Текст книги "Современная космология: философские горизонты"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 25 страниц)

1. Теория и факт в динамике космологии

В то время, как естествоиспытатели предпринимают огромные усилия для эмпирической верификации, фальсификации, выбора своих теорий, некоторые подходы в современной философии и эпистемологии науки оценивают подобные усилия довольно скептически. Отмечается, что эмпирическое знание в науке всегда «теоретически нагружено». Согласно тезису Куна-Фейерабенда, каждая теория сама формирует свои факты и ее независимая эмпирическая проверка невозможна. Между теорией и реальностью выстраивается почти непреодолимый барьер. Но существует и другая точка зрения – о единстве теоретического и эмпирического в динамике науки; она разрабатывается с позиций так называемого деятельностного подхода и приводит к противоположному выводу.

Моя точка зрения по этому кругу проблем сформировалась давно^[45] (отчасти под влиянием работ B.C. Степина^[46]) и в своей основе не изменялась, но, естественно, дополнялась и уточнялась. Ее можно суммировать так.

Во-первых, проблема должна рассматриваться в плане взаимосвязи двух типов научной деятельности: теоретической и экспериментально-наблюдательной, которые взаимодействуют между собой как непосредственно в сфере познания, так и через технологическую практику общества, выступающую важным стимулом познания. Проблема взаимной связи эмпирических и теоретических знаний в развитии различных теоретических систем науки и всей системы научного знания представляет собой лишь аспект или «срез» обсуждаемой проблемы. Особенность взаимосвязи эмпирического и теоретического в научной деятельности и научном знании (включая способы проверки научных теорий) определяется, по преимуществу, спецификой познаваемых объектов. Это касается и космологии.

В эпистемологии науки часто обсуждается вопрос: как установить связи систем абстрактных объектов, относительно которых формулируются математизированные теории с эмпирически фиксируемыми объектами. Я разделяю точку зрения B.C. Степина, что эти связи формируются либо на основе схематизации эмпирических объектов, либо путем «адаптации» к ним теоретических структур. Теоретические схемы науки выступают не только системным изображением определенных сторон объекта исследования, но и особой моделью экспериментально-измерительной практики. Модифицируя мысль B.C. Швырева, который рассматривал эмпирическое и теоретическое как две в равной мере необходимые и кардинальные структуры процесса познания, я высказал мнение (которое разделяю и сейчас), что наиболее адекватным является рассмотрение эмпирического и теоретического в научной деятельности как равноправных «партнеров», каждый из которых существует лишь во взаимосвязи с другим и обусловливает другого. Развитие научного знания следует представлять не как переход от одной теории к другой, а как переход от одной совокупности системно организованных теоретических и эмпирических знаний к другой совокупности таких знаний, более близкой к объективной реальности. (Хочу в связи с этим особо подчеркнуть то, что всегда казалось мне очевидным: именно это обстоятельство и приводит к возможности относительно независимой проверки теоретического знания).

Я хотел бы напомнить о статье М. Борна^[47], в которой философия Эддингтона, провозглашающая «триумф теории над экспериментом», оценена как «значительная опасность для здорового развития науки»^[48]. В некотором противоречии с эпистемологическими высказываниями самого Эйнштейна генезис специальной теории относительности Борн видит следующим образом: «Новая теория является гигантским синтезом длинной цепи опытных результатов, а не самопроизвольного колебания мозга». Разумеется, было бы необоснованной придиркой возражать Борну на том основании, что СТО была построена именно в процессе ментальной активности. Ведь основное в его утверждении – роль «опытных результатов». Борн снова и снова подчеркивает значение эксперимента в физике на примере уравнения Шредингера. «Никто не знал, что реально означают волновые функции Шредингера. И опять решение этого вопроса не было свободным изобретением разума, а было вынуждено экспериментальными фактами… Все развитие квантовой механики показывает, как совокупность наблюдений и измерений медленно создает абстрактные формулы для их сжатого описания, и что понимание их значения наступает впоследствии»^[49]. Я не призываю пересмотреть (несомненно, известные Борну) взгляды Эйнштейна на генезис теории как свободное творение человеческого разума. Моя цель скромнее – возразить, хотя бы и ссылкой на авторитет, против принижения роли эмпирического знания, свойственного многим эпистемологам науки под влиянием постпозитивизма.

