Отпечатъци от пръстите на Бога
Възможно ли е емпирично да бъде тестван космологичният модел на Сътворението, описан в Библията
През 1931 г. австрийският математик Курт Гьодел извежда теоремата за непълнотата, според която формалните системи на логиката и математиката са семантично непълноценни и не позволяват строго доказателство (или опровержение).
Като най-прост пример можем да посочим невъзможността за разрешение на апориите на Зенон–Ахил (най-бързият бегач от древността) не би могъл да настигне една костенурка, ако тя е стартирала само няколко крачки пред него.
Досега никой не е могъл да опровергае твърденията на елейския мислител чисто теоретично, но на практика дори едно малко дете може лесно да се справи с подобна задача. Затова днес не е достатъчно да бъде създадена една научна постановка, но от нея трябва да произтичат определени следствия, които да позволяват емпирична проверка на нейната истинност.
Най-същественият недостатък на християнския възглед за Сътворението си остава обстоятелството, че той се основава най-вече на критиката на еволюционното учение, а не развива своя собствена теория, която да бъде подложена на верификация.
В тази статия за пръв път ще се опитаме да представим библейски модел, който позволява неговите следствия да бъдат изведени теоретично с помощта на физиката и математиката, както и да могат да бъдат проверени наблюдателно, експериментално, чрез компютърна симулация и пр.
І Теория за Големия взрив
Добре известно е, че теорията на Големия взрив се крепи на три наблюдателни стълба – разширението на Вселената, реликтовото лъчение и изобилието от леки елементи. Класическата постановка на тази концепция обаче не е в състояние да се справи с редица предизвикателства, които се изправят пред нея, като например проблемите с космическия хоризонт, плоския характер на пространството, магнитните монополи и др.
Към края на 1979 г. Алън Гут и Хенри Тай в една своя статия разработват т.нар. инфлационна космология, която отстранява посочените трудности, стоящи пред Стандартния модел. Според тях малко след началото енергията на Вселената се носела от инфлатонно поле с отрицателно налягане.
Благодарение на него за период около 10-35 секунди било предизвикано грандиозно избухване и Вселената се раздула експоненциално повече от 1030 пъти. Полето постепенно освобождавало съдържащата се в него енергия под формата на почти еднородно море от частици и лъчение, като по-нататък нещата се развили според конвенционалния сценарий (виж табл. 1).
По съвместен проект на НАСА и Принстънския университет през 2001г. беше изведен в орбита спътникът WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe – Сонда за Микровълнова Анизотропия “Уилкинсън”), който измери реликтовото лъчение с около 40 пъти по-голяма точност и разделителна способност от предишния спътник – COBE.
В началото на 2003 г. са анализирани резултатите от него и благодарение на потока от най-точни данни полето от космологични предположения беше прочистено. Като единствени претенденти останаха инфлацията (по-точно някои от нейните варианти) и цикличният модел (но за плоска вселена!) на Стайнхарт–Турок1. Последният предвижда ускорителното разширение на пространството2, докато при инфлацията то изглежда като нескопосана добавка.
Ако обаче ускоряването на галактиките не бъде потвърдено, инфлационният модел може да оцелее, но тогава отново ще възникне загадката около недостигащите 73% от енергийния бюджет на Вселената (виж фиг. 1).
През месец май 2009 г. Европейската космическа агенция (ЕКА) изведе на орбита обсерваторията „Хершел” заедно с телескопа “Планк”, който има 10 пъти по-добра разделителна способност от WMAP. Планира се и друг спътников експеримент – CMBPol (Cosmic Microwave Background Polarization experiment – Експеримент за Поляризацията на Космическия Микровълнов Фон).
Според редица инфлационни модели гравитационните вълни от Големия взрив трябва да са оставили отпечатък върху поляризацията на реликтовото лъчение. Затова тези спътници няма просто да отчитат отклоненията в температурата му, но ще измерват и неговата поляризация (средната посока на спиновете на регистрираните микровълнови фотони).
Тук нещата стоят точно обратно, т.е. при засичане на първични гравитационни вълни ще се изключи цикличният подход, а ще се потвърди инфлационният апарат.
Накратко ще изтъкнем само някои от по-основните недостатъци на стандартния сценарий.
