Методологические вопросы астрономии и астрофизики

1. Классические и современные методы астрономии. Методы астрофизики

В то время как современная астрофизика тесно переплетается с физикой и их методы и методология во многом общи, астрономия (точнее говоря, классическая астрономия, так как астрофизика есть часть астрономии) имеет свои особенности: она живет прошлым и работает для будущего. Под этим понимают следующее.

При изучении, обычно потрясающе медленных, изменений в положении, движении и природе небесных тел необходимо сравнивать данные, полученные давно, с современными, хотя часто длительность научных наблюдений человечества все же оказывается недостаточной. Астрономы сейчас сознательно производят измерения, полная ценность которых скажется только тогда, когда они будут повторены в далеком будущем и результаты их будут сравнены. Классическая астрономия (в астрометрии) изучает положения небесных тел и из их сравнения с течением времени выводит законы их основного движения (теоретическая астрономия). Движения, отличающиеся от движения по законам Кеплера, она представляет аналитически на большие отрезки времени на основе закона тяготения (небесная механика). Астрометрия в большой мере связана с техникой измерения углов и промежутков времени, а потому все больше связывается и с технической физикой, но еще редко сталкивается с проблемами мировоззрения. Около века тому назад корифей астрометрии Бессель в Германии заявлял, что задача астрометрии — измерять угловые расстояния на небе, а что представляю! собой светила, подлежащие измерению, какова их природа и какие выводы из астрометрических измерений можно сделать — это астрометрии не касается. Такую крайне узкую точку зрения в наше время едва ли кто-либо разделяет, но одностороннее увлечение лишь техникой измерений и сейчас еще распространено среди астрометристов. Но, с другой стороны, астрометрия тесно связана с геодезией — наукой в основном прикладной, т. е. самой практической и нужной для человечества. Поэтому астрометрия — это, пожалуй, самая близкая к непосредственной практике отрасль науки о Вселенной, тем более что она вторгается в область навигации — морской, воздушной и межпланетной.

Небесная механика, тесно переплетаясь с теоретической механикой вообще, опирается на математический аппарат и потому целиком связана с математикой. Но математика, являясь для нее лишь аппаратом, не заслоняет для нее собою материальный мир небесных тел, к которым она применяется. Объективная реальная природа в уравнениях небесной механики не растворяется: это всего лишь мощный математический аппарат исследования механических движений материи.

Можно поставить вопрос, какое место занимает сейчас в науке вычисление движений небесных тел на электронно-счетных быстродействующих машинах. При всем успехе этой методики ее нельзя считать новой отраслью астрономии. Это лишь новый и могущественный метод вычислительной техники, не могущий заменить собою аналитические теории небесной механики, дающие общую картину движения. Аналитические теории и расчеты на электронных машинах гармонично дополняют друг друга.

Наконец, астрофизика условно распадается на практическую (наблюдательную) и теоретическую. Практическая астрофизика, тесно связанная с другими разделами астрономии, в большой мере использует физические методы и физическую технику, но не только для изучения физической (и отчасти химической) природы светил. Поскольку многие ее выводы получаются прямо из наблюдений и часто имеют широкое значение для мировоззрения, являясь важными обобщениями, практическая, как и теоретическая, астрофизика чаще других отраслей науки о небесных телах сталкивается с методологией, С философией естествознания. В значительной мере выводы астрофизики отражают методологические взгляды, возникшие в физике, но не исчерпываются ими.

Замечательной новой отраслью является радиоастрономия, которая необычайно расширила наши представления о Вселенной. Хотя и раньше были случаи открытия и изучения невидимых небесных тел, радиоастрономия осуществляет это массовым образом. В частности, она приводит к открытию загадочно мощных источников энергии и наиболее далеких систем, изучение которых важно для проверки космологических теорий наблюдениями.

Зарождаются астрономия γ-лучей, рентгеновских лучей и нейтринная астрономия, которые еще теснее переплетают астрономию с физикой.