Во-вторых, при обсуждении проблем теоретической нагруженности фактов науки и возможности независимой проверки теории фактами, следует учитывать сложную структуру эмпирического знания и многообразие связей его подуровней не только с объясняющей теорией, но и с другими теоретическими знаниями. Идея о теоретической нагруженности эмпирического знания явилась ценным вкладом в эпистемологию, но она недостаточно учитывает, что структура эмпирических знаний многоуровневая, причем к фактам в ряде случаев относят разные их уровни.

Е.А. Мамчур выделяет два уровня: интерпретацию-описание и интерпретацию-объяснение. Первый представляет собой констатацию экспериментального (наблюдательного) результата, теоретически нейтральную по отношению к проверяемой или сравниваемой теориям. Второй – как раз его объяснение в недрах той или иной теории, средствами которой он ассимилируется. Этот уровень структуры эмпирического знания несет определенную теоретическую нагрузку, независимую, однако, от объясняющей его теории.

Вполне соглашаюсь с Е.А. Мамчур относительно существования названных уровней и возможности независимой эмпирической проверки отношения теории к исследуемым фрагментам реальности. Но я всегда считал, что структура эмпирического знания еще сложнее. Необходимо выделять большее число уровней (или подуровней?):]) уровень непосредственно данного (например, красное смещение линий в спектрах удаленных галактик, наличие во Вселенной микроволнового фона радиоизлучения, флуктуации его интенсивности, звездные величины Сверхновых типа Iа на разных расстояниях и др.); 2) интерпретационный уровень (включающий целый ряд подуровней), на котором статистика результатов измерений осмысливается с точки зрения физических теорий (скажем, обсуждается проблема, является ли красное смещение следствием эффекта Доплера или каких-то иных факторов, типа старения фотонов; представляет ли микроволновой фон «реликтовое» излучение Вселенной или же его природа иная; означает ли отклонение скоростей отдаленных галактик, определяемое по блеску сверхновых от линейного закона, ускоренное расширение Метагалактики, или же справедливо какое-то из альтернативных объяснений; 3) уровень, на котором смысл того или иного факта, используемого космологами, устанавливается в контексте объясняющей теории (например, теории Фридмана, теории Гамова, инфляционной космологии). При обосновании космологических теорий различие этих уровней знания обязательно следует принимать во внимание – в силу особенностей «теоретической нагруженности» каждого из них. Мне кажется односторонней претензия так называемого пантеоретизма считать, что любой эксперимент, любое наблюдение ставится на основе предсказаний определенной гипотезы или теории и выступает лишь как звено в движении от одной теории к другой. Наука о Вселенной (и не только она) переполнена «случайными» открытиями, которые не могут получить обоснованного теоретического объяснения даже долгое время спустя.

В-третьих, что же представляет собой факт науки в структуре эмпирического знания? Многообразие точек зрения по этому вопросу едва ли не больше, чем по другим аспектам эпистемологии. Мне ближе всего точка зрения П.В. Копнина: «знание приобретает качество фактичности, если оно: 1) достоверно, 2) служит исходным моментом в постановке и решении научной проблемы»^[50]. Отмечу еще точку зрения С.Ф. Мартыновича^[51]: факт – это смысл истинного высказывания, полученного эмпирическим путем.

В этом контексте рассмотрим некоторые факты (или эмпирические знания, считаемые фактами) из предметной области современной космологии.

2. Проблема теоретической нагруженности фактов в космологии

В космологии много фактов, которые не были (хотя и могли быть) предсказаны (например, расширение Метагалактики); фактов, которые были предсказаны, но не той теорией, которой это обычно приписывают, и все равно открыты независимо от предсказаний (например, реликтовое излучение); фактов, неожиданных для теоретиков, т. е. идущих вразрез с их ожиданиями (ускоренное расширение Вселенной) и не получивших теоретического объяснения даже долгое время спустя после их открытия (например, у-всплески). Лишь часть фактов была предсказана и открыта в результате целенаправленного поиска (например, анизотропия реликтового излучения). Таким образом, в космологии, наряду с предсказанными, много фактов, открытых независимо от объясняющих теорий.

