видимо, Райл должен был убедиться в справедливости теории Хойла. Он даже готовил в уме галантный ответ победителя, принимающего шпагу поверженного противника, а тут такой поворот... Он понял, что его элементарно подставили. Возражать по существу, не будучи знакомым с последними данными (которые по обычаю Райла держались в строжайшем секрете до пресс-конференции), он не мог, а потому молча ушёл. Естественно, журналисты восприняли это, как признание своего поражения, и все газеты тут же оповестили о нём своих читателей.

Такое внимание газетчиков к сугубо научному спору не должно вызывать удивления, поскольку и Хойл, и Райл были известными личностями. Первый — благодаря своим прочитанным по радио лекциям, которые сразу сделали его знаменитостью, а второй потому, что ему удалось поймать сигналы первого советского искусственного спутника, запущенного 4 октября 1957 года, о чём также сразу же оповестили все газеты.

Фред был в бешенстве. Его дети приходили из школы в слезах, потому как над ними издевались одноклассники. Телефон звонил беспрерывно, но трубку снимала только Барбара и отказывалась соединять кого-либо с мужем. Газеты пестрели заголовками типа «Библия оказалась права», «Учёный подтвердил сотворение мира». Хойл не мог себе простить, что так глупо подставился. Он сожалел, что не обладал характером одного из своих австралийских коллег, который наверняка почуял бы неладное, явился бы на мероприятие с заряженным ружьём и, не колеблясь, пустил бы его в ход, увидев как с ним обошлись.

В те времена созывать пресс-конференцию, чтобы объявить о полученных научных результатах было не принято. Это теперь стало обычным делом сначала позвать журналистов, а потом обнародовать свои результаты в научном издании. Так что можно считать Райла одним из первооткрывателей такого метода публикации данных.

Даже Мартин Райл почувствовал, что это был перебор. Он позвонил Фреду и принёс свои извинения, сказав, что не ожидал такого поворота событий. Он якобы не знал о том, что заготовили организаторы пресс-конференции. Фред извинения принял, но урон ему был нанесён серьёзный. Среди физиков и астрономов возобладало мнение, что теория стационарной Вселенной окончательно опровергнута. Авторитет группы Райла среди астрономов был весьма высок, а теоретикам они не доверяли.

Астрономы теоретикам не доверяли, но всё же их опасались. Бонди вспоминал занятное высказывание одного из крупнейших астрономов того времени Отто Струве. «Астрономы-наблюдатели с их впечатляющими инструментами подобны морякам, бороздящим океанские просторы на огромных боевых кораблях, тогда как теоретики, сидя в уютных домашних креслах, выдувают мыльные пузыри воображения. Редко, но бывает так, что пузырь сталкивается с боевым кораблём и тот, ко всеобщему остолбенению, идёт ко дну».²⁵

Фред отнюдь не считал себя поверженным. Данные австралийской группы, которую он считал гораздо более компетентной, чем Кавендишских коллег, вроде бы подтверждали его правоту. Анализ последних полученных ими результатов показывал, что угол наклона кривой log N − log S был близок к предсказанной им величине −1.5, а не к гораздо большей по абсолютной величине группы Райла. Он продолжал размышлять над природой источников мощного космического радиоизлучения, и в 1963 году совместно с Фаулером опубликовал работу,²⁶ в которой анализировал эту природу, а заодно пришёл к важному выводу о возможном возрасте нашей Галактики. По расчётам Хойла и Фаулера выходило, что возраст Галактики лежит в пределах от 10 до 15 миллиардов лет. Отсюда следовало, что и Вселенная никак не может быть моложе. Любопытно, что эта работа фактически подтверждала конкурирующую теорию Большого взрыва, потому как в стационарной модели Хойла Вселенная существовала вечно. Но таков был Хойл — его больше всего интересовал поиск истины.

