Физика времени

Прежде всего, нужно учесть, что в действительности каждая галактика совершает вообще-то довольно сложное движение. Главное ее движение — это участие в общем разбегании по закону Хаббла. Но к этому добавляется еще всякий раз и какое-то индивидуальное (собственное, как говорят астрономы) движение, связанное, например, с притяжением соседних галактик. Так вот от этих индивидуальных, собственных движений нужно отвлечься. Нужно мысленно представить себе сетку, наброшенную на всю Метагалактику. Эта сетка равномерно растягивается во все стороны в соответствии с общим регулярным расширением общей картины. Часы, расположенные в узлах такой сетки, и будут давать «чистое» время Вселенной, освобожденное от случайностей поведения индивидуальных галактик. Это собственное время всей Метагалактики как целого.

Одновременность

Мы уже говорили, что сингулярность служит естественным началом отсчета космического времени. Это было событие, одновременное для всей Вселенной. Ее вещество начало расширяться в этот момент и притом все разом. Сингулярность — событие, происшедшее в одном месте, даже в одной точке, где находилось в тот момент все вещество. Так что смысл одновременности в этом случае вполне ясен и однозначен.

Но когда речь заходит о более поздних событиях в истории Вселенной и притом происходящих в разных местах пространства, нужно всякий раз заботиться о том, чтобы точно определить, в каком именно смысле понимается одновременность событий. Например, мы должны хорошо представлять себе, что в точности означает утверждение об однородности Вселенной. Ведь речь идет здесь о разных местах пространства, которые сравнивают между собой.

Мы говорим, что сейчас плотность вещества одинакова по всей Вселенной. Сейчас — значит в нынешний момент времени. И именно в этот момент мы сравниваем плотность вещества в разных областях Метагалактики. Подразумевается, что мы видим всю картину распределения галактик как бы сразу, в один единый миг. Плотность, с которой размещаются во Вселенной галактики, убывает со временем из-за космологического расширения. Поэтому считать ее всюду по пространству одинаковой можно только при том условии, что каждая область Метагалактики, каждый ее участок, рассматривается на одном и том же этапе расширения. Иначе один участок выглядел бы более плотным (то есть более молодым), а другой — менее плотным (то есть более старым), когда бы мы наблюдали первый на более раннем, а второй — на более позднем этапе расширения. Видеть все участки одинаковыми — значит видеть их через один и тот же промежуток времени от начала расширения. В этом и состоит смысл одновременности. Это одновременность в собственной системе отсчета Метагалактики.

Можно сказать, что Метагалактика предстает перед нами однородной лишь на «моментальной фотографии», снятой в таких воображаемых лучах, которые распространяются мгновенно, с бесконечной скоростью. Иначе как бы мы увидели ее всю сразу и одновременно. А как выглядела бы Метагалактика, «снятая» в реальных световых лучах?

Астрономические наблюдения — оптические и радио-, в инфракрасных, ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучах — ведутся с помощью электромагнитных волн различной частоты. Они распространяются вдоль светового конуса и показывают картину неба с запаздыванием на определенное время, которое требуется свету, чтобы пройти расстояние, разделяющее нас и наблюдаемый объект. Солнце мы видим с задержкой 8 мин; свет от звезд Галактики идет к нам десятки и сотни лет, а от далеких галактик и скоплений — миллионы и сотни миллионов лет. Чем дальше объект, тем в более раннюю эпоху мы видим его. Наблюдая распределение и движение галактик, мы получаем сведения о тех их свойствах, которыми они обладали в очень отдаленном, по нашим обычным понятиям, прошлом. Но по масштабам Вселенной разница в сотни миллионов лет не очень велика. Ее расширение происходит в таком темпе, что расстояния, а с ними и космическая плотность вещества заметно меняются лишь за миллиарды лет. Потому-то плотность в близкой области Вселенной, где видны галактики, и представляется нам одинаковой, однородной.

Если бы, однако, можно было заглянуть на большие расстояния, то есть в более далекое прошлое, мы, очевидно, обнаружили бы, что там (то есть тогда) плотность больше, чем вблизи (то есть сейчас). Снимок, сделанный в реальных лучах, показал бы, таким образом, Вселенную неоднородной по плотности: чем дальше от нас, тем плотнее. На таком снимке и само физическое пространство, в соответствии с общими принципами эйнштейновской теории, должно быть неоднородным по своим геометрическим свойствам.

Срезы времени