Расширение Метагалактики открыто случайно^[52]. Уровень непосредственно наблюдаемого был установлен в качестве «статистического резюме» многочисленных наблюдений красного смещения в спектрах удаленных галактик, проводившихся, начиная с 1914 г. Интерпретационным уровнем выступало объяснение этих наблюдений как обусловленных эффектом Доплера. Разумеется, эта интерпретация потребовала привлечения определенных теоретических знаний из физики, прежде всего из теории колебаний и оптики; в этом смысле эмпирический факт расширения Метагалактики оказывается несущим неустранимую теоретическую нагрузку. Однако вся соль ситуации в том, что включение этого факта в систему знания о Вселенной произошло независимо от разработки объясняющей теории – теории расширяющейся Вселенной, тем более, что она появилась много лет спустя после первых публикаций об этом открытии. Один из важнейших эмпирических законов космологии: скорости взаимного удаления галактик пропорциональны их расстояниям (закон Хаббла) – также был установлен безотносительно к проверке предсказания какой-либо теории. Напротив, именно закон Хаббла придал вес и значение теории, которая сначала не вызвала особого интереса. Лишь в ходе дальнейшего развития науки о Вселенной было достигнуто единство эмпирического и теоретического исследования расширения Метагалактики. Этот простой пример показывает неубедительность пантеоретистской позиции в отношении рассматриваемого явления.

В ходе реконструкции факта расширения Метагалактики вырисовывались все новые моменты. Нельзя было не отметить не только растянутого во времени установления и признания этого факта (особенно его доплеровских интерпретаций). Кроме того, была отмечена и относительно самостоятельная (в известных пределах) жизнь, которую вел каждый из этих уровней знания науки о Вселенной. Например, измерение красных смещений происходило вне зависимости от интерпретации этого эффекта, а интерпретация – иногда независимо от объясняющей теории.

Первые наблюдения красного смещения в спектрах нескольких десятков спиральных и эллиптических «туманностей» появились еще до открытия Метагалактики. Им сразу была дана интерпретация на основе принципа Доплера, что приводило к выводу о наличии во Вселенной небольшого числа объектов природы, удаляющихся от наблюдателя с ранее неизвестными науке скоростями. Этот факт большинству исследователей Вселенной казался крайне странным, вызывал, скорее, недоумение. Но после открытия в 1924–1926 гг. Метагалактики и в 1929 г. эмпирического закона Хаббла стало ясно, что при доплеровской интерпретации красного смещения открыто грандиозное явление расширения наибольшей из природных систем. Но может быть, это был только «сырой материал»? Считаю, что история открытия расширения Метагалактики не свидетельствует в пользу такого взгляда. Напротив, открытие закона Хаббла поставило, что называется, ребром проблему, обсуждавшуюся и в «Диалогах» Галилея – выбора между отношением к реальности двух «систем мира», но на этот раз ньютоновской и фридмановской.

Заслуживает быть отмеченным еще один аспект в длительной истории обоснования эмпирического факта расширения Метагалактики. Ряд исследователей, имевших прямое отношение к становлению этого научного факта, в разное время поддерживал недоплеровские интерпретации красного смещения. Эйнштейн, как известно, ненадолго выступил против теории A.A. Фридмана (потом он признал свою ошибку). A.A. Белопольский, подтвердивший применимость принципа Доплера к световым явлениям, довольно недвусмысленно поддержал интерпретацию красного смещения в космологии как «старения фотонов». Э. Хаббл в отдельные моменты колебался между доплеровскими и недоплеровскими интерпретациями красного смещения.

Если обратиться к осмыслению красного смещения на уровне объясняющей теории («интерпретация-объяснение»), то окажется, что одни и те же факты, даже интерпретированные ранее сходным образом, погружаются в разные теоретические контексты. С точки зрения теории расширяющейся Вселенной, красное смещение стало, в конечном счете, рассматриваться как расширение пространства Метагалактики. Мнение о том, что теория расширяющейся Вселенной наиболее естественным образом объясняет закон Хаббла, было высказано в 1931 г. А. Эддингтоном и В. де-Ситтером, после чего вокруг теории и возник настоящий бум. Но доплеровская интерпретация красного смещения была включена и в контекст ньютонианской космологии (Э. Милн). Теория стационарной Вселенной «компенсировала» разбегание галактик рождением вещества в некоем творящем поле. Оказывается, таким образом, что космологические теории не формируют каждая свои факты, а дают им альтернативные «интерпретации-объяснения». В структуре эмпирического знания есть уровни, сформированные независимо от объясняющей их теории и служащие для проверки ее отношения к реальности. Вопреки почти общепринятому мнению разбегание галактик не было предсказано теорией A.A. Фридмана. Почему – вполне понятно. Основоположник релятивистской космологии считал современные ему данные слишком ненадежными для суждений об ее отношении к реальности.

