Космология. Джон Хартнетт, доктор философии, физика [Университет Западной Австралии]

Доктор Хартнетт – физик-экспериментатор, имеющий на своём счету многочисленные публикации и несколько значимых наград. Он работает в исследовательской группе по частотной стандартизации и метрологии в своём университете, занимая должность штатного профессора-исследователя (эквивалент ридера в Великобритании или полного профессора в США). Область научных интересов Джона включает разработку ультрастабильных криогенных микроволновых излучателей на основе сапфирового кристалла, сверхмалошумящие радары, проверку фундаментальных физических теорий, таких как специальная и общая теории относительности, а также измерение дрейфа фундаментальных констант и их влияние на космологические модели. Являясь автором многочисленных креационистских статей по космологии и нескольких книг, в том числе бестселлера «Звёздный свет, время и новая физика» (Starlight and Time and the New Physics), он обладает достаточной квалификацией, чтобы рассмотреть седьмую ахиллесову пяту эволюции в нашем перечне – космологию большого взрыва. См. creation.com/dr-john-hartnett-cv

Более восьмидесяти лет назад, в 1929 году, астроном Эдвин Хаббл открыл закон, впоследствии названный его именем, – закон Хаббла. Он обнаружил, что красные смещения⁴⁵⁷ спектральных линий, наблюдаемые в свете соседних галактик, напрямую связаны с расстояниями до этих галактик. Чем дальше объект, тем больше красное смещение. Исходя из этой зависимости сделали вывод, что Вселенная расширяется. Интересно, что сам Хаббл не был уверен в идее расширяющейся Вселенной и иногда писал, что красные смещения являются результатом какого-то до сих пор неизвестного механизма.⁴⁵⁸ Открытие Хаббла дало ответ на один из наиболее актуальных научных вопросов, показав, что галактики разбегаются прочь от нашей собственной галактики во всех направлениях. Некоторые из «туманностей», наблюдаемые в телескопы, были на самом деле отдельными галактиками, и они также разбегаются прочь от нас во всех направлениях.

Идеализированные спектры галактик, показывающие типичные линии «поглощения» (чёрные на радужном фоне), которые создаются атомами водорода, поглощающими свет (логарифмическая шкала). Чем быстрее объект удаляется, тем больше красное смещение (сдвиг вправо на этой диаграмме), а закон Хаббла гласит, что красное смещение пропорционально расстоянию (для небольших красных смещений).

Несколькими годами ранее, в 1917 году, Альберт Эйнштейн разработал собственную космологию на основе своей общей теории относительности. Но вселенная Эйнштейна была статической. Когда Эйнштейн услышал об открытии Хаббла, он отбросил свою идею статической (стационарной) Вселенной и провозгласил её своим «наибольшим промахом». Космология Эйнштейна включала «космологическую постоянную» (Λ), настроечный параметр [прим. пер.: величина, вводимая в теорию, модель или формулу с целью подогнать их под результаты наблюдений или ожидания], который был введён в уравнения, чтобы нейтрализовать эффект гравитационного притяжения. Как мы увидим далее, ошибка Эйнштейна вскоре была повторена.

В течение десяти лет после публикации в 1917 году Эйнштейном своей работы двое космологов, Александр Фридман и Жорж Леметр, независимо друг от друга, нашли одно и то же решение уравнений поля Эйнштейна в 1922 и 1927 годах соответственно.⁴⁵⁹ Благодаря этому появилась матема- тическая модель, известная сегодня как модель Фридмана–Леметра [прим. пер.: в зависимости от географических или исторических предпочтений эта модель носит имена различного подмножества четырёх учёных, независимо работавших над ней, – Александра Фридмана, Жоржа Леметра, Говарда Перси Робертсона и Артура Джеффри Уокера], для описания расширения Вселенной, открытого Хабблом. Сам Леметр описал свою теорию как «космическое яйцо, взрывающееся в момент сотворения». Позже она стала известна под названием «теория большого взрыва», которое ей дал в своём насмешливом комментарии сэр Фред Хойл на радиопередаче ВВС в 1949 году.Георгий Гамов, бывший студент Фридмана, в 1948 году предсказал, что следы излучения от большого взрыва должны наблюдаться и сегодня, с температурой от 5 до 50 K⁴⁶⁰ (со временем он пересмотрел свои предсказания в сторону более высоких температур). В 1965 году Арно Пензиас и Роберт Вудро Вильсон, два радиоастронома, работавших в Лабораториях Белла, в некоторой мере благодаря счастливому стечению обстоятельств открыли космическое микроволновое фоновое [прим. пер.: называемое реликтовым, так как считается, что это «послесвечение» большого взрыва] излучение, приходящее со всех направлений на небе и имеющее температуру около 3 К (–270 °C). В 1978 году за это открытие они были удостоены Нобелевской премии.⁴⁶¹ Оно дало космологии большого взрыва огромный толчок. С учётом красного смещения как доказательства расширяющейся Вселенной, создавалось впечатление, что большой взрыв – это практически установленный факт.

Хотя Хойл и высмеял идею большого взрыва, он был атеистом и верил в вечную Вселенную без начала и конца. Модель, которая сейчас носит данное им название, «большой взрыв», имеет начало во времени и стала доминирующим мировоззрением большинства учёных. Вот очень важный и ключевой момент: теория большого взрыва принимается априори как правильное объяснение происхождения и строения Вселенной. Математическая модель, которая описывает расширение из состояния сингулярности в момент большого взрыва и до настоящего времени, считается точной историей Вселенной.