Теоретическая астрофизика частично создает теорию физических явлений, наблюдаемых на небесных телах (например, теорию звездных атмосфер, теорию свечения газовых туманностей), а частично строит теории, с трудом или совсем не сравнимые с наблюдениями (например, теорию внутреннего строения звезд, космологию). Сравнение последней с наблюдениями затруднено ограниченностью изученной части Метагалактики и рядом факторов, ‘искажающих наблюдения и трудно учитываемых с нужной точностью.

Космогония, конечно, не является никакой особой отраслью науки, которая имела бы свою, особую методику. Космогонические выводы делаются теперь постоянно, исходя из обобщающих, а нередко и из очень частных, выводов всех разделов науки о Вселенной, хотя большинство ученых осознает уже вполне, что успех может быть лишь в случае комплексного и коллективного исследования явлений. К таким выводам в космогонии пришли после того, как стали более осознанными представления о развитии, о взаимосвязи явлений в природе. Сам процесс познания природы, более глубокое ее изучение привели к более глубокому пониманию диалектики ее развития. Сама дифференциация наук при сохранении связей между ними подчеркивает взаимосвязь явлений материального мира. При этом необходимо использовать накопленные данные не только о характере движения тел, но и о их физический природе, химическом составе, о влиянии биологических процессов на состав планетной атмосферы и т. д. Успешное развитие космогонии невозможно, если применять только законы механики, как делалось еще недавно. Кроме механики, должны быть учтены физические процессы, данные геологии и геохимии и многое другое, даже биология, так как жизнедеятельность организмов активно влияет на химический состав планетных атмосфер.

В физике за последнее время произошел большой переворот в основных представлениях. Возникли принципы и представления о превращениях частиц, об искривлении пространства, о предельности скорости света, о двоякой природе излучения и частиц вещества, об отрицательных температурах и массах, об антивеществе и др. Все это требует глубокого философского осмысливания, ломает старые представления и создает новые представления, чуждые наглядности.

Не только в астрономии классической, но и в астрофизике ничего подобного и независимого пока не произошло. Астрофизик применяет в своих расчетах методы современной физики, учитывает выводы общей теории относительности и т. д., и философия входит в астрофизику в основном через посредство новых физических идей. Астрофизика дает дополнительный материал для физики, использует со своей стороны все ее идеи, но сама революционных идей в последнее время не дала. До самого последнего времени взаимодействие небесных тел за пределами солнечной системы рассматривалось исключительно как гравитационное, хотя закон тяготения за пределами солнечной системы был строго подтвержден только для двойных звезд. Назвав этот закон всемирным, астрономы остались под гипнозом этого названия. Они до сих пор не сомневаются, что все движения систем, состоящих из сотен миллиардов звезд, их формы и т. д. — все это определяется только тяготением и вращением, так же как ими определяются движения и формы планет. Звездные системы трактовались лишь как совокупность материальных точек, и едва ли ставился когда-либо вопрос о переходе ‘количества в качество, как это имеет место, например, при рассмотрении жидкостей и газов. Так же трактовались и облака космического газа, иногда достигающие масс порядка миллионов масс Солнца.

Лишь сравнительно недавно, с обнаружением в космосе магнитных полей, к изучению газовых масс стали применять теории и методы магнитогидродинамики, наряду с теорией тяготения, и в ряде случаев стало рассматриваться движение ионизированного газа уже без учета тяготения, отошедшего на задний план в этой области, Цвикки и другие ученые высказывают сомнения в сохранении основной роли за тяготением в области очень больших масштабов.