Сингуларното начало изисква от космологията строго решение, което инфлацията не е в състояние да даде, защото все още няма добра интеграция в теорията на струните и затова не е част от сливането на квантовата механика и общата теория на относителността.
Никой не може да каже откъде по-нататък се появява инфлатонно поле, с подходяща форма на потенциалната енергия за възникване на инфлацията. Не знаем и точните параметри на избухването – кога се случва, колко време трае, какво количество енергия преобразува в частици и лъчение, и пр. Затова няма как да се избегне и впечатлението, че физиците просто нагласяват своите концепции така, че да съвпаднат с астрономическите наблюдения.
Най-значимият провал на хипотезата за Големия взрив обаче си остава въпросът за барионната и лептонната асиметрия. Като се допълни и статистическият абсурд произведените протони и електрони да са точно равни количества (иначе всички структури, с изключение на атомните ядра, ще бъдат разкъсани), се оказва, че тази концепция изобщо не би могла и да стартира, понеже няма как рационално да обясни появата на материята.3
Не по-малко фундаментални са и проблемите на теорията относно невероятно сложното построение на атомите, звездите и космическите системи. Затова не бива да ни учудва мнението на критиците, че макар да решава някои второстепенни въпроси, съвременната хипотеза за Големия взрив всъщност не може да намери задоволително обяснение за произхода на Вселената.
Емпиричните данни, чрез които се тестват космологичните модели, се отнасят за времето от момента на Големия взрив до около 380 хил. г. по-късно, т.е. до появата на КМФ. Тук обаче ще се опитаме да включим и интервала от 200–500 млн. г., когато се раждат първите звезди и протогалактики до оформянето на зрелите галактики – приблизително 3, 3 млрд. г. след старта на Вселената (виж табл. 1).
ІІ Диалектически материализъм
Няма единно мнение за възможните етапи при възникването на галактиките. В началото на ХХ век големият английски астроном Дж. Джийнс предлага една от първите хипотези в това направление. Според него отначало е съществувало пространство, равномерно запълнено с разреден газ. В резултат на гравитационното му свиване и въртене се образували отделни мъглявини с правилна сферична форма.
После, като продължава да се свива, а следователно и като ускорява своето въртене, мъглявината се сплесква до елипсовиден диск. Гравитационните полета на съседните мъглявини предизвикват изтичане на вещество от диска, което при въртенето му се завива в спирални ръкави. Повишената плътност на газообразната материя в тези разклонения спомага за първоначалното образуване на звезди именно в тях.
Хъбъл допълва, че така образуваните спирални галактики накрая може би разрушават своята структура и умират като неправилни.
Съществува и точно обратният възглед. Според една хипотеза на К. Вайцзекер отначало светът представлява хаос от дифузна газова материя, намираща се в силна турбулентност. Това означава, че навсякъде в първичната мъгла бушуват гигантски вихри, под чието действие се появяват и първите сгъстявания, първите облаци от прах и газ с неправилна форма.
Облаците се въртят около своята ос, сплескват се и се превръщат в спирални галактики. В спиралните разклонения започва образуването на звезди. С течение на времето спиралните галактики губят своите ръкави и се превръщат в устойчиви елиптични системи.
Създадени са всякакви хипотези, показващи различни възможности за образуване на галактиките и прехода им от един вид в друг. Но задълбоченият анализ и пресмятанията дават да се разбере съвсем ясно, че нито една от тях не може да се счита за особено убедителна.4
Ако приемем натуралистичната позиция, според нея небесните тела и системи би трябвало да са се образували чрез хаотични сблъсъци, с подредба на случаен принцип. С други думи, в периода от 200–500 млн. до 3,3 млрд. години би трябвало да се очаква генерирането на мощни гравитационни вълни, защото ще има извънредно чести сливания между телата в системите и колизии между протогалактики, водещи до тяхното нарастване, както и до образуването на едромащабните структури (купове, гигантски облаци от галактики и др.) на Вселената.
Друг проблем е дали на случаен принцип изобщо би могло да се стигне до изключително красивата и сложна йерархическа подредба на небесните формирования – планетни, звездни, галактични и пр., – както и до тяхната огромна устойчивост във времето (изчислено е например, че Млечният път ще остане стабилен за около 1016, т.е. десет милиона милиарда години).