Парадокс заключается в том, что абсолютное начало из ничего (ex nihilo) указывает на трансцендентную причину возникновения Вселенной вне пространства и времени. Тем не менее большинство сторонников этого мировоззрения сегодня находятся на атеистической стороне в дискуссии. Поэтому многие верящие в большой взрыв стремились найти натуралисти- ческую причину возникновения Вселенной. Однако, как будет показано ниже, если понимать философскую природу данного вопроса, то все существующие возражения против космогонии, описанной в первых главах Книги Бытия, не могут считаться основательными.

В течение последнего десятилетия утверждается, что теория большого взрыва была ещё более усилена точными наблюдениями фонового микроволнового космического излучения с помощью нескольких космических телескопов – COBE, WMAP и Планка. Отсюда появились притязания на «точную космологию»⁴⁶² и новые Нобелевские премии.⁴⁶³ Астрофизик Джордж Смут, который возглавлял команду, запустившую космический телескоп COBE, назвал обнаруженные анизотропии (микроскопическую рябь) в 3K-температуре фонового космического излучения «почерком Бога». Подобная терминология, интерпретирующая наблюдение ряби в фоновом космическом излучении, будто чтение дневника Бога о первых днях творения, указывает на истинную природу этой системы убеждений.

Но не стоит обманываться вольными комментариями, подобными этому. В лучшем случае подразумевается бог деистов, который поджёг фитиль первоначального взрыва и с тех пор не принимал особого участия в творении. Здесь подразумевается не Библейский Творец, а какая-то безличная «сила» в лучшем случае или даже сама Вселенная.⁴⁶⁴ Физики часто упоминают некоего «бога», когда говорят о том, что законы физики должны быть тонко настроены для того, чтобы жизнь могла существовать. Они даже называют это «Вселенной Златовласки»: не слишком жарко, не слишком холодно, в самый раз [прим. пер.: это название представляет собой отсылку к английской сказке «Златовласка и три медведя». В сказке Златовласка пытается воспользоваться несколькими наборами из трёх однородных предметов, в каждом из которых один из предметов оказывается чересчур большим (твёрдым, горячим и т. п.), другой – чересчур маленьким (мягким, холодным…), а третий, промежуточный между ними, предмет оказывается «в самый раз»]. В таком месте законы и константы природы настолько тонко настроены, что, по их разумению, жизнь просто обязана была эволюционировать.

Были разработаны различные методы для проверки этой теории. Но это не то же самое, что повторяемая экспериментальная или прикладная наука, которой ежедневно занимаются в лабораториях по всему миру. В космологии можно только проводить наблюдения. Строятся модели, чтобы проверить какую-то характеристику, и снимаются статистические данные. Как правило, это подразумевает масштабное численное моделирование – например, расчёты, эмулирующие галактики в эмулированной вселенной. Безусловно, любые модели, которые не воспроизводят наблюдения, можно исключить, но никто не может взаимодействовать со Вселенной; невозможно даже сделать прямое измерение размера галактики! Вселенная слишком обширна, и астрономы ограничены тем, что они получают со своих телескопов. Интерпретация результатов любого измерения предполагает использование набора допущений. Следовательно, существует много возможных моделей, в том числе те, которые исследователь ещё не придумал. В результате эта ветвь науки очень слаба в сравнении с работой экспериментатора в лаборатории.

Можно спросить, почему же при наличии всех современных технологий, в том числе космических телескопов, таких как Хаббл и многие другие, а также больших наземных телескопов с адаптивной оптикой, мощнейших суперкомпьютеров для обработки изображений и проведения моделирования не были найдены надёжные доказательства, позволяющие твёрдо установить истинность большого взрыва? Следующая выдержка из статьи в престижном журнале Science за 2007 год содержит цитаты трёх известных космологов. Автор утверждает:

Исследователи измерили вариации температуры фонового космического излучения настолько точно, что наибольшая неопределённость сейчас связана с тем, что мы видим карту микроволнового космического излучения только для одного объёма Хаббла [т.е. только в единственной доступной для наблюдения Вселенной – прим. Джона Хартнетта], неопределённость, которую называют космической вариабельностью. «Мы произвели измерения, – говорит [Чарльз] Беннетт. – И дальше продвинуться нельзя».

Этот барьер к знаниям, как утверждают некоторые, является ахиллесовой пятой космологии. «Космология может выглядеть как наука, но это не наука, – говорит Джеймс Ганн из Принстонского университета, соучредитель Слоановского небесного обзора [на сегодня самое широкомасштабное исследование изображений миллионов галактик – прим. Джона Хартнетта]. – В основе науки лежит возможность проводить повторяемые эксперименты, а в космологии это невозможно».

«Цель физики – понять основные движущие силы Вселенной, – говорит [Майкл] Тёрнер. – Космология немного отличается. Её цель состоит в том, чтобы восстановить историю Вселенной». Он говорит, что космология больше похожа на эволюционную биологию или геологию, в которых исследователи должны просто принимать некоторые факты как данность.⁴⁶⁵

Таково состояние современной космологии. Теперь давайте немного раскроем смысл их слов. О чём они на самом деле говорят? Поскольку у нас есть только одна Вселенная, то они не могут проверить свои теории на другой вселенной; они не могут сравнивать и делать выводы на основе различных результатов эксперимента. Это то, чем обычно учёные занимаются в лаборатории. Беннетт признает это, как и то, что это лучшее, что нам доступно.