Рассматривая науку (в том числе космологию) как феномен культуры, можно было бы обозначить еще один уровень интерпретации наиболее фундаментальных фактов науки – мировоззренческий, т. е. метанаучный. В истории открытия и признания расширения Метагалактики этот уровень считается наиболее значимым, (что не совсем верно).

Микроволновое Фоновое излучение является следствием теории горячей Вселенной Г. Гамова^[53]. По предложению И.С. Шкловского у нас его называют реликтовым, но сам этот термин уже содержит в себе интерпретацию. Считается, что оно было открыто А. Пензиасом и Р. Уилсоном в 1965 г.^[54]. Но история открытия реликтового излучения изобилует нестандартными ситуациями, которые идут вразрез с популярными методологическими рецептами.

Было ли предсказано наличие космологического фона реликтового излучения на основе теории горячей Вселенной? В упрощенных и переписанных изложениях истории этого открытия без каких-либо оговорок утверждается: да, Гамов это открытие предсказал (авторы одного учебника по астрофизике говорят осторожнее: «фактически предсказал»). Но все обстояло намного сложнее. Гамов считал, что при том состоянии, в котором находилась только что зародившаяся радиоастрономия, измерение реликтового фона невозможно. Он будет «заглушаться» другими космическими излучениями (по словам Гамова в письме одному из космологов, такая возможность им даже не рассматривалась). Это мнение разделялось большинством исследователей. Кроме того, существовало устойчивое недоверие к теории горячей Вселенной, мотивы которого красочно изложил С. Вайнберг^[55]. Он называет три причины.

1. Гамов и его сотрудники работали в рамках теории, которая имела своей целью описать происхождение всех химических элементов, включая тяжелые. Но эта теория сталкивалась с трудностями, и теоретики «совершенно не желали серьезно относиться»^[56] к такой теории. Пытаясь сделать слишком многое, теория «перестала внушать доверие, которого она действительно заслуживала как теория синтеза гелия»⁴.

2. Недостаточный контакт между теоретиками и наблюдателями.

3. Но самое главное, «физикам было трудно серьезно воспринимать любую теорию ранней Вселенной». Первые три минуты «столь удалены от нас по времени, условия на температуру и плотность так незнакомы, что мы стесняемся применять наши обычные теории статистической механики и ядерной физики»^[57]. Только открытие реликтового микроволнового фонового излучения «заставило всех нас всерьез отнестись к мысли, что ранняя Вселенная была»^[58].

Таким образом, доминировали в равнодушном, скептическом отношении к реликтовому излучению психологические мотивы. Можно допустить, что какую-то роль в определенный момент сыграли позитивистские установки исследователей. Ранняя Вселенная казалась чем-то слишком удаленным от фактов.

Но фактически реликтовое излучение наблюдалось еще до официально признанной даты его открытия. В 1941 г. Мак-Келлар при изучении межзвездного газа обнаружил в спектре одной из звезд линии поглощения циана. Их свойства он объяснил наличием неизвестного излучения, которое в дальнейшем как раз и оказалось микроволновым фоновым излучением. Затем в 1955–1956 гг. микроволновое фоновое излучение из космоса наблюдал Т.А. Шмаонов в Пулкове как некий космический радиофон^[59]. Но значение этих наблюдений не было своевременно понято. Они не получили никакой теоретической интерпретации и остались незамеченными космологами. Я помню о них потому, что проводил наблюдения на соседнем радиометре в то же время, что и Шмаонов (занимаясь совсем другой задачей – исследованием поляризации радиоизлучения Луны). Но, по сути, Шмаонов получил тот же самый результат, что и Пензиас с Уилсоном.

