"Солнце появилось на четвертый день. Рав Аваху сказал: "Из этого мы узнаем, что первые три дня Пресвятой, Да Будет Благословенно Его Имя. использовал для того, чтобы создавать и разрушать миры". Комментарии на книгу "Бытие".
("Бытие Рабба")

"В начале сотворил Б-г небо и землю" ("Бытие" 1:1); из абсолютно ничего. "Ибо в шесть дней создал Господь небо и землю" ("Исход" 20:11); из того, что было создано в начале. Нахманид.
Комментарии на книгу "Бытие"

Тяжелые элементы появились не в момент Большого Взрыва. Они образовались в течение долгого времени в недрах звезд из водорода и гелия, которые возникли в момент Большого Взрыва.
Бёрбридж, Фаулер и Хойл

Мудрецы и ученые согласны. Вселенная все время становится больше и больше. Но до двадцатых годов нашего столетия общепринятым было считать Вселенную статической. Так полагали и философия, и космология. Вера в это была настолько сильна, что Эйнштейн ввел в свои уравнения относительности этот сомнительный коэффициент, который он назвал "космологической постоянной", чтобы заставить уравнения свидетельствовать о статичности Вселенной. Однако теология, как мы знаем, видела Вселенную совершенно иной. И тогда, и сейчас она видит наш космос как расширяющуюся и развивающуюся Вселенную. Науке предстояло согласиться с этим.
А теперь зададимся вопросом: если, как утверждают теологи, Вселенная должна обеспечить человечество внешней средой, в которой оно могло бы трудиться ради усовершенствования себя и мира в целом, то почему Б-г создал большую Вселенную? Почему он не ограничился только Землей или нашей солнечной системой?
Господь мог бы забросить человека в мир, который был бы завершенным с момента его создания. Но это не входило в планы Творца. Имели место некая последовательность событий, определенное развитие мира, которое привело к появлению условий, подходящих для человека. Это очевидно из буквального текста книги "Бытие" (стихи 1:1 — 31). В системе отсчета Б-га это заняло шесть дней. В нашей системе на это ушли миллиарды лет. Вне зависимости от этого существовала последовательность событий, разделенных во времени. И в конце этого ряда событий был создан человек.
И если в этом мире есть что-то, о чем мы не получили ни малейшего "намека" - так это конечная цель Создателя. Ошибочные мнения на этот счет часто проистекают из неверного представления, что все сущее создано только для человека. Уязвимое место такого восприятия Вселенной — неспособность понять, что существование хорошо само по себе. Пятикнижие Моисея обрамлено совершенно явными утверждениями о самоценности бытия. В начале нам сообщается: "И увидел Б-г все, что Он создал, и вот, хорошо весьма" ("Бытие" 1:31). А в стихах, с которыми Моисей обратился к Израилю в последний день своего пребывания на Земле, мы читаем: "Он твердыня; совершенны дела Его..." (''Второзаконие'' 32:4).
Однако какую бы цель ни ставил перед собой Бог, создавая Вселенную, совершенно очевидно, что существуют некие основные правила, которые должны выполняться на пути к этой цели. Одно из этих правил состоит в том, что все взаимодействия в материальном мире должны подчиняться определенным законам физики и химии. Если в чистую теплую воду насыпать соль, она растворится. Всегда. Когда высокоэнергетический нейтрон столкнется с ядром атома урана, оно расщепится. Всегда. Если вы хотите, чтобы в нашей Вселенной появилась жизнь, и если при этом вы хотите придерживаться законов природы в том виде, в каком они нам известны, тогда вам нужна большая Вселенная. Всегда.
Всегда потому, что материя в нашей Вселенной ведет себя отнюдь не случайным образом. Повторяющиеся формы химических и физических реакций, которые мы наблюдаем на макроуровне, являются результатом сил, оперирующих па уровне элементарных частиц. Эти силы проявляются как неизменные и неотъемлемые свойства субстанции, из которой построена вся Вселенная. Кроме того, эти свойства, по-видимому, были частью Вселенной, по крайней мере миллиарды лет, а может быть, и с момента ее сотворения. Мы пришли к такому заключению на основании того факта, что спектральные свойства света, пришедшего к нам от галактик, которые отстоят от нас на миллиарды световых лет, не отличаются от свойств света, зародившегося в нашей солнечной системе и в нашей галактике.
Свет — это поток электромагнитной энергии, излучаемой при изменении энергетического уровня электрона в атоме. Энергетические уровни атомов напрямую связаны с химическими свойствами вещества, состоящего из этих атомов. Одинаковость спектральных свойств химических элементов означает, что ядерная, атомная и молекулярная структуры атомов в нашей части Вселенной - те же, что и во всей остальной Вселенной. Свет от некоторых галактик, ставших объектом спектральных исследований, начал свое путешествие в направлении к нашему теперешнему месту во Вселенной в таком отдаленном прошлом, что Земля тогда еще не была даже одним из расплавленных агломератов зарождающейся солнечной системы.
Учитывая эти соображения, логично предположить, что силы, определяющие орбиты электронов вокруг атомного ядра, функционировали всегда. Структура атомов является, по-видимому, неизменной характеристикой нашей Вселенной.