В начале 1960-х годов радиоастрономы открыли новый вид необычных объектов, которые получили длинное название «квазизвёздных источников радиоизлучения». Из наблюдений следовало, что располагались они, судя по их огромному красному смещению, очень далеко, но, имея весьма небольшие линейные размеры, излучали в оптическом и радиодиапазоне сильнее, чем целые галактики. Было ясно, что знакомые механизмы ядерных реакций типа тех, что питают энергией звёзды, не могли обеспечить наблюдаемый выход энергии, а потому требовалось подыскать другой механизм. Хойл с Фаулером предприняли такую попытку в 1963 году, предположив, что выброс требуемого количества энергии мог происходить в результате гравитационного сжатия огромных масс в центрах галактик. Как позднее вспоминал Хойл, «мы с Фаулером пришли к мысли собрать все звезды вместе в одно сверхтело, по массе в миллионы раз превышающее Солнце. Сейчас эта мысль кажется вполне очевидной, но у астрономов выработался психологический барьер, из-за которого не допускалась даже возможность существования звездоподобных тел с массой больше 50 масс Солнца. Необходимо было сломать этот барьер».²⁷ Ломали они этот барьер весьма решительно: «Мы закрываем глаза на то, что некоторые утверждают, будто такие объекты нестабильны и не могут существовать».²⁸

Теория гравитационного сжатия (коллапса) произвела большое впечатление и активно обсуждалась на специально созванном в Далласе в декабре 1963 года симпозиуме. По просьбе участников симпозиума его посвятили памяти президента США Джона Кеннеди, убитого в том же Далласе месяцем раньше. Подробный отчёт о симпозиуме приведён в журнале Physics Today.²⁹ Участники пришли к выводу, что теория Хойла-Фаулера не может полностью объяснить природу этих таинственных источников мощнейшего излучения и выдвинули ряд своих гипотез, ни одна из которых, впрочем, тоже не могла достичь желаемого результата. Они лишь заключили, что эти источники не звёзды и не галактики, и, как выразился Джон Оппенгеймер, «всё что у нас есть — это куча данных и полная неразбериха». Но всё же симпозиум оставил своё место в науке — от него остались новый термин «квазар», как сокращение от «квазизвёздных источников радиоизлучения», а также внезапно пробудившийся интерес к приложениям общей теории относительности, в чём основная заслуга принадлежала Джону Арчибальду Уилеру.

Любопытно, что термин «квазар» довольно долго не обретал официального статуса. Хотя, впервые введённый в обиход в упомянутом выше отчёте о симпозиуме в Далласе, он вовсю применялся исследователями, пуристы отказывались использовать его в научных журналах. Лишь в 1970 году строгий редактор одного из ведущих астрономических изданий Astrophysical Journal С. Чандрасекар сдался: «В нашем журнале использование термина “квазар” до сих пор не допускалось, однако теперь мы с сожалением вынуждены с ним согласиться».³⁰

Большое внимание привлекла и другая работа Хойла — статья 1964 года, написанная в соавторстве с Р. Тэйлером и озаглавленная «Загадка наблюдаемой распространённости гелия в космическом пространстве».³¹ Как мы видели, Фреду с коллегами удалось найти механизмы ядерных реакций, которые приводили к наблюдаемым распространённостям тяжёлых элементов в природе. Но ему не давала покоя проблема гелия. Распространённость этого элемента оказывалась гораздо большей, чем могло получиться в результате слияния ядер водорода — реакции, найденной Гансом Бете в качестве объяснения процесса «горения» звёзд. В ходе таких реакций гелий образовывался, но отнюдь не в тех количествах, которые наблюдались во Вселенной.

Все попытки объяснения «загадки распространённости гелия» в рамках его стационарной теории оканчивались неудачей. Хойл с Тэйлером были вынуждены признать, что либо Вселенная действительно имела начало, как то провозглашал Гамов с коллегами, либо во Вселенной гораздо больше массивных объектов (типа тех, которые он с Фаулером предполагали находящимися в центрах галактик), чем считалось ранее. Тэйлер придерживался первой точки зрения, а Хойл — второй. Многими эта статья была воспринята, как неявный отход от теории стационарной Вселенной. Скорее всего, это было не так, но следующий, 1965 год, принёс новый удар, с которым теории Хойла справиться было совсем не просто.

Главным событием 1965 года, и не только того года, но, пожалуй, главным событием за всю историю космологии стало экспериментальное обнаружение фонового микроволнового излучения, которое в нашей литературе с лёгкой руки И.С. Шкловского называется «реликтовым». Путь к этому открытию, выражаясь словами Эйнштейна, был «извилистым и неровным». Об истории этого открытия существует обширная литература³², а потому я расскажу о нём очень кратко, ссылаясь на первоисточники — свидетельства непосредственных участников и заинтересованных свидетелей тех событий полувековой давности.

