Жорж Леметр (Georges Lemaître): священник, нашедший начало времен

Когда Папа Пий XII (Pope Pius XII) в своем обращении 1951 года предположил, что теория Большого взрыва предлагает научное подтверждение Книги Бытия, священник, который на самом деле предложил эту теорию, выступил с опровержением. «Насколько я могу судить, такая теория остается полностью вне всяких метафизических или религиозных вопросов», — сказал Жорж Леметр, и он тихо убедил Ватикан прекратить публично проводить такую связь. Это был маленький, показательный момент человека, который всю свою карьеру настаивал на том, что его сутана и его уравнения относятся к двум разным, не конкурирующим способам понимания мира — даже при том, что именно он математически вычислил, что у Вселенной было начало.

Инженер, солдат, семинарист

Жорж Анри Жозеф Эдуард Леметр (Georges Henri Joseph Édouard Lemaître) родился 17 июля 1894 года в Шарлеруа, Бельгия, в глубоко католической семье и получил образование в иезуитской школе, прежде чем начать изучать гражданское строительство в Католическом университете Лёвена. Его образование было прервано Первой мировой войной, во время которой он служил в бельгийской артиллерии и заслужил несколько военных наград. После войны он полностью изменил свой путь, поступив в семинарию и одновременно работая над докторской диссертацией по математике и физике, которую завершил в 1920 году; в 1923 году он был рукоположен в католические священники, объединив свою научную подготовку и религиозное призвание в единую, необычную карьеру.

Блестящий студент Эддингтона (Eddington)

После рукоположения Леметр отправился в Кембридж, чтобы учиться у астронома Артура Эддингтона (Arthur Eddington), одного из самых уважаемых физиков той эпохи и раннего сторонника общей теории относительности Эйнштейна. Эддингтон позже описывал своего студента как «очень блестящего студента, удивительно быстрого и проницательного, обладающего большими математическими способностями» — оценка одного из самых требовательных научных умов того периода, которая имела реальный вес в маленьком мире релятивистской космологии. Леметр продолжил обучение в Соединенных Штатах, напрямую взаимодействуя с американским астрономическим сообществом, которое в тот же момент собирало наблюдательные свидетельства, которые его теоретическая работа в конечном итоге объяснила.

Расширяющаяся Вселенная, найденная независимо

В 1927 году Леметр опубликовал статью, в которой вывел решения уравнений гравитационного поля Эйнштейна, описывающие расширяющуюся Вселенную — решения, полученные независимо от аналогичной более ранней работы российского математика Александра Фридмана (Alexander Friedmann). Важно отметить, что Леметр пошел дальше чисто математического упражнения: он предсказал, что скорость удаления галактик должна быть прямо пропорциональна их расстоянию от наблюдателя — зависимость, которая позже была подтверждена наблюдениями Эдвина Хаббла (Edwin Hubble) в 1929 году и стала известна на десятилетия как закон Хаббла. В 2018 году, в знак признания независимого и более раннего теоретического предсказания Леметра, Международный астрономический союз проголосовал за официальное переименование его в закон Хаббла-Леметра.

Первоатом

Леметр довел свою математику 1927 года до логического и в то время крайне непопулярного вывода: если Вселенная расширяется, то при обращении расширения вспять во времени означает, что она должна была произойти из чрезвычайно плотного, компактного состояния. В 1931 году он предположил, что вся материя во Вселенной когда-то была сконденсирована в одну точку, которую он назвал «первоатомом», — гипотеза, ставшая теоретическим зерном того, что сегодня известно как теория Большого взрыва. Название «Большой взрыв» (Big Bang) было придумано в 1950 году астрономом Фредом Хойлом (Fred Hoyle), скептиком теории, который позже настаивал на том, что эта фраза задумывалась лишь как удобное сокращение, а не как насмешка, хотя она прижилась независимо от его намерений. Сам Эйнштейн поначалу сопротивлялся идее нестационарной, развивающейся Вселенной; это сопротивление уступило место только после того, как наблюдения Хаббла 1929 года за красным смещением галактик предоставили независимое подтверждение того, что Вселенная действительно расширяется.

Вера и физика, разделенные

Леметр стал штатным профессором астрофизики в Лёвене в 1927 году, а позже служил президентом Папской академии наук в Ватикане — должность, которая поставила его на прямое пересечение католической институциональной жизни и пограничной физики. Он был последователен и тверд в том, что их не следует смешивать: он утверждал, что наука и религия — это «разные, параллельные интерпретации мира», и когда Папа Пий XII публично намекнул, что Большой взрыв подтверждает доктрину Творения, Леметр работал над тем, чтобы убрать эту теологическую формулировку из официальных заявлений Церкви, настаивая на том, что его космология не несет никаких религиозных последствий ни в ту, ни в другую сторону.

Почему Жоржа называют гением

Гениальность Леметра заключалась в его готовности довериться математике общей теории относительности до ее полного, контринтуитивного вывода — о том, что Вселенная не является тем фиксированным, вечным фоном, который почти каждый физик его эпохи, включая Эйнштейна, принимал за данность — и вывести конкретное, проверяемое предсказание из этого вывода за два года до того, как наблюдения Хаббла подтвердили его. Оценка Эддингтона, назвавшего его студентом с исключительной ясностью и математическими способностями, не была запоздалой лестью; она прозвучала до космологических прорывов Леметра и была ими подтверждена. Переименование закона Хаббла в 2018 году — редкий случай, когда научный истеблишмент официально исправляет историческую запись в пользу фигуры спустя десятилетия после его смерти. Честная сложность заключается в том, что Леметр работал в тесном и пересекающемся кругу гигантов — Фридман независимо и раньше пришел к похожим уравнениям, Эддингтон обучал его, и именно телескоп Хаббла, а не только математика Леметра, убедил физический истеблишмент в реальности этой теории. Его гениальность заключалась в конкретном, смелом индуктивном скачке от уравнений к фальсифицируемому предсказанию об истории Вселенной — скачке, который несколько блестящих современников, включая Эйнштейна, поначалу отказались совершить.

Наследие

Леметр продолжал преподавать в Лёвене до выхода на пенсию в 1964 году, в том же году перенес сердечный приступ и был повторно госпитализирован в июне 1966 года. Находясь в больнице, его друг и бывший студент Одон Годар (Odon Godart) рассказал ему об открытии Арно Пензиасом (Arno Penzias) и Робертом Уилсоном (Robert Wilson) космического микроволнового фонового излучения — наблюдательном свидетельстве, которое окончательно подтвердило горячее, плотное происхождение Вселенной, предложенное им более трех десятилетий назад. Леметр скончался несколько дней спустя, 20 июня 1966 года, в возрасте 71 года, прожив достаточно долго, чтобы узнать, что его теория оказалась верной. Священник, который настаивал на том, чтобы его физика и вера хранились в разных комнатах, теперь признан основоположником современной космологической теории о том, как началось все сущее.