ІІІ Християнски теизъм
Повествованието в началото на книгата Битие ни разкрива, че Бог сътворява материята от нищо и разгръща своя грандиозен замисъл при построяването на Вселената. Ние трябва да си дадем сметка, че създаването на подобна динамична конструкция е неимоверно сложно задание, защото във всеки един момент тя е организирана по различен начин и при това винаги запазва равновесието си.
Нека да припомним, че само Метагалактиката (видимата част от нея) съдържа повече от 1022 тела и над 1011 космични системи (асоциации, купове, галактики и т.н.), чието взаимно влияние трябва да се вземе предвид.
Когато се опитаме да проектираме Млечният път например, с неговите над 200 милиарда светила (а още и звездни купове, планетни системи и пр.), веднага ще проумеем, че нещата са извънредно комплицирани. Всеки член на галактичното „семейство“, ако го приемем за абсолютно твърдо тяло (което не изпитва никакви деформации), има степени на свобода, т.е. може да се движи в три различни направления и да се върти около три взаимно перпендикулярни оси.
В такъв случай, за да се определи положението на тялото в пространството, трябва да се дават числени стойности на трите координати и на трите ъгъла на въртене (като се следи и скоростта на изменение на тези параметри във времето). За да бъде прецизирано решението на задачата обаче, е необходимо да се уточни, че нито едно от небесните тела не е абсолютно твърдо.
Модификациите в неговата форма, приливите и отливите, променят скоростта на въртенето му и направлението на оста на въртене, откъдето варират силите на взаимно привличане и се нарушават орбитите на другите тела.
Нужно е да се отчетат и: електричните и магнитни взаимодействия; дефекта на масата (звездите постоянно губят част от масата си); да се вземе под внимание променящото се гравитационно поле на останалите обекти в системата (а дори за три тела координатите и скоростите вече стават неизчислими5); срещаните понякога резонанси (например между спътниците и планетите в Слънчевата система); влиянието на междузвездната среда; някои релативистки ефекти и още много, много други неща, които е трудно дори да изброим.
При търсене на общото решение на задачата за съвкупността от по-високи йерархични образувания (купове и свръхкупове от галактики), които изграждат Вселената, ето в какво още се изразява спецификата на нейната трудност. Да допуснем, че всяка една небесна система има огромен брой, например N, подредени състояния при различни стойности на масите и орбиталните характеристики на телата в нея. (Приемаме, че този брой е голям – N, но не и безкраен, понеже количеството вещество и размерите на реалните космически системи са ограничени.)
Когато системите са две и ги разглеждаме като подсистеми на една цялостна система, тогава поради взаимните им влияния множеството от подредени състояния на цялата система ще представлява сечението само от онези подредени състояния, които са общи и за двете подсистеми.
Ако подсистемите са три, множеството от допустими състояния на общата система се ограничава още – до тези положения, в които и трите подсистеми ще са в равновесие. И така, колкото повече са подсистемите, толкова по-малко остава множеството от общите им равновесни състояния. Нищо чудно за огромния брой небесни системи във всемира да има само една-единствена възможност, при която всички те са в хармония помежду си и изграждат цялостната динамична структура на Вселената.
Но при посочените разсъждения не взехме предвид измененията, които стават във всяка подсистема. Ако една система е съставена от две подсистеми например, редът в нея не е „механичен сбор“ от две устойчиви състояния на подсистемите ѝ. (При йерархичните структури цялото е по-голямо от сумата на своите части.)
Редът във всяка подсистема вече се изчислява като нещо качествено ново, защото се вземат предвид външните влияния, оказвани от другата подсистема. В такъв случай новият ред във всяка подсистема не е подмножество на множеството от устойчивите ѝ състояния (понеже тук са отчетени единствено влиянията между собствените ѝ тела).