В двух словах, значимость открытия реликтового излучения состояла в следующем. Если Вселенная возникла конечное время назад из состояния с очень высокой температурой и плотностью, а затем расширялась, то, используя некоторые параметры, одним из которых являлась плотность вещества во Вселенной, можно было предсказать наличие остаточного излучения в настоящее время и его температуру.

Выше уже упоминалось, что ещё в начале 1940-х годов канадский астроном Эндрю МакКеллар обнаружил в межзвёздном пространстве излучение с температурой около 3 K, но толкования ему не дал, и в разгар войны на эту публикацию никто не обратил внимания. В 1946 году американский астрофизик Роберт Дикке предсказал, что температура космической материи должна быть менее 20 K, но не связал её с фоновым излучением. C 1948 по 1956 год Гамов, а главным образом Альфер и Херман, на основе своей теории горячей расширяющейся Вселенной теоретически рассчитали и неоднократно публиковали свои оценки температуры излучения, оставшегося от Большого взрыва. Эти оценки в разное время колебались от 5 до 50 K, что не внушало особого доверия к таким результатам. Кроме того, теоретическая база для этих оценок многим представлялась весьма сомнительной. Скептическое отношение к их работам в конце концов заставило Альфера и Хермана бросить чистую науку и уйти работать в промышленность.

И вдруг, в 1965 году было зарегистрировано излучение космического пространства и определена его температура, равная примерно 3 K, на три градуса выше абсолютного нуля. Обнаружили его совершенно случайно два американских специалиста по космической связи, сотрудники лаборатории фирмы Bell Арно Пензиас и Роберт Уилсон. К космологии они не имели никакого отношения, отлаживали свою рупорную антенну и никак не могли избавиться от «шума», от излучения, которое попадало в их антенну, куда бы в небо они её ни направляли.

Совсем рядом, в Принстоне, группа теоретиков во главе с уже упоминавшимся Дикке разрабатывала модель осциллирующей Вселенной, то есть Вселенной периодически переходящей от расширения к сжатию, и пришла к выводу, что в такой модели должно наблюдаться остаточное излучение. Они как раз собирались поискать такое излучение с помощью радиометра Дикке, как до них дошло известие об обнаружении подобного излучения Пензиасом и Уилсоном. Услышав об этом, Дикке воскликнул: «Ребята, нас обскакали».

В 1978 году Пензиасу и Уилсону (раньше его было принято называть Вильсоном) за это открытие была присуждена Нобелевская премия по физике. В своей Нобелевской речи³³ Уилсон рассказал о том, что произошло дальше. «Мы договорились об одновременной публикации двух писем в Astrophysical Journal: одного из Принстона о теории³⁴ и другого из лабораторий Bell³⁵ о наших измерениях избытка антенной температуры. В нашем письме Арно и я не должны были касаться любого обсуждения космологической теории происхождения фонового излучения, поскольку мы не участвовали в этой работе. Однако мы считали, что результаты наших измерений не зависят от теории и представляют самостоятельный интерес. Тем не менее, нам было приятно, что тайна шума, появляющегося в нашей антенне, среди всех прочих объяснений может быть связана с таким важным космологическим явлением. Однако наше настроение в этот период можно было назвать осторожным оптимизмом».

Если Пензиас и Уилсон отнеслись к своему открытию, как подтверждению теории горячей Вселенной, с «осторожным оптимизмом», многие сочли его окончательным доказательством несостоятельности стационарной теории Хойла, поскольку из его теории наличие такого излучения прямо не следовало. Фред перенёс этот удар мужественно.