Но отсутствие возможности экспериментально проверить модель является, по собственному признанию космологов большого взрыва, ахиллесовой пятой космологии. На самом деле космология является тем, что мы называем исторической наукой, потому что она пытается реконструировать прошлое Вселенной, исходя из наблюдений, которые мы делаем сегодня. Это ничуть не надёжнее, чем восстановление неизвестной, но предполагаемой геологической истории нашей планеты (глава 5) или мнимые последовательности биологических организмов, которые произвели микробиолога из микроба (главы 3 и 4) в течение нескольких миллиардов лет. Именно предпосылка отказа от авторитета Библии, особенно в отношении описания Сотворения и Потопа, привела к вере в древний возраст Земли. А следом геологическая эволюция привела к биологической эволюции.⁴⁶⁶ «Космическая эволюция» является применением того же рода натуралистических (исключающих Творца) предположений к вопросу о происхождении Земли и всех небесных тел, самой Вселенной. Несмотря на героические попытки изобразить большой взрыв как «Божий путь создания», он на самом деле воплощает модную в настоящее время модель – полностью материалистическую систему космической эволюции.

Итак, как видите, космология – не столько эмпирическая наука, сколько философия, мировоззрение. Что вы готовы принять за факт? Никакие данные не говорят сами за себя. Все они интерпретируются в свете мировоззрения исследователя, в данном случае космолога. Он не пытается опровергнуть или фальсифицировать свою модель; она принимается как «истина», а затем накапливаются подтверждения для доказательства этой «истины», особенно в сознании более широкой аудитории. Часто данные выбираются в зависимости от модели, а затем они же используются, чтобы «подтвердить» её ещё сильнее. Это то, что сейчас называют «точной космологией». Примеры этого будут рассмотрены ниже.

Космолог Джордж Эллис открыто сказал об этом:

Люди должны знать, что есть ряд моделей, которые могли бы объяснить наблюдения. Например, я могу построить сферически симметричную вселенную, в центре которой находится Земля, и вы не сможете опровергнуть это, основываясь на наблюдениях ... исключить это можно только на философских основаниях. На мой взгляд, абсолютно ничего плохого в этом нет. Я хочу вынести на свет тот факт, что мы используем философские критерии в выборе наших моделей. Значительная часть космологии пытается скрыть это.⁴⁶⁷

Стандартная модель большого взрыва – метрика Фридмана–Леметра–Робертсона–Уокера⁴⁶⁸ (современная версия модели Фридмана–Леметра) – опирается на «космологический принцип», который утверждает, что распределение материи во Вселенной является гомогенным (или однородным, равномерным) и изотропным (одинаковым во всех направлениях). То есть, независимо от того, где и когда производится наблюдение, в больших масштабах будет видно одно и то же. Без этого предположения нет самой модели, и этот принцип сегодня принимается больше на слепую веру, чем в результате наблюдений. Я повторю это снова: космологический принцип не является следствием данных наблюдений, это исходное предположение, применяемое при интерпретации всех этих данных.

FLRW-метрика может быть выражена в следующем виде: –c²dτ² = –c²dt ² + a(t)²dΣ²

Космологический принцип исторически является обобщением принципа Коперника, который гласит, что Земля не занимает особого места во Вселенной и что наблюдаемое с Земли можно считать в целом сходным с тем, что будет видно из любой другой точки во Вселенной в ту же эпоху. Этот принцип покончил с геоцентрической системой Птолемея, согласно которой Земля была в центре Вселенной. Система Птолемея не была библейским взглядом. Конечно, Библия говорит о том, что мы находимся в центре Его внимания и цели, но в Библии нет предпосылок для геоцентрической Вселенной. В 16 и 17-м веках именно учёные того времени, а не Библия, были в оппозиции к открытиям Коперника и Галилея.⁴⁶⁹ Некоторых членов Церкви переубедили сторонники геоцентризма, точно так же, как и многих в сегодняшней Церкви светские учёные убедили признать большой взрыв как историю Вселенной, вопреки тому, что говорит Книга Бытия.

Принцип Коперника утверждает, что Земля не является каким-то особенным местом во Вселенной.

Впрочем, есть и те, кто сегодня сомневаются в правдивости космологического принципа. Само фоновое космическое излучение показало результаты, которые не согласуются с однородной и изотропной Вселенной. Знаменитая «ось зла»,⁴⁷⁰ являясь предпочтительным направлением в небе, уподобляет Вселенную двоякопреломляющему кристаллу⁴⁷¹ с предпочтительной осью – и это основано на измерениях ряби в фоновом микроволновом излучении. Упомянутое предпочтительное направление означает, что некоторые характеристики ряби (анизотропии) фонового микроволнового излучения ориентированы вдоль этого направления.

Космологический принцип гласит, что в достаточно большом масштабе, независимо от того, где во Вселенной находится наблюдатель, он будет обнаруживать такое же равномерное распределение материи в ту же временную эпоху.