Изобщо при всяко увеличаване на броя на подсистемите се изменя не само общият ред в цялата система, но и редът във всяка подсистема, защото те са взаимозависими и трябва при свързването си да изграждат единна цялостна структура. Но ако е необходимо да се проектира Вселената като единно цяло, то и изпълнението на задачата трябва да следва именно зададения план, в който всичко е предвидено; в противен случай този прекрасен „архитектурен храм“ е възможно да рухне твърде бързо.6
Грандиозното построение на всемира е накарало Пол Дирак, един от най-големите експерти по математическа физика, да възкликне: „Човек сигурно би описал ситуацията с думите, че Бог е математик от висока класа и е използвал доста сложна математика, когато е конструирал Вселената. Слабите ни математически постижения ни помагат да разберем една малка част от Вселената и колкото повече се развива математиката, толкова повече можем да се надяваме, че ще разбираме Вселената по-добре.”7
(Бог, разбира се, не е необходимо да прави изчисления – Той притежава пълното знание, премъдрост и всемогъщество, поради което извиква едно съвършено мироздание в съществуване без никакво интелектуално и творческо усилие!)
Но както показват наблюденията, редът в тези системи се руши – звездите избухват, галактиките се сблъскват и т.н. Посочените промени водят до драстично изменение на взаимовръзките между членовете в системите, като в крайна сметка ще доведат и до тяхната гибел.
Тези заключения удивително добре се съгласуват с библейското становище по въпроса. Там е отбелязано, че в началото „Вселената е била утвърдена, та да не може да се поклати“ (Пс. 95:10), но вследствие греха на човека цялото създание е било подчинено на „робството на тлението“, т.е. разрушението (Римл. 8: 20, 21)8.
Както е видно, според материализма посоката на процесите в природата би трябвало да е от хаос към ред, а при теизма се очертава точно обратната тенденция – от ред към хаос (което е в пълно съгласие и с ІІ принцип на термодинамиката – законът за нарастването на ентропията[9]).
През 70-те години на ХХ век, като разглеждат началните условия за възникването на света, Б. Колинс и С. Хокинг, чрез надлежен математичен анализ, показват, че „…вселена, която не е абсолютно правилна, е неустойчива. С други думи една хаотична при възникването си вселена би ставала все по-хаотична впоследствие„.10 Получава се „ефектът на доминото“ – с течение на времето хаосът се мултиплицира, т.е. увеличава се безпорядъкът, дезорганизацията, докато напълно се разруши редът в цялата система.
Като приложим съответните математически методи и средства, а също и подходяща компютърна симулация, бихме могли да проверим дали този принцип се запазва същият и за по-сложните структури на Вселената – планетни, звездни, галактични и пр.
Ако се направи вероятностна крива на разпределението на устойчивостта на небесните системи (възникващи на случаен принцип) във времето, би могло да се отчете валидна ли е тя при огромния брой наблюдавани галактики – над 175 млрд., който ни позволява отлично да тестваме статистическите прогнози.
Например резонно е да се очаква, че даден процент от галактиките не ще успее да стигне до устойчиво динамично равновесие и по такъв начин би трябвало да забелязваме немалък брой от тях, които са в момент на колапс.
Друг проблем е дали галактиките ще са способни да увеличават своите размери в резултат на последователни колизии и да се пренареждат в нови дълготрайни конфигурации и т.н.
(Още отсега сме в състояние да кажем обаче, че целият Космос е невероятно добре балансиран и подреден – сблъскващите се звезди и галактики са съвсем нищожен брой, – което ни навежда на мисълта, че едва ли е организиран на случаен принцип!)
Снимката, наречена “Ултрадълбочинно поле на Хъбъл” (фиг. 2) ни показва над десет хиляди галактики на около 13 млрд. светлинни години, което се потвърждава и от техните спектрални линии, получени с помощта на наземни телескопи. Наистина доста от тях са дребни, със странни и удивителни форми, на сцената откриваме и мистериозните квазари, но немалка част са досущ като днешните галактики.11
Ако приемем, че сме станали свидетели на възникването на едни от първите протогалактики (формиращи се едва 700 милиона години след Големия взрив), би трябвало сблъсъците между звездите в тях, както и помежду им, да са съвсем обичайно явление. (Според теорията, зрелите галактики се образуват цели 2, 6 млрд. години по-късно – виж табл. 1).
Налага се да се замислим защо наблюдаваната картина толкова много се разминава с нашите очаквания?! Тоест защо никъде не съзираме процеса на зараждането на галактиките, а те навсякъде се появяват пред нас в напълно завършен вид? Това ни кара да се запитаме дали учените, с помощта на следващото поколение телескопи, няма да открият, че всички галактики са били подредени още от самото начало на Вселената?!