Здесь, пожалуй, уместно привести отрывки из его научно-популярной статьи 1981 года под заглавием «Большой взрыв в астрономии».³⁶ «В 1956 году Джордж Гамов возил меня в своём роскошном белом кадиллаке и убеждал в том, что во Вселенной должно быть фоновое микроволновое излучение, а я, помню, возражал ему, что оно не может иметь ту высокую температуру, которая ему требовалась, поскольку наблюдения МакКеллара установили верхний предел этой температуры в 3 K. То ли потому, что кадиллак был уж очень комфортабельным, то ли потому, что Джордж настаивал на температуре, гораздо большей 3 K, тогда как я предпочитал температуру близкую к нулю, но мы оба упустили шанс сделать открытие, спустя девять лет выпавшее на долю Арно Пензиаса и Боба Уилсона. Не лучше я проявил себя и в 1961 году, обсуждая ту же проблему с Бобом Дикке. Как выразился Томми Голд, у меня не было предрасположенности к открытиям.

Принято считать, что стационарную теорию похоронило открытие фонового микроволнового излучения, но на самом деле её погубила психология. Томми Голд и Герман Бонди повсюду утверждали, что великим достоинством их варианта теории являются конкретные проверяемые наблюдениями предсказания. И вот, обнаруживается фоновое излучение, не предсказанное теорией. Это очень плохо для их теории. С моей же точки зрения, ситуация выглядела иначе. Я опасался, что открытие фонового излучения истолковывается неверно, противореча данным МакКеллара. Поначалу я вроде бы больше других знал о фоновом излучении, а потом допустил глупую промашку. Это на долгие годы выбило меня из колеи, и здесь снова дело в психологии».

Но так Хойл высказывался в 1981 году, через пятнадцать лет после обнаружения реликтового излучения, а как обстояло дело в 1965 году, сразу после сообщения об этом открытии? Ответ на этот вопрос даёт его статья «Последние события в космологии», опубликованная в выпуске Nature от 9 октября 1965 года.³⁷

Прежде всего, обращает на себя внимание необычный стиль этой публикации — на четырёх убористых страницах нет ни одной формулы, что очень нетипично для Хойла. Вся публикация производит впечатление не столько чисто научной статьи, сколько размышления над общим состоянием дел в космологии, написанного для неспециалистов. Так оно и есть, потому как эта статья — изложение доклада, прочитанного Хойлом 6 сентября на ежегодном собрании Британской ассоциации содействия науке.

Начинает он с проблемы красного смещения. «Из красного смещения следует, что расстояния между галактиками, измеренные, например, воображаемой линейкой, со временем возрастают. Немедленно возникает вопрос: означает ли это, что в прошлом Вселенная имела большую плотность, чем сейчас?

Окончательный ответ на этот критически важный вопрос можно было бы в принципе получить, наблюдая состояние Вселенной в прошлом, и это возможно, поскольку скорость света конечна. Мы наблюдаем галактики не такими, как они есть сейчас, а такими, какими они были, когда испустили свет. От очень удалённых галактик свет идёт к нам миллиарды лет, а потому мы можем непосредственно наблюдать положение дел несколько миллиардов лет тому назад. Всё что требуется, опять-таки в принципе, это определить плотность галактик несколько миллиардов лет назад и сравнить её с их плотностью в нашем ближайшем окружении. Тогда вопрос был бы решён окончательно.

Райл с сотрудниками вместо галактик подсчитывали источники радиоизлучения и получили весьма определённые результаты. Трудность здесь, однако, состоит в том, что мы не очень представляем себе что же собственно подсчитывается. События последних двух лет, в особенности открытие квазаров, показывают, что ситуация не так проста, как казалось ранее. Да, имеются свидетельства того, что в прошлом Вселенная имела большую плотность, чем сейчас, но прежде чем согласиться с таким результатом, нужно провести дополнительные исследования.

Если квазары действительно важны с точки зрения космологии, то можно сразу разрешить множество проблем. Представим себе объект заданной собственной яркости, который перемещается на всё большие расстояния. При этом происходят две вещи: его видимая яркость будет падать, а красное смещение — возрастать. Каждая космологическая теория задаёт для такой зависимости своё выражение, так что в принципе, если бы мы могли перемещать объект известной светимости, можно было бы определить, какая из теорий соответствует наблюдениям. К сожалению, перемещать такой объект невозможно, а потому астрономы вынуждены полагаться на наблюдения схожих объектов, находящихся на различных расстояниях. Но можем ли мы быть уверены, что эти объекты действительно похожи?»

