тот факт, что мы живем в спиральной галактике с перемычкой (мы называем ее Млечный Путь) – одной из множества ей подобных во вселенной – и галактики разделены большими промежутками пустого пространства. В начале ХХ века такой точки зрения придерживались далеко не все. Лишь в 1920-х американский астроном Эдвин Хаббл доказал, что помимо нашей галактики существует еще много других. Подчиняется ли движение галактик неким общим правилам? Хаббл обнаружил такие правила, и одним из самых удивительных открытий столетия стало то, что дальние галактики движутся прочь от нас. Вселенная расширяется.
Чем дальше от нас располагается галактика, тем быстрее она движется от наблюдателя, установил Хаббл, – если она находится вдвое дальше от нас, то скорость ее движения вдвое больше. Галактики, расположенные на периферии, развивают скорость до двух третей скорости света. Означает ли это, что все звезды вселенной движутся прочь от нас? Нет. Ближайшие наши соседи кружат рядом, одни приближаются, другие удаляются. Но между галактическими скоплениями пространство расширяется. Легче представить себе это так: не галактики летят в разные стороны, но разбухает пространство между ними. Да, это упрощение, но вообразите себе, как поднимается в духовке пирог с изюмом. Тесто раздувается, изюмины все дальше отходят друг от друга, и принцип “вдвое дальше – вдвое быстрее” действует на изюмины точно так же, как на галактики.
Если галактики удаляются от нас и расходятся друг с другом, то, значит, когда-то они были гораздо ближе друг к другу, чем теперь (если в этом процессе ничего радикально не поменялось). Так не находились ли они все в некий момент прошлого в одном и том же месте? Огромное количество материи, все вещество вселенной – в одной точке бесконечной плотности?
Это не единственный сценарий прошлого расширяющейся вселенной. Например, могла существовать вселенная вроде нашей, но она сжималась, ее галактики сближались, словно устремляясь к столкновению. Однако на галактики, звезды, атомы и частицы помимо взаимного притяжения действуют и другие силы. Например, планеты вращаются вокруг звезд. В той гипотетической вселенной могло случиться так, что галактики или составляющие их частицы не встретились в точке бесконечной плотности, а пролетели друг мимо друга и вселенная начала расширяться, пока не стала такой, какой мы ее видим нынче. Могло ли так быть? Как было на самом деле? Этими вопросами Хокинг и занялся в своей диссертации. “Основной вопрос заключался в том, было начало или его не было”, – вспоминает Хокинг[91].
Поиски ответа начались для него, как мы упоминали в главе 4, с идеи, предложенной в 1965 году Роджером Пенроузом. Пенроуз раздумывал над вероятной судьбой некоторых звезд (три года спустя Джон Арчибальд Уилер окрестит концепцию Пенроуза звучным именем “черная дыра”). В этой концепции известные нам факты о гравитации сочетались с общей теорией относительности – с представлением о том, как ведет себя свет. Впоследствии друг Хокинга Кип Торн назовет эпоху 1965–1980 годов “золотым веком черных