И если это подтвердится, то будет сильно противоречить космологическому принципу. Кроме того, как указали некоторые исследователи, рябь в данных фонового излучения (особенно полученных с космического телескопа WMAP) не очень соответствует картине большого взрыва. Удивительно, но «ось зла», похоже, даже выровнена вдоль плоскости Солнечной системы и солнечной эклиптики. Но как такое возможно, если это – реликтовое излучение, оставшееся после самого́ большого взрыва?

Расчётные квадрупольное (вверху) и октупольное (внизу) разложения фонового космического микроволнового излучения, похоже, очень точно ориентированы вдоль одной и той же пространственной оси. (Tegmark, M., de Oliveira-Costa, A. и Hamilton A., A high resolution foreground cleaned CMB map from WMAP, astroph/0302496, Phys. Rev. D. 68:123523, 2003 г.)

Как бы то ни было, пресуппозиционная природа обоснований большого взрыва вполне очевидна. Знаменитое сегодня уравнение Фридмана–Леметра является результатом этого космологического предположения. Но верно ли это предположение? Физик Ричард Фейнман лаконично описывает проблему:

... Я подозреваю, что предположение о равномерности Вселенной отражает предубеждение, рождённое в последовательном свержении идей геоцентризма. ... Было бы неловко после утверждений, что мы живём на обычной планете около обычной звезды в обычной галактике, обнаружить, что наше место во Вселенной является экстраординарным ... Чтобы избежать этой неловкой ситуации, мы цепляемся за гипотезу об однородности.⁴⁷²

Немногие космологи и астрофизики так откровенны в своих описаниях состояния современной космологии. Почему так? Потому, что непроверяемые исходные предположения по сути неверны? Но некоторые храбрые физики отваживаются бросить вызов доминирующей парадигме – стандартной ΛCDM инфляционной космологии большого взрыва.⁴⁷³ Одним из них является астрофизик Ричард Лью из Университета Алабамы в Хантсвилле. Лью утверждает:

Космология – это даже не астрофизика: все основные допущения в этой области не проверены (или не поддаются проверке) в лаборатории ... потому что Вселенная не даёт возможности провести контрольный эксперимент, а поэтому, без каких-либо независимых проверок, она вынуждена быть весьма неоднозначной и вырождающейся.⁴⁷⁴,⁴⁷⁵

Карта анизотропии микроволнового космического излучения (данные WMAP). Цвета представляют вариации температур в диапазоне ± 200 миллионных долей градуса (K).

Это похоже на справедливый анализ, потому что современные космологи придумали всевозможные сущности, обладающие именно теми свойствами, которые нужны, чтобы их теории работали, но которые никогда не наблюдались в лабораторных условиях. Такие, как загадочные «тёмная материя» и «тёмная энергия». Лью говорит, что они привыкли «изобретать неизвестные, чтобы объяснить неизвестное».

Но разве Вселенная, которая изобилует ненаблюдаемой экзотикой, действительно отражает реальность? Или, возможно, король-то голый? Лью пишет:

... Астрономические наблюдения сами по себе никогда не могут быть использованы, чтобы доказать «вне разумного сомнения» физическую теорию. Это обусловлено тем, что мы живём в одной-единственной Вселенной, а значит, невозможно провести необходимый «контрольный эксперимент». Нет никакого способа взаимодействовать и получать ответ от Вселенной, чтобы проверить теорию под сомнением, как это может сделать экспериментатор в лабораторном эксперименте. В лучшем случае космолог собирает столько данных, сколько возможно, и использует статистические аргументы, чтобы попытаться доказать, что его вывод правдоподобен. ...

Поэтому перспектива использования Вселенной в качестве лаборатории, где могут быть установлены новые нетленные физические законы без поддержки лабораторных экспериментов, – нелепа…⁴⁷⁶

Лью перечисляет пять примеров использования космологами «неизвестных», чтобы объяснить другие «неизвестные», на основании чего утверждает, что космология – это совсем другое, нежели астрофизика. Тем не менее утверждается, что все эти факты объяснены (а микроволновое фоновое космическое излучение даже якобы предсказано⁴⁷⁷) инфляционной ΛCDM-моделью большого взрыва. Но ни одно из объяснений не основано на лабораторных экспериментах, и вряд ли они когда-либо будут экспериментально подтверждены. Это:

1. Красные смещения света галактик, которые объясняются расширением пространства.

2. Космическое фоновое микроволновое излучение, объясняемое как послесвечение большого взрыва.

3. Кривые вращения спиральных галактик,⁴⁷⁸ объясняемые тёмной материей.

4. Свет далёких сверхновых звёзд слабее, чем ожидалось, поэтому сделан вывод об ускоряющейся Вселенной, что объясняется тёмной энергией.

5. Плоскостность и изотропность, объясняемые инфляцией.

Теория большого взрыва, краткое изложение. Итак, слева направо: изначально «квантовая флуктуация» производит материю и энергию будущей Вселенной, которая затем проходит через короткий период «инфляции». Инфляция создаёт «плоскостность» в распределении энергии и предотвращает Вселенную от самоколлапса. После образования звёзд «тёмная материя» требуется для объяснения кривых вращения спиральных галактик, а «тёмная энергия» – для объяснения предположительного ускорения расширения Вселенной. Космическое микроволновое фоновое излучение – это послесвечение пост-инфляционного «огненного шара», однако это свечение обладает очень большим красным смещением из-за растяжения пространства.