К счастью, как выяснилось при любопытных обстоятельствах, опасения Г.А. Гамова о невозможности наблюдения реликтового излучения оказались неверными. В начале 60-х годов Я.Б. Зельдович выдвинул в противовес теории Гамова свою теорию «холодной Вселенной». Для выбора между этими теориями сотрудники Я.Б. Зельдовича (И.Д. Новиков и А.Г. Дорошкевич) рассчитали общий спектр интенсивности всех электромагнитных космических излучений. Выяснилось, что существует «окно», в котором интенсивность реликтового излучения превышает остальные. Отсюда следовало, что наблюдательный выбор между теориями горячей Вселенной Гамова и холодной Вселенной Зельдовича вполне реален. Но открытие Пензиаса и Уилсона произошло независимо от этого теста – совершенно случайным образом. Дело в том, что оба они были не исследователями Вселенной, а радиоинженерами лаборатории «Белл», которые не ставили перед собой научных задач. Им необходимо было проградуировать радиометр, установив нуль-пункт для шкалы измерений. Для этого они решили направить свой прибор в сторону неба – в область, лишенную ярких радиоисточников. Предполагалось, что тем самым и будет зафиксирована нулевая отметка. Но к огорчению Пензиаса и Уилсона, оказалось, что в любой точке неба измеряется некоторый радиофон с температурой около 3°К. Были предприняты многочисленные и утомительные попытки избавиться от этого ненужного радиофона и поиски объяснения его причин (вплоть до весьма экзотических, например, повышение температуры антенны связывалось с голубиным пометом в ней; это объяснение выступало, таким образом, альтернативой реликтовому излучению!). Но все было тщетно. Тогда Пензиас и Уилсон решили сообщить об обнаруженном ими факте и отправили заметку в журнал. Произошла новая случайность. Статья попала на рецензию к Р. Дике, руководившему группой исследователей, теоретически обосновавших возможность обнаружения реликтового излучения с точки зрения теории гравитации Бранса-Дике (альтернативной эйнштейновской), и собиравшемуся приступить к поискам. Пензиас и Уилсон ненамного их опередили. В свою очередь, Дике и соавторы опубликовали сообщение в том же номере журнала. Так было сделано одно из величайших открытий не только космологии, но и всей науки XX века. Вопреки современным историко-научным мифам никто не искал реликтовое излучение с целью проверки предсказания теории. Напротив, существенную эвристическую роль в его исследовании сыграл прямо противоположный мотив: желание опровергнуть эту теорию, заменив ее альтернативой – построенной в рамках релятивистской космологии теории холодной Вселенной, которая была выдвинута Я.Б. Зельдовичем. Оно произошло случайно, причем оказалось не только непредвиденным, но и «нежеланным», от него хотели избавиться всеми возможными способами. Эти обстоятельства еще раз подчеркнули убедительную силу аргументов природы в ее диалоге с наблюдателем. Наблюдения подтвердили теорию горячей Вселенной Гамова, приверженцами которой стали Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков. Теория холодной Вселенной была названа ими примером «полезной ошибки»^[60].

Следует отметить, что более значимой для космологии была роль открытия микроволнового фонового излучения в контексте другой оппозиции: между теорией горячей Вселенной и теорией стационарной Вселенной, драматическая схватка между которыми оказалась скоротечной. Открытие реликтового излучения оказалось «решающим экспериментом», но не потому, что с позиции стационарной Вселенной нельзя было придумывать все новые объяснения этого феномена, а потому, что в сообществе космологов произошел психологический перелом. Они как-то сразу и навсегда потеряли интерес ко всем альтернативам. Таким образом, в космологии снова повторилась ситуация, когда надежно установленный факт придал резонансное значение теории, до того вызывавшей среди теоретиков лишь равнодушие и скепсис.

Но была ли тем самым верифицирована теория Гамова и фальсифицирована теория стационарной Вселенной? Нет. Обе альтернативные теории были частично верифицированы и частично фальсифицированы, хотя и в разной степени. Основной целью, которую ставил себе Гамов, было объяснение происхождения всех химических элементов в процессе рождения (creation) Вселенной. Наиболее сильный аргумент в теории Гамова был ошибочным. Он исходил из заниженной оценки возраста Вселенной, связанной в свою очередь с ошибочным значением постоянной Н в законе красного смещения Хаббла. Получалось, что химические элементы не успевали «свариться» в звездах. Пересмотр шкалы возраста Вселенной выбил почву из-под этого аргумента. Но водород и гелий действительно имеют космологическое происхождение, и открытие реликтового излучения это подтвердило. Тем самым, теория горячей Вселенной, оказавшись неспособной решить проблему происхождения всех химических элементов, объяснила, как возникла основная часть барионного вещества Вселенной. Изюминка ситуации в том, что реликтовое излучение было непредсказанным следствием теории, основанной, в числе прочих, и на ошибочных предпосылках и оказавшейся в значительной части неверной по своему содержанию (генезис тяжелых элементов). В соответствии с наивным фальсификационизмом, такая теория должна быть отвергнута, но она оказалась – в серьезно скорректированном виде – одной из основополагающих в современной космологии, да и в науке в целом.