Тут Хойл указывает на трудности определения спектров удалённых галактик, и указывает, что именно квазары могут дать необходимую информацию, но пока её недостаточно. «В настоящее время красное смещение измерено для примерно пятнадцати квазаров. Предсказания конкурирующих теорий для очень больших расстояний отличаются настолько, что при выборке в примерно сотню квазаров можно было бы уверенно судить о верности той или иной теории. Данные по пятнадцати квазарам, похоже, действительно указывают на то, что Вселенная расширялась из состояния с высокой плотностью, хотя статистический разброс результатов в этой малой выборке сравним по величине с самим эффектом».

Таким образом, Хойл готов согласиться с горячим происхождением Вселенной из сверхплотного состояния, если на то будут указывать данные по «космологическим» квазарам. Но он тут уже отмечает возможность выброса гораздо меньших и более слабых по светимости объектов в пределах нашей Галактики, у которых, вследствие очень высоких скоростей, наблюдалось бы такое же красное смещение, как и у очень удалённых объектов. «Можем ли мы быть уверены, что такая “локальная” интерпретация неверна?» — спрашивает он. И конечно же, утверждает, что не можем.

Однако после этого Хойл перечисляет три аргумента в пользу конкурирующей теории Большого взрыва: высокую распространённость гелия, открытие Пензиасом и Уилсоном фонового микроволнового излучения (о чём шла речь выше) и наличие спиральных туманностей. По поводу первых двух факторов у него ещё есть некоторые сомнения, но третий — спиральные галактики — по его мнению, является решающим аргументом в пользу горячей Вселенной. Такие галактики могли возникнуть только из очень плотного исходного состояния. Итак, прав не он, а его оппоненты.

И дальше он говорит: «Я всегда противился такому выводу. Я полагаю неприемлемым обнаружение в лаборатории явлений, которые не только отвергают известные нам законы физики, но и отвергают все возможные законы физики вообще. С другой стороны, я полагаю возможным, что наши знания о законах физики неполны, потому как почти наверняка они неполны. Проблема, таким образом, состоит в том, как видоизменить законы физики с тем, чтобы не допустить фундаментальной сингулярности, или иными словами, как предотвратить коллапс физики.

Именно поэтому несколько лет назад мы предположили, что материя может порождаться постоянно. Идея заключалась в том, чтобы удерживать Вселенную в стационарном состоянии, при котором порождение материи компенсировало бы эффект расширения. В такой теории плотность Вселенной в прошлом была бы не выше, чем сейчас. Однако из приведенных мной выше данных, похоже, следует, что от этой идеи придётся отказаться, по крайней мере, в виде теории, получившей известность, как теория стационарной Вселенной».

Весть о том, что Хойл отказывается от своей теории тут же разнеслась по свету. В день выхода его статьи в Nature в номере от 9 октября 1965 года газета The Daily Telegraph сообщала: «Профессор Кембриджского университета Фред Хойл сегодня отрёкся от своих взглядов, согласно которым Вселенная находится в стационарном состоянии. Он придерживался этих взглядов на протяжении последних двадцати лет».

Сам Фред позднее писал в автобиографии: «Мы поставили на карту слишком многое. Мне, чтобы совладать с математикой, пришлось предположить, что материя порождается постоянно, а Бонди с Голдом взялись объяснить всё на свете, даже то, что происходит на гигантских расстояниях, исходя из того, что наблюдалось поблизости от нас, на расстояниях в десятки или сотни миллионов световых лет. Как выяснилось, оборонять такую позицию было очень сложно. Хотя лет пять, или чуть больше, мы продержались весьма успешно».

¹ J. Gregory, «Fred Hoyle’s Universe», Oxford University Press, 2005.

² Interview with George Gamow by Charles Weiner, April 25, 1968, http://www.aip.org/history/ohilist/4325.html

³ D.E. Osterbrock, «Walter Baade: A Life in Astrophysics», Princeton University Press, 2001.

⁴ G. Burbidge, «Attempts by a theorist to work with Martin Ryle in the Cavendish, 1953–1955», Astron. Nachr., 328, No.5, 2007.

⁵ Interview with Dr. Margaret Burbidge by David DeVorkin at the University of California, Santa Cruz, July 13, 1978, http://www.aip.org/history/ohilist/25487.html

⁶ M. Ryle, «Radio stars and their cosmological significance», Observatory, 75, 1955.