Мы пока еще не понимаем, чем определяются законы, организующие упорядоченную структуру ядер и атомов, но мы можем описать следствия этой упорядоченности. Ньютон сформулировал первое из фундаментальных положений. Оно настолько общеизвестно, что воспринимается как нечто, само собой разумеющееся. Материя притягивается к материи некоей силой, которую мы называем гравитацией. Мы ничего не знаем о свойстве материи, благодаря которому гравитация возникает и распространяется через просторы космоса. Но мы знаем наверняка, что без нее массы космического газа не собрались бы в сгустки, из которых образовались галактики, звездные системы и человечество.
Ядерная сила позволяет или, скорее, заставляет нейтроны и протоны соединяться и образовывать атомные ядра со специфической и упорядоченной структурой, соответствующие 92 элементам, естественным образом существующим в нашей Вселенной. Некая особая ядерная сила заставляет определенные ядра самопроизвольно распадаться. Мы называем это явление самопроизвольным расщеплением.
Электромагнитная сила заставляет электроны вращаться вокруг ядра по фиксированным дискретным орбитам. Благодаря этому существуют упорядоченные химические взаимоотношения между атомами, позволяющие им предсказуемым образом объединяться в молекулы, а молекулам — в тела. Упорядоченность этих природных сил делает невозможным образование галактик, солнечной системы и человечества естественным путем сразу после Большого Взрыва.
Когда Вселенная была еще очень молода, она также была невелика по размерам. Вся энергия, которая сегодня распределена по бескрайним просторам космоса, была тогда сконцентрирована в этом небольшом первичном объеме. Вещество ранней Вселенной состояло главным образом из высокоэнергетических фотонов и нейтрино плюс относительно небольшое количество материи в виде индивидуальных протонов, нейтронов и электронов. У фотонов и нейтрино масса покоя равна нулю. Протоны и нейтроны имеют массу покоя, в 1836 и в 1838 раз превышающую массу покоя электрона соответственно. Электрон является легчайшей из известных частиц. В состоянии покоя он весит 10-27 граммов!
Один протон составляет то, что мы называем ядром атома водорода. Водород — легчайший из элементов. Более тяжелые элементы образуются путем слияния групп более легких элементов*. Гелий, второй по весу элемент, образуется при слиянии двух протонов и двух нейтронов. Масса образовавшегося ядра атома гелия оказывается немного меньше, чем сумма масс четырех частиц, из которых оно было образовано. Эта разница в массе соответствует энергии, высвободившейся при реакции слияния, которая превратила водород в гелий.
Если бы водород мог превращаться в гелий в высокотемпературных (и, следовательно, высокоэнергетических) условиях ранней Вселенной, наша Вселенная была бы совершенно не такой, какая она сегодня. При образовании гелия из водорода проходит целая цепь ядерных реакций, быстро следующих одна за другой.
При каждой из таких реакций образуется какой-то промежуточный продукт. Первым таким продуктом является атом дейтерия, ядро которого представляет собой ядро атома водорода с добавленным нейтроном.
В то время как в ядре гелия протоны и нейтроны связаны друг с другом очень прочно, связь между одним протоном и одним нейтроном в ядре дейтерия не так сильна. В ранней Вселенной концентрация энергии была столь высокой, что образовавшееся ядро дейтерия неизбежно тут же разрушалось фотонами, преобладающей "субстанцией'' этого раннего периода.
По мере расширения Вселенной ее температура и энергия уменьшались. Почти через четыре минуты после начала Вселенная охладилась до температуры, при которой дейтерий уже мог выдержать бомбардировку фотонами. Это позволило водороду быстро превратиться в дейтерий, а затем в гелий. Гелий (два протона и два нейтрона) мог бы тут же поглотить другие протоны и нейтроны и превратиться в более тяжелые элементы, если бы не одно счастливое обстоятельство. Дело в том, что ядра с пятью или восемью частицами в высшей степени нестабильны. Чтобы шагнуть на следующую ступеньку после ядерного веса в четыре единицы массы (два протона плюс два нейтрона гелия), необходимо было столкновение ядер гелия и дейтерия.
Время делало свое дело. Размеры Вселенной более не сводились к размерам нескольких горчичных зерен. Плотность частиц в расширяющейся Вселенной настолько снизилась, что случайные соударения ядер стали редкими. В результате этого тяжелые элементы почти не образовывались.
История Вселенной могла бы на этом закончиться, если бы не было гравитации. При сравнении сил, действующих в материи на малых расстояниях, оказывается, что сила гравитации — самая слабая. Но по мере расширения Вселенной столкновения частиц становились все более и более редкими. Ядерные и электромагнитные силы на расстояниях, превышающих по порядку величины размер молекул, перестают действовать. И в этих условиях доминируют силы гравитации — главная сила взаимодействия между скоплениями масс во Вселенной.
Прошло несколько сотен тысяч лет. Температура и энергия фотонов продолжали снижаться по мере расширения Вселенной. Когда температура упала ниже ЗООСГК, произошло критическое событие — от материи отделился свет, вырвавшись из мрака Вселенной.

Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною; и Дух Б-жий носился над водою. И сказал Б-г: да будет свет. И стал свет. И увидел Б-г свет, что он хорош; и отделил Б-г свет от тьмы.
("Бытие" 1:2—4)

Энергия фотона при 3000? К составляет примерно 1 электрон-вольт. Таков приблизительно минимум энергии, требующийся для того, чтобы вырвать электрон из его орбиты вокруг ядра атома. Когда энергия фотона падает ниже 1 электрон-вольта, ее становится недостаточно, чтобы выбить электрон из атома. Некогда электроны оказались на своих стабильных орбитах вокруг ядер водорода и гелия благодаря электромагнитному заряду этих ядер. До этого существовала смесь фотонов и свободных электронов, или света и материи, находящихся в состоянии непрерывных столкновений. Эти фотонно-электронные столкновения были столь частыми, что фотоны (то есть свет) были буквально погребены внутри массы Вселенной. Ситуация изменилась самым драматическим образом после того, как этот суп хаотических столкновений внезапно очистился от свободных электронов. Когда в этом супе не стало электронов, которые оказались связанными на стабильных орбитах вокруг ядра, фотоны получили возможность двигаться свободно. И тогда свет во Вселенной отделился от материи.
Существует достаточно широкий диапазон энергий фотонов, от слабых микроволн в микроволновой печи до высокоэнергетических гамма-лучей, приходящих к нам от Солнца. Но высвободиться из материи суждено было тем фотонам, энергия которых лежит в узком диапазоне, соответствующем видимому свету. А произошло это именно таким образом потому, что мы воспринимаем как видимый свет самый важный класс взаимодействий — взаимодействие между фотонами и орбитальными электронами. Цвет предметов и видимая текстура их поверхности определяются соударением фотонов этого диапазона с электронами, вращающимися по своим орбитам вокруг атомных ядер. Именно этот процесс дает нам возможность разглядеть спелое яблоко на самом верху яблони.
"Свет" стиха 1:3 книги "Бытие" существовал до того, как Бог отделил свет от тьмы ("Бытие" 1:4). И Талмуд, и космология согласны в том, что мощь этого "света" была выше возможностей человеческого восприятия. Наука утверждает, что его энергия лежала в области гамма-излучения, далеко за пределами видимого света. Когда Вселенная остыла до 3000°К и электроны обрели стабильную орбиту в атомах водорода и гелия, энергия фотонов понизилась настолько, что они не только высвободились из материи ("отделились", по словам Торы), но и стали видимыми. С этого момента "свет" стал светом, а "тьма" — тьмою как по теологии, так и по науке.
Уяснив, что свет был фактически замкнут внутри материи и освободился только тогда, когда электроны перестали быть свободными, а оказались связанными (то есть находящимися на орбитах), мы приходим к выводу, что загадочные слова об отделении Богом света (который весь состоит из фотонов) от тьмы понимать следует — буквально.
...и отделил Б-г свет от тьмы. ("Бытие" 1:4)

