Известные законы физики (зависимость частоты звуковых и световых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости движения наблюдателя и источника колебаний, установленная в 1842 г. И.К. Доплером и "переоткрытая" в 1848 г. французским физиком А.И.Л.Физо) позволили легко и естественно увязать этот факт с движением галактик. При этом красное смещение свидетельствовало об их удалении от нас, синее - о сближении с нами.

Кстати, сам Доплер пытался связать открытый им эффект с окраской звезд. Звезды кажутся нам окрашенными только вследствие своего движения по отношению к нам. Быстро приближающиеся белые звезды посылают земному наблюдателю укороченные световые волны, которые вызывают зеленого, голубого или фиолетового цветов. Напротив, быстро удаляющиеся кажутся нам желтыми или красными. Идея эта была ошибочной. Во-первых, потому, что для подобных изменений цвета требовались неправдоподобно большие скорости. Во-вторых, по той причине, что изменяться должна длина всех волн, поэтому, несмотря на общий сдвиг всех частей спектра, глаз не должен был бы заметить никакого изменения общей окраски. Ведь в этом случае либо инфракрасная часть спектра должна сдвигаться в красную, а фиолетовая в ультрафиолетовую, либо (при обратном движении) наоборот: ультрафиолетовая - в фиолетовую, а красная - в инфракрасную. Но как бы то ни было, именно этот эффект в конечном счете помог объяснить многое в нашей Вселенной.

Для каждой галактики Хаббл рассчитал скорость, необходимую для того, чтобы вызвать наблюдаемую величину красного смещения; результаты расчетов показали, что есть галактики, которые удаляются и от нас и друг от друга со скоростью, достигающей нескольких процентов от скорости света. Хаббл установил расстояния до некоторых ближайших галактик наблюдая их переменные звезды, а затем приступил к определению скоростей их движения.

В 1929 году он опубликовал результаты своей работы. Они говорили о том, что галактики движутся тем быстрее, чем дальше они находятся. Этот факт стал известен как закон Хаббла:

z = Hr/c ,

где z - величина красного смещения,

r - расстояние до наблюдаемого объекта,

c - скорость света.

Отсюда следует, что чем дальше расположена галактика, тем с большей радиальной скоростью она движется:

V = Hr .

Коэффициент пропорциональности (кстати, сам Хаббл обозначал его просто v/r) впоследствии в его честь получил название постоянной Хаббла - Н. Ее величина не зависит ни от направления на небесной сфере, ни от расстояния до галактик.

Первоначальное значение этого коэффициента было определено самим Хабблом и составило 535 км/с на 1 Мпс. По современным оценкам она составляет от 50 до 100 км/с на 1 Мпс. Порядок величины был установлен его учеником Алланом Сендиджем в 1958 году на основе новых данных, накопленных к этому времени29. Позднее, в 1974-1975 годах, в шести статьях, написанных совместно с Тамманном будет подведен итог этим расчетам.

Обратная этим значениям величина имеет размерность времени и равна:

tn = 1/H = 10 - 20 млрд. лет.

Кстати, расхождение между первоначальной оценкой самого Хаббла и значением, которое было получено его учеником, означало, что возраст Вселенной увеличивался примерно в 6-7 раз. Парадокс состоял в том, что первое значение приводило к возрасту Вселенной, который был значительно меньше принятого возраста Земли.

Считается, что закон Хаббла в настоящее время проверен для большого числа галактик, включая самые отдаленные и уже не подлежит сомнению. Вот как пишет об этом Я.Б.Зельдович, один из виднейших ученых нашего времени, который и сам сделал фундаментальный вклад в развитие представлений о Вселенной: "Теория "Большого взрыва" в настоящий момент не имеет сколько-нибудь заметных недостатков. Я бы даже сказал, что она столь же надежно установлена и верна, сколь верно то, что Земля вращается вокруг Солнца".30

Все это говорит о том, что наша Вселенная ограничена в своих размерах примерно 10 - 20 миллиардами световых лет. Достоверно неизвестно, что может лежать за этими границами; некоторые астрономы считают, что даже эта огромная сфера, является лишь частицей некоторой другой гигантской Вселенной...

Но полученные совокупными усилиями астрономов, астрофизиков, математиков результаты говорили и о другом - о том, что наш мир должен иметь начало во времени.

Ведь если сегодня галактики разбегаются от некоторого центра, то логично предположить, что вчера они были значительно ближе друг к другу. Отсюда, проследив вспять до конца весь их путь, можно прийти к заключению о том, что 10 - 20 миллиардов лет тому назад все вещество Вселенной было сконцентрировано всего в одной точке. Именно из этой точки и начался разбег будущих галактик, которым, впрочем, еще только предстояло зародиться из некоторого первовещества. Непосредственно же после момента времени t = 0 лишь начиналось образование химических элементов.

Впрочем, точка - это только некоторая условность, ведь под точкой мы обычно понимаем ничтожно малую часть пространства. Но дело в том, что в момент большого взрыва кладется начало не только формированию Вселенной, но и пространству и времени. Поэтому абсолютно бессмысленно спрашивать, что происходило до этого момента; такой вопрос был бы сродни вопросу о том, что северней северного полюса, или "центральней" самого центра Земли. Точно так же не имеет никакого физического смысла вопрос о том, где это случилось: в известном смысле это случилось везде.

Если до большого взрыва и происходили какие-то события, то никакие физические теории все равно не смогут связать их с нынешним состоянием Вселенной, поскольку здесь исчезает вся их предсказательная сила. Точно так же мы не в состоянии узнать, что происходило до большого взрыва по тем событиям, которые мы наблюдаем после него. Поэтому вопрос о том, что имело место до большого взрыва, носит метафизический, философский характер: что бы там ни происходило, оно не оказало никакого влияния на нынешнее состояние Вселенной31.

Итак, красное смещение и разбегание галактик породили учение о большом взрыве, который, в свою очередь, положил начало всему тому, что окружает нас. Избежать этого вывода можно было только введением радикально новых физических принципов, для которых не было никаких наблюдательных данных.