Жирным выделены пять «неизвестных», и сторонники большого взрыва хотят, чтобы вы просто приняли их на веру. Будучи экспериментатором, я знаю, что стандарты, применяемые к так называемым «космологическим экспериментам», никогда бы не были приняты в моей лаборатории, в которой я разрабатывал самые стабильные в мире криогенные «тактовые генераторы», которые мы используем для проверки теорий Эйнштейна.⁴⁷⁹ И при этом говорят, что мы живём в эпоху «точной космологии». Космолог Макс Тегмарк сказал:

30 лет назад космология в значительной степени рассматривалась как что-то среднее между философией и метафизикой. Можно было фантазировать за несколькими бокалами пива о том, что произошло, а затем идти домой, поскольку почти ничего больше и не оставалось [Но теперь они приближаются к] последовательной картине того, как развивалась Вселенная с самого первого мгновения и до сегодня.

Как это может быть правдой, если ни один из пяти фактов, о которых говорит Лью, не может быть объяснён «известными»? Эти факты объяснены при помощи «неизвестных», и этот ловкий трюк позволяет автору говорить: «Мы приближаемся к истине». Я помню, как лауреат Нобелевской премии Стивен Чу выступал перед большим собранием студентов в Австралийском национальном университете в 2005 году по случаю Национального конгресса, который проводит Австралийский институт физики. Он тогда сказал, что мы теперь понимаем почти всё, что нужно знать о Вселенной, за исключением нескольких мелких деталей, например, что такое тёмная энергия и тёмная материя. Ирония в том, что, по его собственным словам, около 95% содержимого Вселенной якобы состоит из них. Похоже, что этот момент он упустил.

Модель большого взрыва говорит, что Вселенная приблизительно на 70% состоит из тёмной энергии, на 25% из тёмной материи и примерно на 4% из барионной материи, бо́льшая часть которой является межгалактической пылью. Звёзды составляют всего около 0,4% материи-энергии во Вселенной большого взрыва.

Нам говорят, что мы живём во Вселенной, заполненной этими невидимыми, ненаблюдаемыми экстраординарными субстанциями: 25% тёмной (ненаблюдаемой) материи и 70% тёмной энергии.

Но что это за субстанции, которые мы не можем обнаружить, хотя они предположительно повсюду вокруг нас? За последние 40 лет то одну, то другую форму тёмной материи пытались найти в лабораториях – например, аксион. Это гипотетическая частица, которая, если бы она существовала, уже «смыла» бы некоторые проблемы физики 1980-х годов. Поэтому она была названа в честь марки стирального порошка. Сегодня эта частица опять представляет интерес для астрономов и физиков элементарных частиц, потому что если она существует и имеет определённые свойства, то может быть использована как компонент некоторых холодных версий гипотетической экзотической тёмной материи, которая якобы составляет 85% всей материи в большинстве галактик, теоретически включая и нашу собственную. Эта гипотеза возникла, в частности, из-за аномальной динамики, которая наблюдается в движениях частиц в рукавах большинства спиральных галактик. И хотя на обнаружение неуловимых частиц в галактическом гало нашего Млечного пути были направлены огромные усилия, до сих пор они были напрасными.⁴⁸⁰

Ранее, задолго до этих попыток, учёные уже обращались к тёмной материи, чтобы объяснить загадочную динамику в Солнечной системе. Например, воображаемая планета, названная Вулканом, прячущаяся за Солнцем, была призвана объяснить несоответствие орбиты Меркурия предсказанной. Но Эйнштейн решил эту проблему с помощью своей общей теории относительности. Тогда была необходима новая физика, а не какая-то невидимая тёмная материя. Возможно, сегодня мы находимся в такой же ситуации?⁴⁸¹

Сегодня мы также слышим о тёмной энергии, которая якобы заставляет Вселенную расширяться ещё быстрее, чем в прошлом.

Новые данные подтвердили, что расширение Вселенной ускоряется под влиянием гравитационно отталкивающей формы энергии, составляющей две трети космоса.

Парадокс природы в том, что самая распространённая форма энергии во Вселенной является также самой таинственной. С момента прорывного открытия, что расширение Вселенной ускоряется, вырисовалась последовательная картина, которая указывает, что космос на две трети состоит из

«тёмной энергии» – некой гравитационно отталкивающей субстанции.⁴⁸²

Даже расширение пространства, также называемое космологическим расширением, не было экспериментально подтверждено ни одним экспериментом, ни базированным на Земле, ни базированным в Солнечной системе. Оно целиком основано на том, что закон Хаббла может быть выведен из общей теории относительности Эйнштейна. Теория говорит, что он вытекает из конечности скорости света и увеличения размеров Вселенной за то время, пока свет двигался к Земле от далёкой галактики. Характер общей теории относительности Эйнштейна допускает различные математические решения; но нет никакой гарантии, что они описывают физическую реальность. Неоднозначность происходит от незнания правильных граничных (или начальных) условий. А все данные в пользу космологического расширения получены из самого космоса.

