Приключения Мистера Томпкинса

Гамов Георгий Антонович

Третью арию, запавшую в память мистеру Томпкинсу, исполнил автор оперы, внезапно материализовавшийся из ничего в пространстве между ярко сиявшими галактиками. Он вынул из кармана едва народившуюся галактику и запел:

The universe, by Heaven's decree,Was never formed in time gone by,But is, has been, shail ever be —For so say Bondi, Gold and I.Stay, О Cosmos, O Cosmos, stay the same!We the Steady State proclaim!The aging galaxies disperse,Burn out, and exit from the scene.But all the while, the universeIs, was, shall ever be, has been.Stay, О Cosmos, О Cosmos, stay the same!We the Steady State proclaim!And still new galaxies condenseFrom nothing, as they did before.(Lemaitre and Gamow, no offence!)All was, will be for evermore.Stay, О Cosmos, О Cosmos, stay the same!We the Steady State proclaim!(Вселенная

не возникла вдруг,По велению небес, в прошлом.Она есть, была и будет всегда,Ибо так говорят Бонди, Голдия.Оставайся, о Космос, о Космос, навсегда одним и тем же!Мы провозглашаем стационарное состояние!Стареющие галактики разбегаются,Сгорают и сходят со сцены.Но все равно ВселеннаяЕсть, была и будет всегда.Оставайся, о Космос, о Космос, навсегда одним и тем же!Мы провозглашаем стационарное состояние!А между тем все новые галактики конденсируютсяИз ничего, как это происходило в прошлом(Леметр и Гамов — это не выпад против вас!)

Все было и будет навсегда.

Несмотря на столь вдохновляющие слова, все галактики в окружающем пространстве стали меркнуть. Наконец, бархатный занавес опустился, и в зрительном зале оперного театра зажглись канделябры.

— О, Сирил, — услышал мистер Томпкинс голос Мод, — я знаю, что ты способен уснуть где угодно и когда угодно, но засыпать в Ковент-Гарден тебе все-таки не следовало! Ты проспал весь спектакль!

Когда мистер Томпкинс проводил Мод до дома ее отца, старый профессор, удобно расположившись в кресле, просматривал только что доставленный выпуск «Monthly Notices» (журнала «Ежемесячные заметки»).

— Ну и как вам понравилась опера? — осведомился профессор.

— Великолепно! — отозвался мистер Томпкинс. — На меня особенно сильное впечатление произвела ария о вечно существующей Вселенной. Она звучит так успокаивающе!

— Поосторожней с этой теорией, — предостерег профессор. — Разве вы не знаете пословицу «Не все то золото, что блестит»? Я как раз читал статью кембриджского астронома Мартина Райла, который построил гигантский радиотелескоп, позволяющий обнаруживать галактики на расстояниях, в несколько раз превышающих радиус действия двухсотдюймового оптического телескопа обсерватории Маунт Паломар. Наблюдения Райла показывают, что очень далекие галактики расположены гораздо ближе друг к другу, чем соседние галактики.

— Вы хотите сказать, — попробовал уточнить мистер Томпкинс, — что область Вселенной, в которой мы обитаем, населена галактиками весьма редко и что плотность населения возрастает по мере того, как мы удаляемся от Земли?

— Ничего подобного, — возразил профессор. — Не следует забывать о том, что из-за конечности скорости света, когда вы смотрите далеко в глубь космического пространства, вы как бы заглядываете далеко назад во времени. Например, так как свету требуется восемь минут, чтобы дойти до нас от Солнца, вспышку на Солнце земные астрономы наблюдают с запозданием в восемь минут. Фотографии нашего ближайшего космического соседа — спиральной галактики в созвездии Андромеды (которую вы, наверное, видели в книгах по астрономии; она расположена от нас на расстоянии примерно в один миллион световых лет) — в действительности показывают, как эта галактика выглядела миллион лет назад. То, что Райл видит или, лучше сказать, слышит с помощью своего радиотелескопа, соответствует ситуации, существовавшей в той далекой части Вселенной многие тысячи миллионов лет назад. Если бы наша Вселенная находилась в стационарном состоянии, то картина не должна была бы изменяться во времени и очень далекие галактики, наблюдаемые с Земли, должны были бы быть распределены в космическом пространстве не плотнее и не реже, чем галактики в ближайшей космической окрестности Земли. Следовательно, если наблюдения Райла показывают, что далекие галактики расположены в космическом пространстве плотнее, чем более близкие галактики, то это эквивалентно утверждению о том, что в далеком прошлом, тысячи миллионов лет назад, галактики были распределены в пространстве плотнее, чем теперь. Ясно, что такое утверждение противоречит теории стационарного состояния Вселенной и подкрепляет первоначальную гипотезу, согласно которой галактики разбегаются и плотность их населения убывает. Но, разумеется, мы должны соблюдать осторожность и подождать, пока результаты Райла не будут подтверждены.

