В VI веке до н. э. Анаксимандр предложил теорию мироздания, в которой Земля представляла собой что-то вроде колонны, висевшей в центре всего сущего. Солнце, Луна и планеты были отверстиями в невидимых колёсах, окружающих Землю, и через эти отверстия люди могли видеть «скрытый огонь».

Живший примерно в то же время Пифагор думал по-другому: Земля представляет собой шар (что следовало из того, что Земля всегда отбрасывает круглую тень на Луну), но находящийся не в центре мироздания. Он полагал, что планета движется вокруг некоего источника огня. Позже эти две концепции объединились, так что большинство образованных греков, начиная с IV века до н. э., считали, что Земля — это шар, висящий в центре Вселенной.

Звёзды и планеты обращались вокруг Земли каждая по своей сфере, причём неподвижные звёзды располагались на самой большой небесной сфере.

Позднее Аристотель, базируясь на выкладках Евдокса Книдского, описал космос более математически. Его шарообразная Земля всё ещё находилась в центре Вселенной, а все остальные небесные тела были прикреплены к пяти десяткам прозрачных («кристаллических», состоящих из «эфира»), вращающихся сфер, окружающих Землю и концентрических с ней.

Приверженность геоцентрической модели не стоит относить только на счёт человеческого эгоцентризма. Учёные древности считали, что звёзды находятся гораздо ближе, чем есть на самом деле, а потому ожидали, что с движущейся Земли можно будет наблюдать значительное их смещение в течение года (параллакс). Но поскольку звёзды находятся очень далеко, а телескоп изобрели только в 17 веке, звёздный параллакс не был обнаружен вплоть до 19 века.

Ещё одним наблюдением, которое в то время использовалось в пользу геоцентрической модели, было очевидное постоянство светимости Венеры, из которого следует, что она обычно находится примерно на одном и том же расстоянии от Земли, что, в свою очередь, больше соответствует геоцентризму, чем гелиоцентризму. Тогда как на самом деле постоянная яркость Венеры объясняется тем, что потеря света, вызванная её фазами, компенсируется увеличением видимого размера, вызванным изменением расстояния до Земли.

Клавдий Птолемей во II веке нашей эры окончательно стандартизировал геоцентризм. Птолемей утверждал, что Земля представляет собой сферу в центре Вселенной, исходя из простого наблюдения, что половина звёзд находится над горизонтом, а половина — под горизонтом в любой момент времени, и предположения, что все звёзды находятся на некотором относительно небольшом расстоянии от центра Вселенной. Если бы Земля была значительно удалена от центра, то такое деление на видимые и невидимые звёзды было бы неравномерным.

Модель Птолемея на основе деферентов, эпициклов и других «костылей» использовалась греческими астрономами на протяжении столетий, хотя и не соответствовала наблюдениям на 100% (по понятным причинам).


Геоцентрическая модель Птолемея

Гелиоцентризм Коперника позволил устранить эпициклы Птолемея, поскольку ретроградное движение можно было рассматривать как результат сочетания движений и скоростей Земли и планет.

Приборы совершенствовались, наука шла вперёд. Но развивалась она в каком-то смысле по спирали, повторяя определённые шаги из прошлого. Геоцентрическую модель сменила гелиоцентрическая, а затем стало понятно, что Солнце — тоже не центр Вселенной, и Солнечная система — одна из многих звёздных систем, расположенных в большой группе звёзд, которую назвали Галактикой. Какое-то время считалось, что наша Галактика — это и есть вся Вселенная, заполненная звёздными системами с планетами и какими-то непонятными «туманностями».

К слову сказать, наука развивается, но как будто не для всех. К примеру, согласно опросу 2014 года четверть американцев считали, что это Солнце вращается вокруг Земли. У нас в стране ситуация ещё хуже — в 2022 году оказалось, что треть россиян считает точно так же. Впрочем, пока наука развивается, несмотря на это (возможно, даже вопреки).

В начале 20 века очередное «удаление» человечества от «центра Вселенной» совершил астроном Эдвин Хаббл, с активной помощью Генриетты Свон Ливитт и Харлоу Шэпли.

Ливитт работала в обсерватории Гарвардского колледжа в качестве «вычислителя», анализируя фотопластинки, сделанные гарвардскими телескопами. В частности, Ливитт тщательно изучала изображения Малого и Большого Магеллановых облаков и определила 1800 переменных звёзд в них. В двух работах, написанных Ливитт в 1908 и 1912 годах, ей удалось установить, что многие из этих переменных звёзд имеют характерную зависимость между периодом и светимостью. Другими словами, она поняла, что количество времени, в течение которого звёзды регулярно пульсируют, становясь то ярче, то тусклее, когда они сжимаются и расширяются, коррелирует с их собственной светимостью.

Это было жизненно важное открытие. Предположим, вы нашли одну из этих переменных звёзд, впоследствии названных Цефеидами. Вы можете не знать, как далеко она находится, но по периоду колебаний Цефеиды вы сможете рассчитать её собственную яркость. Затем, чтобы определить, насколько далеко находится звезда, достаточно сравнить это значение с тем, насколько яркой она кажется нам. Даже сегодня соотношение периода и светимости Ливитт является ключевой концепцией, которую учёные используют для измерения расстояний в космосе.

