осмология как наука о происхождении и развитии крупномасштабной структуры Вселенной начала развиваться только в XX веке. В период, предшествующий этому, космологические воззрения отдельных ученых носили исключительно гипотетический характер и практически не опирались на какую бы то ни было серьезную научную базу.
Вплоть до XVII века христианской мировоззрение оставалось доминирующим в европейских странах, а потому космологические концепции в первую очередь основывались на библейском учении о творении мира Богом. Однако в XVIII веке философы эпохи Просвещения начинают разрабатывать космологические системы, в корне отличающиеся от библейского понимания мироздания, что привело в XIX веке к почти повсеместному признанию учеными вечности и неизменности Вселенной. В своей работе по физической космологиииз бесконечности Бога И. Кант делает вывод о том, что и Вселенная должна быть бесконечной. Он пишет: «Если оказалось возможным, чтобы Бог последовательностью явлений сделал реальным понятие бесконечности, которое сразу возникло в его разуме, то почему он не в состоянии осуществить и понятие другой бесконечности в целом ряде пространственно связанных явлений и таким образом сделать мир безграничным?»[1] Из представления о бесконечности Вселенной Кант выводит строго механистическую модель физической реальности. Хотя Кант называл себя теистом, он положил начало агностицизму XVIII-XIX вв. Наука XIX века, стремившаяся опираться на материалистические и позитивистские мировоззренческие предпосылки, также находилась в резком противоречии христианским взглядом на мир.
Начало космологии как серьезного научного исследования было положено созданием ОТО Эйнштейном в 1915 г., за чем последовало ключевое наблюдательное открытие красного смещения Э. Хабблом в 1929, ставшее основным свидетельством расширения Вселенной и нестационарной модели Фридмана-Леметра. Решение, предложенное в 1922 г. А. Фридманом, говорило о том, что Вселенная в настоящее время расширяется, следовательно, в далеком прошлом она должна была иметь ничтожно малый объем с бесконечной плотностью вещества. Следует отметить, что для самого Фридмана это открытие имело не только научное, но и метафизическое значение, так как эпиграфом к первой главе своей книги «Мир как пространство и время» он взял слова из книги Премудрость «Вся мерою и числом сотворил еси»[2]. Сегодня уже только профессиональные историки науки могут вспомнить о том, какую ожесточенную дискуссию вызвало это открытие. Эйнштейн в беседе с Леметром заметил ему: «Ваши вычисления правильны, но ваше понимание физики отвратительно»[3].
Сегодня модель Большого взрыва принимается подавляющим большинством ученых. Два главных открытия укрепили почву для космологии Большого Взрыва в научном сообществе. В 1965 году было открыто космическое микроволновое излучение. Однородность и очень низкая температура излучения рассматривались как остатки «первичной вспышки» Вселенной. В 1992 г. спутником по исследованию фонового излучения COBE были открыты небольшие нерегулярности, которые, согласно теории, объясняют образование галактик и звезд в первоначально однородной Вселенной[4]. Подтверждение этих результатов было получено в 2003 году благодаря более точным наблюдениям, сделанным с помощью спутника WMAP[5].
Большинство физиков рассматривают Большой взрыв как «сингулярность», т.е. предельную границу или край, «состояние бесконечной плотности», где исчезает пространство-время. Таким образом, он представляет внешний предел того, что мы можем знать о Вселенной. Если все физические теории сформулированы в контексте пространства и времени, невозможно рассуждать, по крайней мере, в естественных науках, об условиях, которые существовали вне этих категорий. Само наличие сингулярности рассматривается космологами как подтверждение незавершенности космологии Большого взрыва и побуждает их искать варианты теоретических концепций, которые позволили бы им адекватно описать события, близкие к этому моменту. Уверенность космологов в том, что наличие сингулярности является трудностью традиционной космологии Большого взрыва, обусловлена тем, что уравнения общей относительности не учитывают квантовой природы реальности, поэтому пути поиска «теории всего» идут именно в направлении построения адекватной теории квантовой гравитации[6]. Эти теоретические модели имеют своей целью описание состояния Вселенной, когда она имела возраст около 10-43 с. До этого момента времени, называемого планковским, сила гравитационного взаимодействия сравнима с сильным ядерным взаимодействием. При таких условиях существенную роль должны играть квантово-гравитационные эффекты. Предполагается, что квантовые гравитационные процессы доминировали в самые ранние времена, предшествовавшие стадии инфляции.
Уверенность в том, что космология может рассматривать начало Вселенной, разделяемая многими космологами, приводит к различного рода спекуляциям о первоначальном состоянии Вселенной. Различные попытки построения квантовой космологии опираются на некоторые специфические аспекты квантовой теории, связанные с 1) идеей волновой функции вселенной, 2) концепцией многомерного пространства-времени (теория суперструн), 3) квантовой гравитации петель (loop quantum gravity).
В 1983 Дж. Хартл и С. Хокинг предположили, что космическая волновая функция может быть применена ко всей Вселенной подобно тому, как волновая функция квантовой механики применяется к элементарным частицам[7]. «Согласно этому методу, обычное отличие между будущим и прошлым разрушается в самом начале Вселенной; направление времени принимает свойства пространственного измерения. Также как не существует границы пространства, также неопределимо и начало времени»[8]. Апелляция к первоначальной сингулярности для Хокинга есть признание поражения: «Если законы физики могут нарушаться в начале Вселенной, почему они не должны нарушаться где-либо еще?» Признавать сингулярность, по мнению Хокинга, означать отрицать универсальную предсказуемость физики, и, следовательно, в конечном счете, отвергать компетентность науки в понимании Вселенной. Комбинация квантовой механики с общей теорией относительности приводит к возможности, что пространство и время вместе могут формировать конечное четырехмерное пространство без сингулярностей или границ, подобно поверхности Земли, но с большим числом измерений. По мнению Хокинга в такой модели Вселенной «нет и сингулярностей, в которых бы нарушались законы физики, а пространство-время не имеет края, на котором пришлось бы прибегать к помощи Бога или какого-нибудь нового закона, чтобы наложить на пространство-время граничные условия»[9]. Чуть ниже он добавляет: «Пока мы считаем, что у Вселенной было начало, мы можем думать, что у нее был Создатель. Если же Вселенная действительно полностью замкнута и не имеет ни границ, ни краев, то тогда у нее не должно быть ни начала, ни конца: она просто есть и все! Остается ли тогда место для Создателя?»[10]