— Кстати сказать, — продолжал профессор, доставая из кармана сложенный листок бумаги, — один из моих ученых коллег, обладающий поэтическими наклонностями, недавно написал на эту тему стихотворение. Вот послушайте:

«Your years of toil»,Said Ryle to Hoyle,«Are wasted years, believe me.The steady stateIs out of date.Unless my eyes deceive me,My telescopeHas dashed your hope;Your tenets are refuted.Let me be terse:Our universeGrows daily more diluted!»Said Hoyle, «You quoteLemaitre, I note,And Gamow. Well, forget them!That errant gangAnd their Big Bang —Why aid them and abet them?You see, my friend,It has no endAnd there was no beginning,As Bondi, Gold,And I will holdUntil our hair is thinning.»«Not sol «cried RyleWith rising biteAnd straining at the tether;«Far galaxiesAre, as one sees,More tightly packed together!»«You make me boil!»Exploded Hoyle,His statement rearranging;«New matter's bornEach night and mornThe picture is unchanging!»«Come off it, Hoyle!I aim to foilYou yet» (The fun commences)«And in a while»,Continued Ryle,«I'll bring you to your sensed»(«Все годы ваших хлопот, —Сказал Райл Хойлу, —Напрасная трата времени, поверьте.Стационарное состояниеНыне

не в моде.И если мои глаза не обманывают меня,Мой телескопВдребезги разбил ваши надежды;Ваша теория опровергнута.Позвольте мне сказать прямо:Наша ВселеннаяС каждым днем становится все более разреженной!»«Вы ссылаетесь, — сказал Хойл, —Как я погляжу, на ЛеметраИ Гамова. Выбросьте их из головы!Ведь это заблуждающаяся бандаИ их Большой Взрыв —К чему помогать им и поощрять их?Видите ли, друг мой,Вселенная не имеет концаИ начала у нее также не было,На чем Бонди, ГолдИ я будем настаивать,Покуда не поредеют наши волосы!»«Неверно! — вскричал Райл,Раздраженный и вне себя от ярости, —Ибо галактики,Как нетрудно убедиться,Упакованы плотнее!»«Вы просто выводите меня из терпения! —Взорвался Хойл,Формулируя свое утверждение по-иному. —Новая материя рождаетсяКаждую ночь и каждое утро,Но картина остается неизменной!»«Да будет вам, Хойл!Уж теперь я всерьез вознамерилсяРазрушить ваши иллюзии (вот будет потеха!),А пока, — продолжал Райл, —Я приведу вас в чувство!» [6] )

6

Недели за две до выхода в свет первого издания этой книги появилась статья Фреда Хойла «Последние достижения в космологии» (Nature, October 9, 1965, p. Ill), в которой говорилось следующее: «Хойл и его сотрудники занимались подсчетом радиоисточников… Результаты подсчета радиоисточников указывают на то, что Вселенная в прошлом имела большую плотность, чем в настоящее время». Однако автор настоящей книги, поразмыслив, решил не вносить какие-либо изменения в текст арий «Космической оперы», памятуя о том, что оперы, единожды написанные, становятся классическими: например, даже сегодня Дездемона поет прекрасную арию перед тем, как умереть от рук Отелло.

— Мне очень хотелось бы узнать, — заметил мистер Томпкинс, — чем закончится этот не на шутку разгоревшийся спор.

С этими словами он, поцеловав на прощанье мисс Мод в щеку, пожелал ей и старому профессору спокойной ночи и отправился к себе домой.