В наши дни модны разговоры о моделировании. В астрофизике этот термин не применяется, хотя модели, конечно, давно выдвигаются. Моделирование экспериментального характера в астрономии весьма ограничено. Например, изучается спектр газа в условиях, пытающихся имитировать условия в космосе. Изучается излучение или поглощение газа в очень длинной трубе или в магнитном поле. Но особенность астрофизики и ее ценность для физики как раз и состоят в том, что физические условия в космосе чаще всего неосуществимы в лаборатории. На сцену постоянно выступает еще гигантский масштаб явлений в космосе, переход количества в качество. Во многих случая, поэтому, моделирование ведет только к заблуждениям. Достаточно вспомнить опыт Плато в XIX в., опыт вращения масляного шара в жидкости такой же плотности, когда отделение от него колец пытались считать подтверждением космогонической гипотезы Лапласа об образовании планет из колец, отделяемых воображаемой вращающейся туманностью. То же касается попытки объяснить происхождение лунных цирков по аналогии с лопающимися пузырями газа, выделяющегося из грязи. Делалось много более оправданных опытов с бросанием на слой пылеобразного вещества щепоток такого же вещества, что имитировало образование лунных цирков от падения метеоритов.

Построение и изучение моделей шире и успешнее производится в теоретической астрофизике, не стесненной масштабами своих моделей. Но эти модели наделяются их творцами только такими свойствами, которые поддаются количественному или хотя бы качественному математическому расчету. Удачные модели поддаются последующему усложнению, усовершенствованию и лучшему приближению к действительности, которая обычно слишком сложна для того, чтобы ее полный теоретический анализ был возможен. Бывает, как, например, в теории лучистого равновесия планетарных туманностей, что заключения, при последовательных улучшениях модели, неоднократно меняются на противоположные, так что не всегда дальнейшее усложнение модели ближе к истине, чем предыдущее. И это происходит иногда не от ошибочного, а от слишком еще неполного ее усложнения.

Из анализа модели по возможности делаются предсказания новых явлений, которые можно было бы проверить наблюдениями, чтобы тем самым судить о справедливости модели. В ряде областей сравнение модели с наблюдениями очень трудно и бывает, что долгое время модели приходится принимать (или не принимать) на веру. Так, в теории внутреннего строения звезд оперируют, как будто оправданно, с законами газа, излучения и гравитации, часто без учета вращения и магнитных сил. Исходят из наблюдаемой (а иногда лишь предполагаемой) массы звезды, ее радиуса, температуры поверхности и мощности излучения последней. Трудно сравнимы также с наблюдениями модели спиральных галактик. К ним применяют, конечно с сомнительным правом, физические аналогии. Звезды уподобляют молекулам газа в сосуде, их близкие прохождения уподобляют соударениям молекул; пользуются представлениями и методами кинетической теории газов и вообще статистической физики. Наряду с этим звездные системы трактуют и как несжимаемые жидкости и изучают фигуры их равновесия при вращении и под действием тяготения, как внутреннего, так и тяготения к внешним системам.

Особенно трудны для проверки модели и построенные на них теории в тех случаях, когда стараются выяснить развитие, эволюцию звезд или звездных систем. Здесь стоит отметить, что в физике, по крайней мере пока, один электрон или один протон не отличимы от другого. Они не индивидуальны; их свойства считаются независимыми от их «биографии». В астрономии же всякий, даже минимальных размеров, объект — астероид, метеорит, микрометеор — индивидуален. Каждый из них — система, имеющая свою историю и непременно как-либо эволюционирующая. Нам представляется, что идея развития астрономию с астрофизикой пронизывает сильнее, чем физику и химию. Очень сомнительно, чтобы земная наука просуществовала достаточно долго для того, чтобы непосредственными наблюдениями удалось обнаружить хотя бы направление эволюции, при которой заметные изменения происходят лишь по прошествии миллиардов лет. Даже движения звезд внутри галактик и галактик как целого не наблюдаемы, а наблюдаема только мгновенная (практически) их скорость, и то только по лучу зрения.

Но за последние десятилетия открыт ряд объектов, обнаруживающих необратимые изменения —не такие, как у периодических переменных звезд. Эти изменения бывают вполне заметны за несколько лет, дней и иногда даже секунд. Внимание направлено на быстрейшее изучение и анализ таких нестационарных объектов (новые, сверхновые и вспыхивающие звезды). Иногда повторяемость таких необратимых процессов указывает на направление эволюции. Такие стадии должны быть обычно кратковременными стадиями развития, но в то же время поворотными его пунктами: борьба противоречий — источник всякого развития — происходит здесь особенно активно, что ведет к переходу объекта в новое качественное состояние.