„Оглушителното мълчание” на наличните детектори на гравитационни вълни свидетелства в абсолютно същата посока!12
ІV Библейски космологичен модел
Разказът в книгата Битие възвестява, че сътворението на Земята и небесните светила става през първия и четвъртия творчески дни:
„В начало Бог сътвори небето и земята. А земята беше безвидна и пуста; тъмнина се разстилаше над бездната, и Дух Божий се носеше над водата. Рече Бог: да бъде светлина. И биде светлина. Видя Бог, че светлината е добро нещо, и отдели Бог светлината от тъмнината. Светлината Бог нарече ден, а тъмнината – нощ. Биде вечер, биде утро – ден един.
……………………………..
И рече Бог: да бъдат светила на небесната твърд (за да осветляват земята и), да отделят ден от нощ и да бъдат знакове и за времена, и за дни, и за години; да бъдат те светила на небесната твърд, за да светят на земята. Тъй и стана. И създаде Бог двете големи светила; по-голямото светило да управлява деня, а по-малкото светило да управлява нощта, създаде и звездите; и ги постави Бог на небесната твърд, за да светят на земята, да управляват деня и нощта и да отделят светлина от тъмнина. И видя Бог, че това е добро. Биде вечер, биде утро – ден четвърти.”
Според християнската теология Бог сътворява световете ex nihilo, т.е. от нищо. Почти всички библейски тълкуватели смятат, че под „небе” в първия стих се разбира невидимият свят, където е престолът на Бог, заобиколен от ангелите, херувимите, серафимите и пр.
Този трансцедентен свят е описан по-подробно в книгите на Исаия, Иезекиил, Откровение и др., но ние няма да се спираме на него. По отношение на думата „земя” мненията се разделят основно на две категории:
А) Едни приемат, че освен Земята, с нея е означена цялата материя в Космоса, например като газово-прахови облаци. В такъв случай, по заповед от Бога, по-нататък в тях трябва да са се оформили небесните тела и да са започнали да кръжат по своите орбити, образувайки планетни, звездни и галактични системи.
Б) Други намират, че словото „земя” се отнася само за нашата планета, а Слънцето, Луната и звездите се появяват на четвъртия ден, следователно Вселената възниква изведнъж изцяло подредена.
Емпирични следствия
1.) При библейския модел с Голям взрив можем да означим мигновеното сътворение на пространствено-времевия материален континуум ex nihilo, но за разлика от стандартния сценарий нещата тук не започват от една точка.
Математическият опит да бъдат обединени общата теория на относителността и квантовата механика убедително показа, че Вселената няма как да е стартирала от точка с нулев размер и безкрайна плътност, което поставя въпроса: какъв е бил първоначалният ѝ обем?
Към 2020 г. НАСА и ЕКА планират да изведат в орбита най-съвършения детектор на гравитационни вълни – LISA (Laser Interferometry Space Antenna). Както се изразяват някои учени: „той ще бъде в състояние да снеме отпечатъци от пръстите на Бога, оставени върху тъканта на Космоса още в първите моменти на Сътворението, за да разберем по какъв точно конкретен начин е възникнала Вселената”.13
2.) Библейският модел предвижда, че образуването на звездите е станало само веднъж, в зората на времето. В такъв случай би трябвало да наблюдаваме тяхното зараждане единствено в най-ранните галактики (или да открием, че в началния миг Вселената се появява изцяло подредена).
Чрез съвместните усилия на НАСА, ЕКА и Канадската космическа агенция през 2018 г. в хелиоцентрична орбита ще се позиционира космическият телескоп „Джеймс Уеб“, чиято мисия ще бъде търсенето на светлина от първите формирали се звезди и галактики.
Според класическата теория обаче небесните светила не се появяват само в началните ери от възникването на всемира, а се образуват непрекъснато и до днешен ден.
Щом като е така, броят на звездите, намиращи се в дадена фаза от развитието си, е пропорционален на времето, което те прекарват в нея. Стадият на протозвезда е около сто пъти по-кратък от времето, което звездите престояват върху Главната последователност. Това показва, че наблюдаваните протозвезди трябва да са около 100 пъти по-малко, отколкото нормалните звезди.