Целью Харлоу Шэпли было измерить размер Млечного Пути — а значит, и Вселенной, как он её видел, — создав первую официальную лестницу космических расстояний. Учитывая его основополагающую роль в истории, иронично, что сам Харлоу Шэпли не верил в существование чего-либо за пределами Млечного Пути. В начале XX века телескопы были недостаточно мощными, чтобы разглядеть отдельные звёзды в других галактиках, поэтому спиральные галактики выглядели скорее как спиралевидные пятна и назывались спиральными туманностями. Шэпли предполагал, что спиральные туманности — это просто звёзды, формирующиеся на краю Млечного Пути.

Первой ступенькой лестницы стали переменные Цефеиды, которые он обнаружил в нашей галактике. Следующими были звёзды RR Лиры, которые представляют собой ещё один вид переменных звёзд с аналогичной цефеидам зависимостью между периодом и светимостью. Расстояния до них можно было калибровать, сравнивая их с переменными цефеидами. Наконец, он использовал переменные RR Лиры для калибровки расстояния до обычных массивных светящихся звёзд у края Млечного Пути.

Шэпли определил, что Млечный Путь имеет размер 300 000 световых лет, а наша Солнечная система находится в 50 000 световых лет от его центра (сегодня мы знаем, что более точные значения чуть поменьше — 100 000 световых лет и 26 000 световых лет соответственно). И снова мы «оказались» не в центре Вселенной, как её тогда себе представляли.

А затем на сцену вышел Эдвин Хаббл, присоединившийся к команде обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии в 1919 году, всего через два года после того, как телескоп Хукера, который на тот момент был самым большим телескопом в мире, увидел первый свет.

В 1923 году Хабблу удалось получить изображение спиральной туманности Андромеды, Мессье 31. Хаббл был так взволнован этим изображением, что написал на чёрно-белой стеклянной пластинке «VAR!» [variable], потому что понял, что это была переменная Цефеида. Благодаря работе Генриетты Ливитт и Харлоу Шэпли он понял, что это означает, что он впервые сможет измерить расстояние до спиральной туманности.

И он измерил его. Он рассчитал расстояние в 930 000 световых лет, что меньше половины реального расстояния в 2,5 миллиона световых лет, но, несмотря на ограничения примитивного расчёта Хаббла (лестница космических расстояний продолжает совершенствоваться и сегодня), он ясно показал, что спираль Андромеды существовала за пределами 300 000 световых лет, которые Шэпли измерил для Млечного Пути. Мессье 31 не была спиральной туманностью. Это была спиральная галактика.

Произошло очередное низвержение человечества — Земля не была центром Вселенной, она вращалась вокруг Солнца, которое тоже не было центром Вселенной, находясь на задворках Галактики, которая сама по себе оказалась не Вселенной, а лишь одной из миллиардов галактик. Но, может быть, наша Галактика находится близко к настоящему центру Вселенной? Ведь если был Большой взрыв, породивший Вселенную, он должен был произойти в какой-то точке, от которой всё разлетелось.

Вспомним, что независимо от того, в какую сторону мы смотрим и как далеко способны видеть наши телескопы и приборы, Вселенная выглядит практически одинаково в больших космических масштабах. Количество галактик, их типы, популяции звёзд, плотность обычной и тёмной материи и даже температура излучения, которое мы видим, — всё это одинаково, независимо от направления нашего взгляда. На самых больших космических масштабах, в несколько миллиардов кубических световых лет, среднее различие между любыми двумя областями составляет всего 0,003%.

Самые большие различия, которые мы видим, на самом деле зависят не от того, в какую сторону мы смотрим, а от того, как далеко мы заглядываем. Чем дальше мы заглядываем, тем более молодую Вселенную мы видим, и тем больше свет от этих далёких объектов оказывается смещён в сторону длинных волн. Многие люди воспринимают это так: чем сильнее красное смещение света, тем быстрее эти объекты удаляются от нас. Поэтому, если оглянуться по сторонам и ответить на вопрос: «В какой точке пространства мы увидим, что объекты во всех направления удаляются с одинаковой скоростью?», можно обнаружить центр Вселенной.

Не все галактики разлетаются друг от друга. Судьба гравитационно связанных галактик — столкнуться и слиться друг с другом, образовав гигантские галактики. Существует, например, такая загадочная аномалия, как «Великий аттрактор» — область гравитационного притяжения в межгалактическом пространстве и видимая центральная гравитационная точка галактического суперкластера Ланиакеа, включающего галактику Млечный Путь, а также около 100 000 других галактик.

Наблюдения действительно говорят о том, что чем дальше объект от нас, тем больше его наблюдаемое красное смещение. Но потому ли это, что объект на самом деле перемещается в пространстве относительно нас, излучая свет, который мы улавливаем и измеряем? Или это потому, что в космических масштабах происходит общее расширение Вселенной, заставляющее свет продолжать смещаться во время его долгого путешествия через пространство, отделяющее нас от того объекта, который мы пытаемся наблюдать?