Ограничение возможности детального исследования более доступными, т. е. более яркими, объектами стимулирует развитие статистических методов исследования. Их роль очень велика. Охватывая зачастую лишь наиболее доступные для изучения признаки объектов, звездная статистика, при всей ее физической ограниченности, иногда способствует выявлению физических характеристик, свойственных представителям изучаемого множества. Правда, в стремлении поскорее получить представление об объектах, методы статистики применяются нередко к недопустимо малому числу объектов— нередко менее десяти. В качестве примера можно указать на оценку энергии излучения некоторых видов звезд из статистики величины их собственного движения (видимого перемещения) на небесной сфере.

Но в астрономии статистика (звездная статистика) играет не только вспомогательную роль для выяснения физических свойств объектов или только «для порядка» в научном хозяйстве. В физике местонахождение электронов или мезонов безразлично. Звездная же статистика должна топографически изучать состав индивидуальных звездных систем как в целом, так и для выяснения их внутренней структуры. Нужно выяснять, как говорят, «состав населения» различных областей звездных систем и сопоставлять их друг с другом.

Вероятно, в отличие от того, что имеет место в физике, авторы астрофизических моделей часто забывают о заведомой ограниченности их моделей, об их крайнем иногда упрощении и начинают пропагандировать свои результаты как открытие истины, хотя ограниченность модели так велика, что она не является и приближением к истине. Это явление необыкновенно распространено и часто дезориентирует неспециалистов.

В самые последние годы некоторыми учеными было обнаружено, что формы галактик гораздо разнообразнее и менее правильны, чем это вытекало из классификации Хаббла, пользовавшегося еще ограниченным материалом. Было показано, что все существовавшие гипотезы и теории происхождения спиральных галактик, клавшие в основу явления механики, неприемлемы. Более того, были обнаружены тысячи взаимодействующих галактик — двойных или кратных систем, обнаруживающих такие искажения формы и такие длинные и тонкие придатки, какие совершенно не объяснимы приливами и вообще механическими причинами. Они наводят на мысль о неожиданно большой вязкости звездной «плазмы», о формах, сходных с движением газа вдоль силовых линий, и даже о явлениях, сходных с отталкиванием вместо притяжения. В попытках объяснить эти формы стали пытаться видеть в них последствия движений, происходивших в далеком прошлом, когда (предположительно) галактики были еще сплошными массами ионизированного газа, который тек вдоль силовых линий магнитного поля, и стали применять к ним магнитогидродинамику. Звезды при этом рассматриваются как конденсации этого газа, произошедшие впоследствии в тех местах, где газ распределился в пространстве ранее.

Наряду с этим, пока еще у очень немногих возникает мысль, что, в конце концов, будет не только не удивительно, но естественно, если в мире галактик мы подойдем к открытию новых свойств, закономерностей, а может быть, и сил, ранее неизвестных. Обращает на себя внимание то, что с уменьшением изучаемых нами систем мы встречаем ряд новых сил и явлений — молекулярных, атомных, ядерных, и притом таких, существование которых нельзя было предвидеть. Между тем масштаб таких систем, как галактики, отличается от масштаба самих исследователей на много порядков сильнее, чем от него отличаются масштабы молекулярных и даже ядерных систем. Было бы просто странно, если бы, идя в глубь свойств вещества, мы встречали бы смены свойств, законов и сил, а идя гораздо дальше вширь, мы бы без конца имели дело только с тяготением, да в лучшем случае еще с явлениями магнитогидродинамики.

О том, что в области изучения галактик мы, может быть, столкнемся с совершенно новыми явлениями, по требующими даже принципиальной ломки прежних представлений, говорят и другие открытия, в частности радиоастрономические.