⁷ И.С. Шкловский, «Космическое радиоизлучение», Гос. изд-во технико-теорет. лит-ры, 1956; «Избранные труды», М. Наука, 2007.

⁸ G. Gamow, Phys. Rev. 74, 505, 1948.

⁹ G. Gamow, Nature 162, 680, 1948.

¹⁰ J.-P. Auffray, «Einstein et Poincaré: sur les traces de la relativité», Editions Le Pommier, 2005.

¹¹ «La structure et  l'évolution de l’univers», R. Stoops, Ed., Bruxelles, 1958.

¹² Г. Гамов, «Моя мировая линия», М. Наука, Физматлит, 1994.

¹³ J. Jeans, «Astronomy and Cosmogony», Cambridge University Press, 1929.

¹⁴ M. Ryle, «The nature of the radio sources», Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 and URSI Symposium no. 1, held 30 July — 6 August, 1958, Stanford University Press, 1959.

¹⁵ T. Gold, F. Hoyle, «Cosmic rays and radio waves as manifestations of a hot universe», Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 and URSI Symposium no. 1, held 30 July — 6 August, 1958, Stanford University Press, 1959.

¹⁶ F. Hoyle, «The relation of radio astronomy to cosmology», Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 and URSI Symposium no. 1, held 30 July — 6 August, 1958, Stanford University Press, 1959.

¹⁷ F. Hoyle, «Concluding lecture», Paris Symposium on Radio Astronomy, IAU Symposium no. 9 and URSI Symposium no. 1, held 30 July — 6 August, 1958, Stanford University Press, 1959.

¹⁸ F. Hoyle, «Radio-source problems», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 120, 1960.

¹⁹ И.С. Шкловский, С.Б. Пикельнер, «По поводу статьи Ф. Хойла „Проблема источников радиоизлучения“», Астрономический журнал, том 38, 1, 1961.

²⁰ Выражаю признательность В.Г. Сурдину за предоставление копии этой статьи.

²¹ F. Hoyle, «The Origin of the Solar Nebula», Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 1, 1960.

²² F. Hoyle, J.V. Narlikar, «On the counting of radio sources in the steady-state cosmology»,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 123, 1961.

²³ F. Hoyle, J.V. Narlikar, «On the counting of radio sources in the steady-state cosmology, II», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 125, 1962.

²⁴ M. Ryle, R.W. Clark «An examination of the steady-state model in the light of some recent observations of radio sources», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Vol. 122, 1961.

²⁵ Interview with Dr. Hermann Bondi by David DeVorkin, 20 March 1978, http://www.aip.org/history/ohilist/4519.html

²⁶ F. Hoyle, W.A. Fowler, «Nature of strong radio sources», Nature, no. 4867, 9 February, 1963.

²⁷ Ф. Хойл, «Галактики, ядра, квазары», М. Мир, 1968.

²⁸ F. Hoyle, W. Fowler, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 125, 169, 1963.

²⁹ Hong-Yee Chiu «Gravitational collapse», Physics Today 17(5), 21, 1964.

³⁰ M. Schmidt, ApJ, 162, 371, 1970.

³¹ F. Hoyle, R. Tayler «The mystery of the cosmic helium abundance», Nature, Vol. 203, 1108, 1964.

³² См., например, П. Насельский, Д. Новиков, И. Новиков, «Реликтовое излучение Вселенной», М. Наука, 2003; J. Peebles, L. Page, Jr., В. Partridge, «Finding the Big Bang», Cambridge University Press, 2009.

³³ Р. Вильсон, «Космическое микроволновое фоновое излучение», УФН, том 129, вып. 4, декабрь 1979.

³⁴ R. Dicke, P.J. Peebles, Р. Roll, D. Wilkinson, «Cosmic blackbody radiation», Astrophys. J., 1965, v. 142, p. 414.

³⁵ A. Penzias, R. Wilson, «А measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s», Astrophys. J., 1965, v. 142, p. 420.

³⁶ F. Hoyle, «The big bang in astronomy», New Scientist, 19 November 1981.

³⁷ F. Hoyle, «Recent developments in cosmology», Nature, 208, 5006, p. 111, 1965.