В принципе, работают оба эти эффекта. Сама ткань пространства меняется, заставляя свет, путешествующий в ней, постоянно смещаться в красную сторону спектра, а галактики и другие излучающие свет объекты во Вселенной также движутся через это эволюционирующее пространство, что приводит к смещениям, происходящим вследствие этого движения.

Так почему же, когда мы оглядываемся назад во времени, мы видим более примитивную Вселенную, заполненную объектами меньших размеров — везде, куда бы мы ни посмотрели? Почему, когда мы смотрим на все большие расстояния во всех направлениях, Вселенная выглядит для нас одинаково?

Это не потому, что Земля — центр Вселенной. А потому, что у Вселенной есть граница: граница не в пространстве, а во времени, которая соответствует тому моменту, когда рамки горячего Большого взрыва начали описывать нашу Вселенную.

Здесь, в том месте Вселенной, где мы сейчас находимся, с момента начала горячего Большого взрыва прошло в общей сложности 13,8 миллиарда лет. С нашей точки зрения, в этом нет ничего особенного; если бы мы могли мгновенно «телепортировать» себя в любую другую точку пространства — но при этом не перемещались бы во времени, — то обнаружили бы то же самое: в той точке с момента начала горячего Большого взрыва прошло 13,8 миллиарда лет. Это верно и там, где мы находимся, и в любом другом месте. Это потому, что Большой взрыв не был событием, произошедшим в одной точке или в одном месте пространства. Напротив, это было событие, произошедшее в какой-то момент времени, но произошедшее везде (по крайней мере, в той части Вселенной, которую мы можем наблюдать) одновременно.

Это означает, что в представлении об однородности Вселенной есть небольшая оговорка: она однородна — то есть одинакова во всех точках — в пространстве, но не во времени! Другими словами, нам необходимо скорректировать наше представление об однородности с учётом течения космического времени и, соответственно, расширения Вселенной за это время. Это связано с тем, что скорость света конечна, и любой испущенный свет должен пройти через Вселенную, даже если сама Вселенная расширяется, прежде чем он попадёт к нам в глаза (или телескопы). Именно по этой причине свет, приходящий от далёких источников, смещается в красную часть спектра (то есть, растягивается), в результате расширения Вселенной. По этой же причине объекты, которые мы видим, не такие, какие они есть сейчас, а скорее такие, какими они были в момент излучения света, приходящего к нам только сегодня: миллионы или даже миллиарды лет назад, в зависимости от расстояния до них.

Эта ситуация не уникальна для нашей точки обзора, находящейся на Земле. Например, когда мы смотрим на самую далёкую галактику в известной сегодня Вселенной, JADES-GS-z14-0, мы видим её в то время, когда возраст Вселенной составлял всего 285 миллионов лет (всего 2,1% от её нынешнего возраста), когда расстояние, разделяющее нас, составляло всего 7% от сегодняшнего, а средняя плотность Вселенной была почти в 3000 раз больше, чем сегодня.

Если бы мы находились внутри этой галактики (или, вернее, внутри того, во что эта галактика превратилась за последующие 13,52 миллиарда лет), то, заглянув в прошлое (в далёкую Вселенную), мы обнаружили бы то же самое.

Идея о том, что Земля должна быть центром Вселенной, коренится в двух основных заблуждениях о Большом взрыве: что он произошёл в определённом месте пространства, от которого все объекты разлетаются, как при взрыве, и что тот факт, что мы видим объекты, удаляющиеся от нас во всех направлениях, означает, что мы находимся в центре этого взрыва или очень близко к нему. Но это не так, и все наши наблюдения указывают на это. Если бы Большой взрыв был взрывом, то:

• на больших расстояниях было бы меньше объектов, а этого не наблюдается,
• плотность Вселенной была бы ниже, когда мы смотрим дальше, а не больше, как это наблюдается,
• и по мере удаления от нас Вселенная не становилась бы теплее — а на самом деле, средняя температура увеличивается тем сильнее, чем дальше мы смотрим.

И снова мы, уже даже в масштабах Галактики, оказываемся не в центре всего. Вселенная центрирована на нас в том смысле, что количество времени, прошедшего с момента Большого взрыва, и расстояния, на которых мы можем наблюдать, конечны. Часть Вселенной, доступная нам для наблюдений, скорее всего, является лишь малой долей того, что существует на самом деле. Вселенная может быть огромной, она может замыкаться на саму себя или быть бесконечной — мы этого не знаем. Что мы точно знаем, так это то, что Вселенная расширяется; излучение, проходящее через неё, растягивается, становится менее плотным, а более удалённые объекты видятся такими, какими они были в прошлом. Вопрос о местонахождении центра Вселенной кажется глубоким, но фактический ответ на него — что центра у неё нет — является, возможно, самым глубоким выводом из всех.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT 💻