Уже излучение радиогалактик происходит с такой мощностью, что ставит современную астрофизику в тупик. В еще большей мере это касается квазаров (квазизвездных источников радиоизлучения), которые и в оптическом и в радиодиапазоне излучают еще больше энергии.

Это излучение считается синхротронным, но что порождает нужное неимоверное количество релятивистских электронов, остается неизвестным. В одной из более близких галактик (М82) обнаружено явление взрыва, произошедшего полтора миллиона лет назад и породившего, как полагают, быстрые потоки газа и релятивистские электроны. Но что и почему там взорвалось, остается неизвестным. Когда предполагают, что в центре произошла одновременная вспышка множества сверхновых звезд (очень искусственное предположение), то и это ничего по существу не объясняет, так как причин чудовищных вспышек сверхновых звезд мы тоже не знаем. Так же пытаются объяснить взрывом и излучение квазаров, больше половины которых имеет две радиоизлучающие области, далекие от оптически видимого объекта и симметрично расположенные относительно него. Сам оптически видимый объект является, по-видимому, не галактикой и не «сверхзвездой», а чем-то совсем новым. Даже в ядре одной из скромных галактик Сейферта выход энергии оценивают таким, что он превышает энергию мыслимых термоядерных реакций и вообще всех известных источников энергии. Поэтому нам представляется возможным, что и в астрофизике, возможно, тоже предстоит коренная ломка представлений и методов теоретического исследования, так как известные нам методы дают мало удовлетворительного. Новые факты накапливаются поразительно быстро, и все же их еще недостаточно для того, чтобы контуры новых представлений могли бы появиться. Новые открытия могут сказаться и на астрономическом аспекте космологии и, во всяком случае, на ее проверке наблюдениями.

2. Астрономия и эксперимент

Астрономия и астрофизика до сих пор вынуждены были ограничиваться методами наблюдения и применением теорий, заимствованных из физики. Так, большое значение для астрофизики приобрели представления о квантах энергии, о вырожденном газе, учение о плазме, явления магнитогидродинамики и др. Таким образом, ее методы были пассивны. Исследователи не приходили в соприкосновение с изучаемыми объектами и не влияли на них, не могли ставить их в разные условия, как исследователи в лаборатории.

Какие перспективы в этой связи открывает использование успехов космонавтики? В какой мере астрономия получает активный метод изучения, в какой мере она становится экспериментальной наукой?

В этом направлении пока сделано еще очень мало. Наблюдения, полученные с автоматических межпланетных станций, — это опять-таки наблюдения с расстояния, и, имея огромную ценность, они не привносят принципиально новой, активной методики. Экспериментальными можно назвать только следующие результаты: исследование состава частиц, заполняющих межпланетное пространство; измерение частоты и энергии микрометеоров при помощи спутниковых приборов, на которые они воздействовали; создание искусственной кометы, послужившей, впрочем, только для наблюдения выпустившей ее ракеты и не изучавшейся научно; удар о лунную поверхность станции Луна-9 и запуск двигателей станции Сервейор-1, доказавших твердость лунного грунта и отсутствие на нем толстого слоя пыли. В перспективе можно ожидать еще несколько подобных экспериментов, а также пронизывание кометы межпланетной станцией, имеющей приборы для анализа ее вещества. Вот примерно и все, что может дать эксперимент до того, как люди смогут стать сами на поверхность Луны и планет. После этого начнется широкое экспериментальное исследование этих небесных тел, но это уже не будет астрономия. На планетах высадятся геологи, географы, геохимики и т. п., которым придется стать селенологами, селенографами, селенохимиками и т. п., поскольку лишь они, а не астрономы смогут изучить эти планеты основательнее. За небольшими исключениями, астрономии суждено всегда оставаться наукой наблюдательной и, в основном, в этом смысле пассивной; хотя человечество познает небесные тела гораздо шире и глубже, оно сделает это уже при помощи других наук, которые породит космонавтика. (Совершенно другое дело, что астрономия активно участвует в жизни общества, влияет на мировоззрение и используется для практики.)