Сверхновые (взрывающиеся) звёзды являются одними из самых ярких источников света на небе. Астрофизики считают, что успешно поняли происхождение определённого класса этих взрывов, используя общую теорию относительности – белый карлик, накопив достаточную массу от звезды-компаньона и достигнув критического предела, катастрофически самоколлапсирует под действием собственной гравитации. Затем он взрывается, создавая ослепительную вспышку света. Светимость взрыва резко возрастает, достигает пика, а затем медленно уменьшается в течение нескольких дней и месяцев. Считается, что, смоделировав это, можно понять, какой была истинная яркость в пик взрыва, и, следовательно, установить «стандартную свечу» для определённого класса этих сверхновых. Теория говорит, что истинная яркость на пике взрыва одинакова для всех сверхновых этого класса – типа Ia, который определяется по их спектрам. Зная их истинную яркость, теоретически можно определить расстояние до них. Затем, используя красные смещения галактик, в которых они находятся, и зависимость Хаббла между красным смещением и расстоянием, согласно стандартной космологической модели, теорию можно проверить, причём плотность материи (большей частью тёмной материи), плотность тёмной энергии и постоянная Хаббла – единственные неизвестные параметры, которые необходимо определить.

Исходя из этого, астрономы сделали вывод не только о том, что Вселенная расширяется, но также и о том, что расширение ускоряется. Эти сверхновые типа Iа являются самым лучшим свидетельством расширения Вселенной.⁴⁸³ Но для того, чтобы наблюдения вписывались в стандартную космологическую модель, им пришлось добавить значительное количество тёмной энергии с ненулевым значением космологической постоянной (Λ), а также значительное количество тёмной материи.⁴⁸⁴ Без них ΛCDM-модель большого взрыва совершенно не способна объяснить наблюдаемые светимости.

Некоторые критики даже утверждают, что имеет место смещение отбора [прим. пер.: систематическая ошибка, выражающаяся в появлении у изучаемой выборки характеристик, не свойственных генеральной совокупности; возникает в результате применения неудачного принципа отбора]. Поскольку никто не может определить абсолютную светимость сверхновой, не прибегая к космологической модели, то для выбора кандидатов [прим. пер.: в сверхновые типа Iа], истинная светимость которых должна лежать в узком диапазоне, используются значения указанных выше параметров в стандартной общепринятой модели (30% материи, в том числе около 25% тёмной материи, 70% тёмной энергии, и постоянная Хаббла, равная 70 км/с/Мпк). Подходящие из них затем используются для проверки той же модели и, следовательно, для определения значений плотности тёмной материи и тёмной энергии. Это логический круг – выбирать только кандидатов, которые соответствуют требуемому критерию светимости – расстояния, и использовать их для определения фотометрического расстояния.⁴⁸⁵

Одним из последствий космологического расширения является замедление времени. Если сравнить кривые блеска, которые показывают увеличение и уменьшение светимости при взрыве сверхновой, то по мере увеличения красного смещения их временная ось должна растягиваться по отношению к наблюдателю на Земле из-за замедления времени. Другими словами, процессы, которые протекают во времени в далёком космосе, замедляются по сравнению с ходом времени на Земле, то есть при наблюдении с Земли. Утверждается, что замедление времени было чётко прослежено на кривых блеска этих сверхновых, и это приводится как окончательное доказательство расширения.⁴⁸⁶ Однако не было отмечено какого-либо замедления времени в изменениях светимости квазаров,⁴⁸⁷ которые, как считается, находятся на очень больших расстояниях, согласно интерпретации их больших красных смещений и закону Хаббла. Данные собирались более 28 лет, и отсутствие замедления времени в изменениях светимости квазаров можно считать надёжно установленным. Если нет замедления времени, значит, нет и расширения в ходе космологического времени. Как же можно примирить эти противоречивые утверждения? Обнаруживается всё больше дополнительных фактов, указывающих на то, что Вселенная не расширяется. Фактов, которые могут быть лучше интерпретированы в рамках статической Вселенной.⁴⁸⁸

После Второй мировой войны, когда США рассекретили скорости ядерных реакций, Георгий Гамов и его ученик Ральф Альфер провели вычисления, исходя из модели горячего большого взрыва. Вычисления показали относительно высокое содержание гелия во Вселенной. Они назвали это успешным предсказанием теории большого взрыва. Но критики отметили, что они уже знали ответ по астрономическим измерениям, ещё до начала исследований, и обвинили их в подгонке результата – конечно, это не было предсказанием. Впрочем, другие утверждали, что остаточное «послесвечение большого взрыва» не может быть классифицировано как ad hoc послесказание. Действительно ли это так? Микроволновое фоновое излучение может считаться успешным предсказанием теории большого взрыва, если можно доказать, что не существует никакой другой возможной причины, в противном случае это будет логической ошибкой подтверждения следствием.⁴⁸⁹ Также были предложены другие механизмы, объясняющие равномерное фоновое излучение, заполняющее Вселенную, даже до его открытия в 1965 году.⁴⁹⁰

Если бы микроволновое фоновое излучение возникло в результате большого взрыва, оно исходило бы от самого отдалённого фонового источника в небе. Это означает, что все более близкие объекты, такие как скопления галактик, должны отбрасывать тень на передний план.⁴⁹¹ Лью, Миттаз и Чжан в 2006 г. показали,⁴⁹² что при исследовании 31 относительно близкого скопления галактик на предмет любого уменьшения температуры затенение скоплениями фонового микроволнового излучения было обнаружено только у 25% скоплений, что статистически незначительно. Они хотели обнаружить ожидаемое уменьшение температуры рентгеновского излучения межгалактической среды вследствие эффекта Сюняева–Зельдовича, но в некоторых случаях зафиксировали даже эффект увеличения температуры. Билби и Шанкс в 2007 г.⁴⁹³ расширили это исследование до 38 скоплений и показали, что эффект Сюняева–Зельдовича не только меньше, чем ожидалось, но и что он, как правило, постепенно исчезает при красных смещениях от 0,1 до 0,3. Полученный ими результат является статистически эквивалентным нулевому результату (нет затенения) примерно на уровне статистической значимости 2σ.