В структуре эмпирических знаний о реликтовом излучении Вселенной выделяются все три отмеченных уровня. Уровень непосредственно данного включает «статистические резюме измерений», доказывающих: 1) само наличие во Вселенной фонового излучения с температурой 2,73°К; 2) распределение его энергии в спектре, соответствующее закону Планка; 3) приблизительную однородность и изотропность фона излучения. Эти наблюдения оказались в определенной степени теоретически нагруженными – знаниями из области теории излучения. Наиболее существенно, однако, что лишь на последующих этапах они оказались связанными с использованием объясняющей теории.

Анизотропия реликтового излучения как наличие сравнительно мелких неоднородностей температуры (т. е. интенсивности этого излучения на небесной сфере) была теоретически предсказана еще в конце 60-х годов XX века на интерпретационном уровне. Она должна вызываться несколькими факторами: 1) эффектом Сакса-Вольфа, суть которого в том, что фотоны могут и приобретать, и терять энергию в гравитационном поле; 2) эффектом Силка – флуктуации плотности вещества должны сопровождаться флуктуациями числа фотонов; 3) эффектом Доплера – частота, т. е. энергия фотонов может меняться в зависимости от того, движутся ли они от нас или же к нам. Общей причиной всех этих эффектов, как считали теоретики, служат возмущения метрики в ранней Вселенной вблизи эпохи инфляции, так что наличие анизотропии реликтового излучения часто рассматривают как предсказание инфляционной космологии. Анизотропия реликтового излучения – источник ценнейших сведений о ранней Вселенной.

Ускоренное расширение Вселенной явилось открытием, не только совершенно неожиданным для космологов, но и прямо противоречившим их ожиданиям. Считалось вероятным, что в ходе эволюции нашей Вселенной, т. е. Метагалактики, скорость ее расширения должна уменьшаться под влиянием гравитации. Собственно говоря, эксперименты и были поставлены для того, чтобы определить величину скорости замедления. Но природа преподнесла исследователям очередной сюрприз. Оказалось, что на самом деле Вселенная расширяется с ускорением, которое началось около 6–8 млрд. лет назад (до этого Вселенная расширялась с замедлением). Это открытие было даже названо «шоковым».

Измерения велись по вспышкам Сверхновых типа 1а в далеких галактиках с помощью космического телескопа Хаббла. По форме кривой блеска такой звезды можно измерить ее светимость в максимуме, т. е. полное количество излучаемой энергии, отнесенное к стандартному расстоянию. Сравнение с наблюдаемой яркостью звезды позволяет вычислить ее расстояние (с точностью до 15 %). Далее по спектру Сверхновой измеряют ее красное смещение и, следовательно, скорость удаления галактики, в состав которой она входит. На основании этих данных можно выявить корреляции «видимая яркость – расстояние до галактики». В 1998–1999 году две группы исследователей – одна возглявлялась Б. Шмидтом и А. Рисом^[61], другая – С. Перлмутером^[62], сообщили, что наша Вселенная расширяется ускоренно. Наблюдения показали, что убывание яркости Сверхновых происходит, в среднем, быстрее, чем предсказывала стандартная модель. Очень далекие Сверхновые оказываются более яркими. Отсюда следует, что скорость галактики, в состав которой входят исследовавшиеся Сверхновые, со временем возрастает.

Ускоренное расширение Вселенной сравнивают с эпохой новой инфляции. Подсчитано, что удаленные галактики будут постепенно исчезать за горизонтом видимости, как бы уничтожая наблюдательные свидетельства Большого взрыва. Спустя 135 млрд. лет воображаемый наблюдатель на Земле увидит только ближайшие галактики, но затем уйдут и они. В сфере видимости останется только наша собственная Галактика, звезды в которой начнут потухать и рассеиваться в пространстве.

