"Стивен Хокинг. Мир в ореховой скорлупе " - читать интересную книгу автора

после конца, поскольку нельзя указать таких моментов времени.
По-видимому, важно понять, действительно ли математическая модель общей
теории относительности предсказывает, что Вселенная и само время должны
иметь начало и конец. Общее для физиков-теоретиков, включая Эйнштейна,
предубеждение состояло в том, что время должно быть бесконечным в обоих
направлениях. С другой стороны, имелись неудобные вопросы о сотворении мира,
которые, как казалось, находятся вне компетенции науки. Такие решения
уравнений Эйнштейна, в которых время имело начало или конец, были известны,
но они получались в очень специальных высокосимметричных частных случаях.
Считалось, что для реального тела, коллапсирующего под действием собственной
гравитации, давление и боковые скорости должны предотвратить падение всего
вещества в одну точку, в которой плотность возрастает до бесконечности.
Аналогично, если проследить назад во времени расширение Вселенной, могло
оказаться, что материя вовсе не была выброшена из одной точки с бесконечной
плотностью, называемой сингулярностью, которая может служить началом или
концом времени.
В 1963 г. двое советских ученых, Евгений Лифшиц и Исаак Халатников,
объявили: они располагают доказательством того, что все решения уравнений
Эйнштейна с сингулярностью имеют особое распределение материи и скоростей.
Вероятность того, что решение, представляющее нашу Вселенную, имеет такое
специальное распределение, была практически нулевой. Почти все решения,
которые могут соответствовать нашей Вселенной, должны обходиться без
сингулярности с бесконечной плотностью. Эре, в течение которой решение,
представляющее нашу Вселенную, имеет такое специальное распределение, была
практически нулевой. Почти все решения, которые могут соответствовать нашей
Вселенной, должны обходиться без сингулярности с бесконечной плотностью.
Эре, в течение которой Вселенная расширяется, должна была предшествовать
фаза сжатия, во время которой вещество падало само на себя, но избегало
столкновения, разлетаясь вновь в современной фазе расширения. Если бы все
обстояло именно так, то время могло бы длиться вечно - от бесконечного
прошлого до бесконечного будущего.
Не все согласились с аргументами Лифшица и Халатнико-ва. Мы с Роджером
Пенроузом применили другой подход, основанный не на детальном изучении
решений, а на глобальной структуре пространства-времени. В общей теории
относительности пространство-время искривляется не только находящимися в нем
массивными объектами, но также энергией. Энергия всегда положительна,
поэтому она всегда придает пространству-времени такую кривизну, которая
сближает лучи друг с другом.
Рассмотрим световой конус прошлого (рис. 2.5), представляющий собой
пути сквозь пространство-время лучей света далеких галактик, приходящих к
нам в настоящее время. На диаграмме, где время направлено вверх, а
пространство - в стороны, получается конус с вершиной, в которой находимся
мы. По мере движения в прошлое, от вершины вниз по конусу, мы видим
галактики во все более и более раннее время.

Рис. 2.5. Световой конус нашего прошлого
Наблюдатель смотрит назад сквозь время Галактики, как они выглядели
недавно Галактики, как они выглядели 5 млрд лет назад.

Когда мы смотрим на далекие галактики, то видим Вселенную такой, какой