Обнаружена рукопись утраченной теории Эйнштейна

В 1931 году физик исследовал теорию стационарной Вселенной. Судя по рукописи, которая десятилетиями оставалась незамеченной, Альберт Эйнштейн однажды проявил интерес к альтернативе Большого взрыва — теории о том, что Вселенная расширяется неизменно и вечно.

Работа, написанная в 1931 году, напоминает труды британского астрофизика Фреда Хойла, появившиеся почти двадцать лет спустя. Эйнштейн вскоре забросил эту идею, но находка свидетельствует о том, насколько тяжело ему было принять мысль об одномоментном возникновении Вселенной.


Теория Большого взрыва получила эмпирическое обоснование в 1920-х годах, когда американский астроном Эдвин Хаббл и другие учёные обнаружили, что далёкие галактики убегают от нас и что само пространство как будто расширяется. Казалось логичным предположить, что в прошлом наблюдаемая Вселенная была очень плотной и горячей.

Однако в конце 1940-х Хойл нашёл аргументы в пользу того, что пространство расширяется вечно, а плотность Вселенной остаётся неизменной: постоянно добавляется новая материя, и непрестанно возникают новые элементарные частицы, из которых затем складываются новые галактики и звёзды. Вселенная Хойла бесконечна, поэтому её размер не увеличивается. Она стационарна.

Только что найденная рукопись говорит о том, что Эйнштейном владела, по сути, та же самая мысль. «Дабы плотность оставалась неизменной, должны постоянно возникать новые частицы материи», — писал он, например. По-видимому, работа была создана во время путешествия в Калифорнию в 1931 году — об этом отчасти свидетельствует почтовая бумага.

Рукопись хранилась на видном месте в иерусалимском Архиве Альберта Эйнштейна и находилась в свободном доступе на сайте организации, но была ошибочно названа первым наброском другой работы Эйнштейна. Физик Кормак О'Раферти из Уотерфордского технологического института (Ирландия) сообщает, что чуть не упал со стула, когда понял, о чём эта статья. Вместе с коллегами они выложили описание находки и перевод немецкого оригинала на английский на сайте arXiv.org и отправили свою работу в редакцию издания European Physical Journal.

«Эта находка подтверждает, что Хойл не был чудаком», — замечает соавтор исследования Саймон Миттон, историк науки из Кембриджского университета (Великобритания), выпустивший в 2005 году биографию Фреда Хойла. Сам факт, что Эйнштейн флиртовал с моделью стационарной Вселенной, мог бы сильно помочь Хойлу, когда тот осмелился предложить научному сообществу свою теорию. У г-на О'Раферти нет сомнений, что Хойл обязательно сослался бы на статью Эйнштейна, если бы знал о её существовании.

Хотя модель Хойла была со временем опровергнута астрономическими наблюдениями, с математической точки зрения её можно считать вполне состоятельной: из уравнений общей теории относительности Эйнштейна действительно следует механизм спонтанного образования материи. Рукопись Эйнштейна свидетельствует о том, что поначалу он верил в возможность обоснования такого механизма на базе своей первоначальной теории без необходимости её модификации. Но затем, если верить г-ну О'Рафтери и его коллегам, учёный понял, что допустил ошибку в вычислениях. Когда оплошность была исправлена (число зачёркнуто ручкой с другими чернилами), он, возможно, решил, что идея не заслуживает внимания и отказался от неё.

Не сохранилось никаких сведений о том, чтобы Эйнштейн с кем-либо обсуждал эти расчёты. Космолог Джеймс Пиблс из Принстонского университета (США) подозревает, что Эйнштейн был охвачен внезапным возбуждением, сел за работу, но вскоре убедился в ошибочности мысли, показавшейся поначалу гениальной, и больше к ней не возвращался.

Нам, потомкам, этот эпизод интересен прежде всего тем, что он демонстрирует стойкое отвращение, которое Эйнштейн питал к теории Большого взрыва, хотя другие учёные ясно показали, что она самым естественным образом вытекает из его же общей теории относительности. И Эйнштейн не был одинок. Кембриджский астроном Артур Эддингтон тоже относился к Большому взрыву с подозрением, видя в нём что-то мистическое. Так или иначе, но расширение пространства было доказано, и Эйнштейну пришлось «разлюбить» неподвижную Вселенную. Модель устойчивого состояния позволяла примирить одно с другим, и, наверное, поэтому он какое-то время заигрывал с нею.

Подготовлено по материалам Nature News.