При анализе структуры рассматриваемого факта обнаружение нелинейной зависимости видимой яркости Сверхновых 1а от их расстояний (определенной, заметим, по статистической обработке сравнительно небольшого числа звезд) следует относить к уровню непосредственно данного. Далее должен следовать интерпретационный уровень, который включает несколько ступеней. Вывод об ускоренном расширении Вселенной – это первая ступень интерпретации. По вопросу о том, является ли такая интерпретация единственно возможной, идут споры, выдвигаются и другие интерпретации. Но большинство теоретиков-космологов убеждено, что объяснить наблюдаемую корреляцию можно только механизмом ускоренного расширения. Ее теоретическая нагруженность определяется сравнением со стандартной космологической моделью и выявлением отклонений от нее. Этот уровень структуры эмпирического знания и следовало бы считать конституирующим важнейший для космологии факт. Многие космологи именно так и поступают. Но есть немало теоретиков, которые идут дальше, включая те же фактуальные знания также в интерпретацию причин расширения Вселенной как следующий подуровень интерпретации. Обычно говорят об открытии всемирного антитяготения.

А.Д. Чернин продолжил интерпретировать открытие ускорения Вселенной следующим образом: «В 1998–1999 гг. две группы астрономов-наблюдателей сообщили об открытии всемирного антитяготения». После открытия антитяготеющей среды, продолжает А.Д. Чернин, «для нее стали придумывать названия». Одно из них – темная энергия – получила распространение. Но сама эта среда может иметь разную физическую природу. Космологи говорят о моделях двух типов: Λ-член (вакуум) и квинтэссенция. Кроме того, предложены модели, основанные на так называемой фантомной энергии. А.Д. Чернин является сторонником модели космического вакуума, которую он также рассматривает как открытие, сделанное современной космологией. По словам А.Д. Чернина, «наблюдательные данные все более указывают на то, что антитяготеющая среда – это вакуум Эйнштейна-Глинера, описываемый космологической константой»^[63].

Если факт ускоренного расширения Вселенной (его достоверность сейчас проверяется новыми, все более точными наблюдениями) мало зависит от какой-либо объясняющей теории, то с другими упомянутыми феноменами, которые рассматривают иногда как факты (темной энергией, вакуумом), дело обстоит иначе.

Во-первых, нельзя считать полностью доказанным фактом само существование темной энергии. Это – лишь следующая ступень интерпретации данных наблюдений, требующая дополнительного обоснования. Некоторые космологи выдвигают альтернативные модели, которые большинству кажутся маловероятными, но все же пока не исключены из рассмотрения. В противовес сценарию ускоренного расширения Вселенной был выдвинут альтернативный сценарий, в основе которого – отказ от принципа однородности. Считается, что расширение Вселенной все-таки происходит с замедлением, но темпы его различны в зависимости от области пространства. Возможно, окружающая нас область Вселенной содержит меньше вещества, чем необходимо, чтобы задержать расширение, и оно замедляется не такими темпами, как в других областях.

Во-вторых, если признается, что существование антитяготения представляет собой доказанный факт, то дальнейшая интерпретация этого факта все-таки неоднозначна. Существование космологического вакуума, являясь дальнейшей ступенью интерпретации все тех же данных о кинематических особенностях Сверхновых Iа, погружено в объясняющую теорию, которой выступает инфляционная космология. С точки зрения этой теории космологический вакуум – наиболее вероятный «кандидат» на роль среды, способной породить инфляцию в ранней Вселенной. Обычно предполагается, что вакуумное состояние соответствует одному или нескольким скалярным полям. Как показал Я.Б. Зельдович, вакуум эквивалентен материи, обладающей плотностью и отрицательным давлением. Флуктуации вакуума способны порождать «пузыри», раздувание которых приводит к возникновению целых вселенных. Плотность энергии вакуума составляет ρ = 7∙10^-30г/см³, что выше плотности всех других форм вещества и энергии во Вселенной. Никаких прямых наблюдательных данных, подтверждающих существование космологического вакуума, нет. Он вводится на основе критерия когерентности знания, позволяющего свести воедино кое-что из известного о ранней Вселенной. Но все же существование этого типа вакуума едва ли стоит уже сейчас считать установленным фактом. Оно вполне может подтвердиться, но может и не подтвердиться. Об открытии космологического вакуума говорить пока рано (если не отступать от общепринятого смысла термина «открытие»). Эта интерпретация ускоренного расширения буквально «растворяется» в контексте объясняющей теории.