Надо еще сказать, что хотя, как в вопросе о термоядерных источниках энергии Солнца и звезд, астрофизика бывает впереди физики, но она обычно целиком зависит от состояния последней. История науки дает этому много примеров. В частности, для объяснения энергии Солнца последовательно применялись открытия физики. После открытия механического эквивалента тепловой энергии полагали, что на Солнце падают метеориты и их кинетическая энергия переходит в тепловую. Учение о связи потенциальной и кинетической энергии вызвало гипотезу о поддержании энергии звезд за счет сжатия и освобождения энергии гравитации. Открытие радиоактивности побуждало наблюдателей находить линии спектра радиоактивных элементов даже там, где их не было, и т. д. Сейчас появились попытки объяснять разные астрономические факты привлечением гипотез о существовании больших масс антивещества, о существовании отрицательных масс и т. п.

Астрофизика, в основном как применение физики к объяснению астрономических фактов, отражает в себе все изменения представлений и методов физики, а классическая астрономия остается в кругу прежних представлений, используя лишь новые технические методы…

3. Методы релятивистской космологии

Наряду с изучением различных космических тел и их систем (планеты и планетные системы, звезды и звездные системы), в настоящее время активно обсуждается проблема Вселенной как целого, или космологическая проблема. С нашей точки зрения, она является не разделом астрономии, а представляет собой «пограничную» науку, возникшую на стыке философии, теоретической физики и астрономии. Наибольшее внимание в современной космологии уделяется проблемам метрики пространства и времени, конечности или бесконечности Вселенной.

Решение космологической проблемы сталкивается с серьезными трудностями, в том числе — философскими. Теоретическим путем разработаны многочисленные «модели Вселенной», однако до сих пор, к сожалению, не уделяется должного внимания выяснению того, что понимается под Вселенной — как вообще, так и в каждом отдельном случае. Острая философская борьба идет вокруг результатов современной космологии. При философской оценке тех или иных теоретических моделей Вселенной они часто без всяких оговорок отождествлялись с реальной, наблюдаемой Вселенной, что вело к недоразумениям. С одной стороны, такие следствия современной космологии, как «нулевой радиус» Вселенной в «момент времени нуль», рассматривались идеалистами как доказательство «акта творения» Вселенной. С другой стороны, сами релятивистские модели Вселенной иногда ошибочно рассматривались как «идеалистические», особенно если пространство этих моделей было конечным. Суть дела, однако, состоит в том, что большинство выводов космологии, ввиду недостатка фактических данных, было получено теоретическим путем и только наблюдения могут показать, какое эти выводы имеют отношение к действительности. Проверка наблюдениями выводов космологии — дело астрономии. В этой области безусловно полезна, например, деятельность МакВитти (в США), грамотно в астрономическом смысле и осторожно сопоставляющего с теориями все вновь и вновь появляющиеся данные о наблюдаемой связи красного смещения в спектрах галактик с расстоянием до них, вернее, с их видимым блеском, нуждающимся в разных поправках, существенно влияющих на результат. Его последнее заключение, принятое большинством ученых: Метагалактика расширяется замедленно. Но все эти сравнения достаточно осложнены. Для умеренных расстояний галактик (находимых по их видимой яркости) расстояния и раньше просто сопоставлялись со скоростью удаления от нас этих галактик. Теперь же, добравшись до галактик с гораздо большими красными смещениями, астрономы столкнулись с трудностью определения точного расстояния до них, так как вычисление этих громадных расстояний по красному смещению зависит уже от принятой для расчета модели Вселенной, которую-то и требуется как раз определить из этих наблюдений.

До недавнего времени величину красного смещения сопоставляли с видимым блеском ярчайшей, скажем для простоты, галактики в скоплениях их, полагая с некоторой степенью надежности, что истинный блеск таких галактик одинаков. Но сейчас все больше появляется указаний на существование между галактиками среды, могущей поглощать свет и искажать видимый блеск галактик тем больше, чем они дальше. Затем квазизвездные радиоисточники обнаружили красные смещения, в несколько раз большие, чем у известных ранее скоплений галактик. Их открытие, если знать расстояние до них, особенно важно для изучения закона расширения Метагалактики. Но существует ряд других попыток объяснить эти огромные красные смещения — не как космологическое явление, и допустить, что квазизвездные радиоисточники гораздо ближе к нам, чем полагают по их красному смещению. Это делает еще менее точным (если это верно) допущение об одинаковости их истинного блеска.

