Чем дальше мы заглядываем в глубь Вселенной, тем более неопределенными становятся наши выводы. Иногда к астрофизическим наблюдениям приступали без их теоретического обоснования. Именно так были проведены исследования, установившие структуру расположения галактик в трехмерном пространстве. Таким образом были обнаружены большие пустоты (voids) и такие таинственные структуры, как галактические стены, состоящие из множества галактик.
Однако такой взвешенный подход, не зацикленный ни на одной из теорий и включающий в себя планомерный сбор данных, не заслужил широкого внимания космологов, поскольку существует немало сложностей наблюдательного характера и результаты таких исследований не способны объяснить те или иные явления. Космологи же считают своим долгом искать ответы на вопросы: что, как, когда, почему, которые нам представляются нелегитимными и ненаучными по отношению к Вселенной.
В официальной космологии планирование исследований основывается на определенной теории. Например, мы предполагаем a priori определенные вещи, и целенаправленно ищем подтверждение им путем астрономических наблюдений. Официальная космология всегда нуждается в тесной связи между теорией и наблюдениями, причем наблюдения являются вторичными. Например, стандартная для космологии группа теорий Friedmann-Lemaitre (FL). Их метрика описывает гомогенную изотропичную, имеющую одинаковый состав независимо от направления нашего наблюдения. Эти модели легко понять, и они способны дать объяснения полученным наблюдениям. Более того, физические предсказания этих моделей (наличие во Вселенной реликтового излучения а также распределение элементов в ранней Вселенной) кажется, получают подтверждение с помощью астрофизических наблюдений. Проблема заключается в том, в какой степени эта информация подтверждает факт расширения Вселенной?
Согласно текущим астрономическим наблюдениям, обозреваемый нами участок Вселенной почти изотропичен.
Это верно в отношении распределения галактик на большой шкале, а также в отношении наблюдаемого реликтового излучения. Это позволяет нам создать модель сферической симметричной Вселенной с нами в центре, что будет подтверждено (по крайней мере, не опровергнуто) астрономическими наблюдениями. В целом подобная модель не может стать популярной в философском смысле ввиду того, что геоцентрическая модель с Землей в центре Вселенной, а затем и гелиоцентрическая модель с Солнцем в центре Вселенной провалились. Так что модель Вселенной с нашей галактикой в центре хотя и возможна, но очень мало вероятна.
Мы можем применить космологический принцип, гласящий, что предположить гомогенность Вселенной следует потому, что это наиболее простой вывод, основывающийся на наблюдениях.
Другой аргумент основывается на уже упомянутой Friedmann-Lemaitre (FL) модели, подтвержденной наблюдениями. Но так или иначе проблемы, связанные с астрономическими наблюдениями, невозможность точного измерения расстояний не позволяют вполне полагаться на этот аргумент. То есть теоретически астрофизическая космология может решить эту задачу, но практически она не в состоянии предъявить достаточное доказательство, основанное на наблюдениях, в силу указанных ограничений.
Таким образом, общепринятой является пространственная однородность (гомогенность) Вселенной, хотя и доказанной ее считать невозможно.
Однако альтернативой является предположение, что мы живем в пространственно неоднородной сферической Вселенной, при том, что все равно наша галактика находится близко к ее центру с космологическим красным смещением (cosmological redshift), частично объяснимым гравитацией.
Подобным образом данные, получаемые от наблюдения сверхновых в других галактиках (supernova data), интерпретируются как доказательство космологической константы, что тоже может служить доказательством негомогенности без необходимости введения понятия темной “dark energy”. Большинство космологов не принимают подобного подхода, однако не существует доказательства, что он неверен. Приведенные факты иллюстрируют дополнительную неопределенность в этом вопросе, напоминая, что доказательство гомогенности Вселенной не так просто, как кажется.
Давайте рассмотрим так называемый физический аргумент. Он гласит, что физические процессы, такие как космологическая инфляция, делает существование гомогенной Вселенной очень вероятным, во всяком случае, более вероятным, чем существование негомогенной Вселенной. Хотя это и важный аргумент, мы должны отдавать себе отчет, что мы всего лишь заменяем обсервационный тест теоретическим предположением, которое может быть как верным, так и неверным.
Может показаться, у космологов нет конкретного доказательства, что инфляция действительно имела место на ранних стадиях развития Вселенной. Инфляционная теория популярна потому, что она в состоянии предсказать анизотропию реликтового излучения на малой шкале.
Однако и другие модели могут дать подобные предсказания.
Не означает ли это, что прежде чем пытаться объяснить инфляцию с помощью «темной энергии» “dark energy”, стоит найти более весомое доказательство, что инфляция имела место?
Неопределенность Вселенной в нашем представлении порождает ситуацию, при которой гипотетические явления объясняются новыми гипотетическими материями, и этой бесплодной деятельности не видно конца.
Одним из выходов из сложившегося положения может стать переосмысление понятия времени в рамках науки космологии. Так, например, Джулиан Барбур (Julian Barbour) в своей книге «Конец времени:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34