Глава 7

Квантовый бильярд

Однажды мистер Томпкинс возвращался к себе домой страшно усталый после долгого рабочего дня в банке, где он служил. Проход мимо паба, мистер Томпкинс решил, что было бы недурственно пропустить кружечку эля. За первой кружкой последовала другая, и вскоре мистер Томпкинс почувствовал, что голова у него изрядно кружится. В задней комнате паба была бильярдная, где игроки в рубашках с засученными рукавами толпились вокруг центрального стола. Мистер Томпкинс стал смутно припоминать, что ему уже случалось бывать здесь и прежде, как вдруг кто-то из его приятелей-клерков потащил мистера Томпкинса к столу учиться играть в бильярд. Приблизившись к столу, мистер Томпкинс принялся наблюдать за игрой. Что-то в ней показалось ему очень странным! Играющий ставил шар на стол и ударял по шару кием. Следя за катящимся шаром, мистер Томпкинс к своему большому удивлению заметил, что шар начал «расплываться». Это была единственное выражение, которое пришло ему на ум при виде странного поведения бильярдного шара; который, катясь по зеленому полю, казался все более и более размытым, на глазах утрачивая четкость своих контуров. Казалось, что по зеленому сукну катится не один шар, а множество шаров, к тому же частично проникающих друг в друга. Мистеру Томпкинсу часто случалось наблюдать подобные явления и прежде, но сегодня он не принял ни капли виски и не мог понять, почему так происходит.

— Посмотрим, — подумал мистер Томпкинс, — как эта размазня из шара столкнется с другой такой же размазней.

Должно быть, игрок, нанесший удар по шару, был знатоком своего дела: катящийся шар столкнулся с другим шаром в лобовом ударе, как это и требовалось. Послышался громкий стук, и оба шара — покоившийся и налетевший (мистер Томпкинс не мог бы с уверенностью сказать, где какой шар) — разлетелись «в разные стороны». Выглядело это, что и говорить, весьма странно: на столе не было более двух шаров, выглядевших несколько размазанно, а вместо них бесчисленное множество шаров (все — с весьма смутными очертаниями и сильно размазанные) поразлеталось по направлениям, составлявшим от 0 o до 180 o с направлением первоначального соударения. Бильярдный шар скорее напоминал причудливую волну, распространяющуюся из точки соударения шаров.

Присмотревшись повнимательнее, мистер Томпкинс заметил, что максимальный поток шаров направлен в сторону первоначального удара.

— Рассеяние S-волны, — произнес у него за спиной знакомый голос, и мистер Томпкинс, не оборачиваясь, узнал профессора.

— Неужели и на этот раз что-нибудь здесь искривилось, — спросил мистер Томпкинс, — хотя поверхность бильярдного стола мне кажется гладкой и ровной?

— Вы совершенно правы, — подтвердил профессор, — пространство в данном случае совершенно плоское, а то, что вы наблюдаете, в действительности представляет собой квантовое явление.

— Ах, эти матрицы! — рискнул саркастически заметить мистер Томпкинс.

— Точнее, неопределенность движения, — заметил профессор. — Владелец этой бильярдной собрал здесь коллекцию из нескольких предметов, страдающих, если можно так выразиться, «квантовым элефантизмом». В действительности квантовым законам подчиняются все тела в природе, но так называемая квантовая постоянная, управляющая всеми этими явлениями, чрезвычайно мала: ее числовое значение имеет двадцать семь нулей после запятой. Что же касается бильярдных шаров, которые вы здесь видите, то их квантовая постоянная гораздо больше (около единицы), и поэтому вы можете невооруженным глазом видеть явления, которые науке удалось открыть только с помощью весьма чувствительных и изощренных методов наблюдения.

Тут профессор умолк и ненадолго задумался.

— Не хочу ничего критиковать, — продолжал он, — но мне очень хотелось бы знать, откуда у владельца бильярдной эти шары. Строго говоря, они вообще не могут существовать, поскольку для всех тел в мире квантовая постоянная имеет одно и то же значение.

— Может быть, их импортировали из какого-нибудь другого мира, — высказал предположение мистер Томпкинс, но профессор не удовлетворился такой гипотезой и не избавился от охвативших его подозрений.