Время, прошедшее с начала расширения Метагалактики, сейчас оценивают не меньше возраста Земли, но существуют некоторые оценки возраста самых старых звезд, превосходящие этот срок, хотя начало расширения мыслится как начало возникновения звезд и их систем в виде, более или менее сходном с тем, какой мы наблюдаем у них теперь.

Многие выводы современной космологии тесно связаны с исходным допущением однородности и изотропности Вселенной. В последние годы советский астроном А. Л. Зельманов начал разработку теории анизотропной неоднородной Вселенной. Эта теория имеет известную опору в данных наблюдений и приводит к выводам, отличным от тех, которые популярны в зарубежной космологии. С другой стороны, этот же ученый особенно активно развивает концепцию о возможной относительности понятий конечности и бесконечности мира, о зависимости их от принятой системы отсчета, — такая концепция, пока еще недостаточно обсужденная космологами, особенно за рубежом, к сожалению, еще труднее поддается пониманию, чем концепция просто искривленного пространства.

Как нам кажется, при попытках найти выход в том, что пространство Вселенной может быть и конечным и бесконечным, смотря по тому, в какой системе отсчета это рассматривать, упускается из виду, что бесконечность материального мира нельзя трактовать как отдельную от этого проблему. Для материалиста-диалектика реальное пространство существует лишь постольку, поскольку оно связано с материей, без этого оно остается абстракцией.

Для естествоиспытателя вопрос о конечности или бесконечности Вселенной имеет смысл лишь как вопрос о конечности или бесконечности, неисчерпаемости материального мира. Существуют высказывания, что Вселенная как пространственно-временной континуум может быть конечной, а материальный мир в то же время бесконечен — бесконечно многообразие его объектов, масштабов и форм взаимодействия. Но в конечном объеме пространства неизбежно конечно и количество материи, как бы широко ее понятие ни трактовалось (тела, системы их, силовые поля, излучение и т. п.). В конечной пространственно Вселенной многообразие форм материи и взаимодействий может быть бесконечным только односторонне, как «бесконечна» полупрямая линия. Количество материи в конечном пространстве не может зависеть от системы отсчета. Если оно конечно, то бесконечное число частиц и взаимодействий мы будем находить лишь за счет углубления в строение вещества, в области физики, в области неисчерпаемости микроструктуры любых «элементарных» частиц. Но если в другом направлении мы встречаем лишь конечное число объектов, для наглядности скажем, в виде примера, конечное число сверхскоплений галактик, то и формы их, и формы их взаимодействия неизбежно будут конечными. Получается многообразие, ограниченное сверху. Равносильно этому в принципе было бы утверждение, что материальный мир бесконечен, если он исчерпывается земным шаром, потому что и на его поверхности происходят бесконечно разнообразные комбинации частиц и взаимодействий. Нам представляется, что бесконечность материального мира, если ее признавать, должна простираться в обе стороны, не только в глубину, но и в ширину.

Нам представляется также недостаточным утверждение, что возможность экстраполяции известных нам законов за пределы изученной части материальной Вселенной достаточна для понимания характера гораздо больших ее объемов. Ибо нет гарантии в том, что, идя вширь, мы не встретим новых, не известных еще законов природы. Если они существуют и будут открыты, то учет их может существенно изменить наши выводы, основывавшиеся только на ранее известных законах. Мы не сомневаемся в возможности экстраполяции основных известных законов, но не уверены в их достаточности в масштабе любых объемов. Наука не занимается «истинами» в последней инстанции. Она в своем развитии ищет и находит относительные истины, а в них и через них познает абсолютную истину.