* * *

Нахманид, как бы предвосхищая будущие открытия науки, объясняет, что из текста стиха 1:4 книги "Бытие" и последующих библейских текстов следует, что термины "свет" и "тьма" характеризуют эти явления так, как они воспринимаются человеком. То есть свет есть свет и тьма есть отсутствие света. Но тьма из стиха 2 есть не просто отсутствие света. В этом стихе термин "тьма" включает в себя понятие элементарного источника энергии. Эта самая тьма, говорят мудрецы, содержала источник энергии, которой суждено было привести в действие силы, конечным результатом которых была жизнь. Более того, Исайя в стихе 45:7 говорит нам, что хошех (ивритское слово, означающее "темноту", "тьму") — это не только отсутствие света. Это — сотворенная субстанция Вселенной: "Я [Б-г] образую свет и творю тьму [хошех]". Согласно этому стиху, была сотворена именно тьма, а не свет. Тьма представляла собой черный огонь; это был тип энергии, который не излучал света точно так же, как поверхность Вселенной была черна до тех пор, пока смесь фотонов и свободных электронов бурлила в беспрерывных высокоэнергетических столкновениях.
Когда материя Вселенной избавилась от постоянной бомбардировки фотонами, она состояла на 75 процентов из водорода и на 25 процентов из гелия; теперь она получила возможность стягиваться в сгустки, из которых впоследствии начали образовываться галактики и звезды. Но жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не могла появиться в это время. Для ее образования водорода и гелия было недостаточно. Все те элементы, которые были необходимы для появления жизни — углерод, азот, железо, йод и по-настоящему тяжелые элементы типа золота и урана, — еще не существовали. Это была Вселенная водорода, гелия, фотонов и нейтрино. Необходим был дальнейший синтез элементов, но расширение Вселенной привело к тому, что плотность частиц снизилась до очень низкого уровня, и более тяжелые элементы уже не могли образовываться.
По прошествии очень долгого времени силы гравитации создали условия для синтеза других элементов. Взаимное гравитационное притяжение облаков первичного водорода и гелия привело к образованию сгустков газа. По мере роста давления в центральной области этих сгустков ядра водорода и гелия сблизились на очень малые расстояния. Началось слияние ядер. Запылали ядерные печи — звезды, которые по сей день испещряют ночной небосвод точками света. В недрах звезд концентрация водорода и гелия, образовавшихся в начальный период существования Вселенной, была столь велика и давление такое высокое, что стало возможным слияние групп легких атомов. Этот процесс породил (и все еще продолжает порождать) все элементы, присутствующие в нашей Вселенной, кроме водорода и гелия. Эти элементы строились примерно так, как ребенок, играющий в игру "Лего", соединяет друг с другом группы, состоящие из блоков, в еще более крупные структуры, пока они не становятся настолько велики, что разваливаются.
Некоторое время сразу после Большого Взрыва материя Вселенной существовала в виде единой массивной туманности. Развитие Вселенной от этой туманности до образования звезд и галактик было весьма длительным процессом. Можно только догадываться, сколько времени прошло до образования первой звезды. Но мы знаем, что это длилось миллиарды лет. И все это время вновь образовавшиеся элементы находились внутри звезд. Когда ядерное топливо звезды, то есть водород и гелий, полностью выгорает, превратившись в тяжелые элементы, выделение энергии прекращается. Эта энергия удерживала внешние слои звезды от падения внутрь, и, когда ее не остается, происходит коллапс — звезда схлопывается. Стремительное движение всей массы звезды к ее центру порождает вспышку энергии, которая приводит к мощной ударной волне, распространяющейся от центра. Эта волна разрывает внешние слои звезды в клочья и выбрасывает в космическое пространство свое содержимое — тяжелые элементы. В течение долгого времени в процессе рециркуляции космической материи из этих элементов образовываются новые звездные системы.
Наша солнечная система является одной из них. Все мы произошли из звездной пыли. И не существует никакого другого объяснения обилия в нашей Вселенной элементов тяжелее гелия, которое соответствовало бы нашим представлениям о космологических процессах.
Согласно законам физики и химии в нашем мире, на производство элементов, из которых состоит наша солнечная система, ушло много миллиардов лет в системе отсчета Вселенной, или три дня в системе отсчета Бога. Все это время Вселенная расширялась. К тому времени, когда Вселенная оказалась готовой к появлению нашей солнечной системы с ее запасом необходимых для возникновения жизни легких и тяжелых элементов, она была уже очень большой и очень старой.
Как учил рабби Аваху, еврейский мудрец, живший в пятом веке н. э., "Из этого [из того факта, что Солнце появилось на четвертый день] мы узнаем, что первые три дня Пресвятой... использовал для того, чтобы создавать и разрушать миры". Вспомним, что эти комментарии были написаны не в ответ на космологические открытия, в попытке примирить теологию и космологию. Эти комментарии, которые так близко соответствуют сегодняшним открытиям астрофизики, можно назвать подлинными вехами в разработке библейского видения истории нашей ранней Вселенной. Можно ли было ожидать от рабби Аваху рассуждений о рециркуляции гелия в недрах звезд до появления радиоастрономии и спектроскопии? Конечно же, нет. Язык науки в те времена еще не мог сравняться с языком человека.
Продолжение следует