Этот результат ставит под сомнение тот факт, что микроволновое космическое излучение является фоновым, то есть что оно произошло от большого взрыва, а значит, и то, что расширение Вселенной является действующей гипотезой.

Согласно стандартной модели большого взрыва, более 95% энергии-массы Вселенной является экстраординарной. Само её существование выводится из неспособности стандартной модели физики элементарных частиц и общей теории относительности Эйнштейна описать поведение астрофизических систем, бо́льших, чем звёздное скопление (скопления звёзд гораздо меньше, чем средняя галактика). Нам также говорят, что сама однородность и изотропность Вселенной связана с влиянием поля инфляции, физика элементарных частиц которого остаётся совершенно таинственной даже после тридцатилетних теоретических изысканий. Эта последняя из неизвестных, о которых говорит Лью, – инфляция – теоретическое, чрезвычайно быстрое экспоненциальное расширение ранней Вселенной не менее чем в 10⁷⁸ раз в объёме, которое началось спустя 10^–36 секунд после большого взрыва и длилось от 10^–33 до 10^–32 секунд.⁴⁹⁴ Инфляция была призвана решить ряд серьёзных проблем, но она сама не поддаётся объяснению! Вводится неизвестная экзотическая сущность исключительно с целью подогнать теорию под наблюдения, без какого-либо физического обоснования.

Физическая сущность тёмной энергии – серьёзная проблема в космологии, связанная с известной проблемой космологической постоянной. Астрономически космологическая постоянная определяется исходя из плотности тёмной энергии, необходимой, чтобы привести ΛCDM-модель большого взрыва в соответствие с данными наблюдений, как было описано выше. Однако, используя различные подходы, физики-теоретики элементарных частиц пытались вычислить её значение, предполагая, что она является следствием энергии вакуума. Если описать Вселенную эффективной локальной квантовой теорией поля вплоть до масштаба Планка (около 10^–33 см), то они получают очень большое значение космологической постоянной. Это связано с тем, что большинство квантовых теорий поля предсказывают огромное значение для энергии квантового вакуума (то есть что «пустое» пространство обладает больши́м количеством энергии). Но космологическая постоянная, определяемая из астрономических наблюдений, меньше, чем их лучшие теоретические расчёты, в 10¹²⁰ раз. Это несоответствие было названо «худшим теоретическим предсказанием в истории физики!»⁴⁹⁵ Так что это серьёзная проблема тонкой настройки Вселенной.

Помимо фонового микроволнового излучения и «оси зла», упомянутых выше, есть и некоторые другие аномальные наблюдения, которые показывают, что наша наблюдаемая Вселенная действительно является весьма примечательной. Например, по наблюдениям очень далёких квазаров некоторые исследователи обнаружили⁴⁹⁶ статистически значимую корреляцию в углах линейной поляризации фотонов в оптическом спектре на огромных расстояниях порядка 1 Гпк.⁴⁹⁷ Они обнаружили предпочтительную ось в небе, которая направлена вдоль космологического диполя, полученного из предпочтительной системы координат фонового микроволнового излучения. Предпочтительная ось нарушает однородность и изотропность, необходимые и присущие ΛCDM-модели большого взрыва.

Свет, приходящий сегодня к нам из далёких частей Вселенной, имеет одинаковую температуру. Нет оснований считать, что далёкие точки изначально имели одинаковую температуру, и хотя мы можем видеть каждую из этих точек (потому что, согласно космологии большого взрыва, от нас они находятся ближе чем за 13 миллиардов световых лет), они предположительно находятся так далеко друг от друга (гораздо дальше чем 13 миллиардов световых лет), что свет не мог дойти от одного места к другому с момента возникновения Вселенной. То есть не было достаточно времени, чтобы выровнялась разница температур. Это называется «проблемой горизонта» и является одной из многих ахиллесовых пят космологии большого взрыва.

Одно из предложенных решений,⁴⁹⁸ фактически призванных сохранить однородность и изотропность космологического принципа, заключается в предположении, что тёмная энергия является псевдоскалярным полем чрезвычайно низкой энергетической плотности масштабов длины Хаббла.⁴⁹⁹ Не частицей, потому что её масштаб сопоставим с размером наблюдаемой Вселенной.⁵⁰⁰ Существование этого псевдоскалярного поля нарушает изотропность в локальном масштабе, то есть в масштабах всей наблюдаемой нами Вселенной. Предположение заключается в том, что если бы мы могли видеть гораздо дальше, чем видим, то увидели бы много пузырьков, имеющих случайные углы поляризации фотонов от одного пузырька к другому. Суть предложенной идеи такова, что наша Вселенная – один из пузырьков, в котором мы живём недалеко от его центра, что делает такое положение ничем не примечательным.⁵⁰¹

Плоскостность описывает тот факт, что, по всем признакам, Вселенная является евклидовой.⁵⁰² Для космологов это одна из самых больших загадок века. И это ещё одна космологическая проблема тонкой настройки. Более того, согласно стандартной модели, было определено, что Вселенная ушла от необходимой критической плотности⁵⁰³ в течение космического времени. То есть она должна была быть ещё ближе к идеальной плоскостности вскоре после большого взрыва. Но для этого нет никаких фундаментальных причин.