В Млечния път и другите над тридесет галактики от Местната група много добре се виждат не само ядрата и структурните особености, но и отделните звезди, куповете, мъглявините и т.н. Общият брой на звездите в тях се определя между 2000 и 3000 милиарда, така че те дават една много добра основа да правим статистически изводи за това, как протичат различните стадии от развитието им.
Елементарните изчисления показват, че в Местната група би трябвало да откриваме поне няколко десетки милиарда протозвезди. Как ще обяснят тяхната липса защитниците на класическата концепция за звездната еволюция?14
И защо никой все още не може да твърди със сигурност, че е видял междинните етапи от „излюпването“ на звездите, даже когато се разглежда цялата достъпна за наблюдение част от Вселената?
На колкото по-голямо разстояние са галактиките, толкова и процесите, които съзираме да се извършват в тях, трябва да са ставали в по-отдавнашни епохи. Ако приемем, че най-отдалечените наблюдавани обекти са на около 13 млрд. светлинни години, това би означавало, че в един смисъл можем да проследим всички епохи от развитието на Метагалактиката за този период от време (фиг. 3).15 Така че бихме могли да станем свидетели на зараждането на звездите, ако то се е извършвало някъде дори в далечното минало. Но къде са на небето това огромно количество протозвезди?!
Още към средата на 2009 г. телескопът „Хершел“ изследва Космоса в инфрачервения и субмилиметровия диапазон, което му позволява да вижда през праха, пречещ на „Хъбъл“. По такъв начин той е в състояние да надзърне в газово-праховите облаци, от които се предполага, че са се зародили звездите, за да разгледа „условията в утробата“.
Днес, когато мисията му вече е приключила, в цялата Метагалактика той не е успял да направи дори една-единствена снимка, на която доказано да се наблюдават протозвезди?!
3.) Нека изкажем още едно допускане, а именно, че космическият микровълнов фон е възможно да е остатък от онази „светлина”, огряла небесните простори през първия ден от Сътворението. Ако действително е така, бихме могли да уточним кой от двата библейски сценария е по-вероятно да се е реализирал на практика.
Според първия вариант Земята и газово-праховете облаци се появяват преди КМФ, а при втория – цялата материя, под формата на готови звездни системи, идва след него. Също така, при постепенно изграждане на телата и формиране на космическите структури, характерът на гравитационните вълни и флуктуациите (а може би и поляризацията) на КМФ би трябвало да се различават от тези, в случай че Вселената е изникнала мигновено.
(Все пак не бива да забравяме, че „Господните пътища са неведоми!”, т.е. Бог е възможно да е реализирал своя замисъл по начин, за който изобщо не бихме могли да се досетим и предвидим.)
Заключение:
След провала на стотиците (а вече дори – хиляди!) хипотези за образуването на Слънчевата система, звездите и галактиките, е резонно да мислим, че диалектико-материалистичният подход е неприемлив като обяснение за възникването на Вселената!
Християнската църква днес е изправена пред предизвикателството, с помощта на екип от експерти – космолози, астрономи, физици, математици, богослови и др., – да разработи подробен модел на Сътворението, който да позволява емпирична проверка на своята достоверност.
Тепърва предстои осъществяването на решителните две спътникови програми – LISA и „Джеймс Уеб“, – които в най-значителна степен ще ни помогнат да разберем дали везните се накланят към натурализма, или към теизма.
Ние определено смятаме, че науката е най-добрият съюзник на християнството, понеже тя предлага най-обективния метод за изучаване устройството и установяване произхода на мирозданието.
Нашето очакване е, че научните разкрития в крайна сметка ще утвърдят истината за съзиданието на света от интелигентен Бог-Творец.
–––––––––
1В началото на ХХІ век Пол Стайнхарт и Нийл Турок, в рамките на теорията на струните, разработват едно радикално въплъщение на цикличната космология, този път с плоска вселена. Те изказват предположението, че нашият свят е трибрана, която през няколко трилиона години се сблъсква с друга успоредна вселена – трибрана. “Взривът” от удара дава началото на всеки нов космологичен цикъл.