Ещё одной трудноразрешимой проблемой является проблема горизонта, которая заключается в том, что у света не было достаточно времени с момента большого взрыва, чтобы пройти расстояние между причинно не связанными друг с другом областями видимой Вселенной. Это значит, что существует проблема времени для распространения света.⁵⁰⁴ Мы видим свет, который доходит к нам впервые с диаметрально противоположных сторон Вселенной. Мы подмечаем, что он имеет одинаковые свойства. Но если, как считается, ранняя Вселенная была хаотичной, температуры и плотности должны отличаться от места к месту. Почему же тогда Вселенная изотропна, в каком бы направлении мы ни смотрели?⁵⁰⁵ Это особенно верно для фонового микроволнового излучения, имеющего температуру 2,7 K во всех направлениях с вариациями в пределах одной стотысячной. Это невероятно серьёзная проблема тонкой настройки.

Инфляция – наиболее распространённый ответ на проблему горизонта. Согласно теории, вскоре после первоначального большого взрыва различные области пространства обладали широким диапазоном различных температур вследствие резких флуктуаций. Но после быстрой стадии «инфляции» этот первоначальный разброс плотности сгладился. Инфляция сглаживает также и все другие проблемы. Тем не менее у сторонников инфляции нет никакого объяснения, почему она началась, или как она остановилась, или причины, по которой законы физики настолько отличались во время этой короткой, но невероятно важной ранней стадии большого взрыва. Нет доказательств, только предвзятое мнение. Опять-таки, это рассуждения по кругу, основанные на априорном предположении, что не было никакого Творца. Вселенная просто произошла.

Одним из основных возражений против креационистской космологии является проблема времени на распространение света звёзд. Как свет от самых далёких галактик достиг Земли за шесть тысяч лет с момента сотворения? Как уже было показано, с этой проблемой сталкиваются не только креационисты – модель большого взрыва также имеет проблему с временем на распространение света. Креационистская космология также пресуппозиционная и ограничивается теми же ограничениями, рассмотренными выше, только в качестве отправной точки она принимает библейскую историю. Космогония Земли, Солнечной системы и всей Вселенной должна соответствовать этому повествованию. С учётом уже имеющегося понимания эфемерной, зависящей от модели и философски обоснованной природы всех космологических утверждений, должно быть ясно, что не верить прямому прочтению Бытия из-за якобы «неразрешимых» проблем с распространением света – необоснованно.

Хотя в будущем и могут произойти новые открытия, в том числе связанные с новыми доселе неизвестными частицами, но неизвестные, недоступные для проверки сущности не способствуют совершенствованию наших знаний. Натуралистические рассуждения многих учёных, пытающихся объяснить свойства этой Вселенной без Творца, похоже, всё более и более граничат со странностью. Например, обращение к так называемой мультивселенной – гипотезе, согласно которой наша Вселенная является лишь одним из многих «пузырьков», которые образовались из первобытной квантовой пены. Это недалеко от веры в существование фей в нижней части сада.⁵⁰⁶

Фатальный недостаток модели космической эволюции большого взрыва заключается в том, что она основана на непроверяемых предположениях, в первую очередь на космологическом принципе. Кроме того, ключевые данные наблюдений объясняются «неизвестными», которые не могут быть экспериментально проверены. Большой взрыв нужно принимать на веру, потому что он выходит за рамки общепринятых представлений об экспериментальной науке. У нас есть только одна Вселенная, и поэтому мы не можем проверить модели Вселенной, сравнивая её с другими вселенными. Это ахиллесова пята космологии. Дело в том, что невозможно определить историю Вселенной c помощью модели, которая не поддаётся независимой проверке. Космология большого взрыва может считаться обоснованной лишь в умах тех, кто априори придерживается убеждения, что миллиарды лет назад Вселенная создалась сама из ничего.

Итак, мы рассмотрели семь основных ахиллесовых пят натуралистической эволюционной теории. Мы начали с главного тезиса Дарвина, что естественный отбор может объяснить общее происхождение всех видов. Затем мы рассмотрели механизмы, лежащие за естественным отбором – генетику, а также то, как законы химии не оставляют ни малейших шансов на спонтанное возникновение жизни. Далее мы начали анализировать основную идею, стоящую за биологической эволюцией, – долгие временные эпохи, в том числе палеонтологическую летопись, геологическую летопись, радиометрическое датирование и, наконец, космологию. Во всех этих областях мы нашли серьёзные проблемы как с самой теорией, так и с её соответствием фактам. Иногда мы приводили контрпримеры, чтобы показать, что библейская история лучше объясняет наблюдаемые факты. Теперь мы посмотрим на важнейшую ахиллесову пяту из всех – на человеческую природу. Чтобы по-настоящему понять эти вопросы, нам нужно посмотреть на мир через призму как натуралистической философии, так и её альтернатив. Нам нужно посмотреть на саму суть научного процесса. Для этого мы обратимся к двум докторам философии, которые долго и глубоко размышляли над этими вопросами.