Фізик Жорж Леметр між наукою і богослов’ям: два шляхи до істини

20 червня 1966 року в Левене помер монсеньйор Жорж Анрі Жозеф Едуард Леметр. Цей священик і професор Католицького університету Левена визнаний сьогодні одним з найвидатніших фізиків ХХ століття за його важливий внесок в фізичну космологію. Невипадково Європейське космічне агентство (ЄКА) назвало ім’ям Леметра п’ятий автоматичний вантажний корабель (Automated Transfer Vehicle, ATV) Міжнародної космічної станції (МКС). 29 липня 2014 року з космодрому Куру був запущений «ATV-5 Леметр» для місії тривалістю шість з половиною місяців, на борту ракети-носія «Ariane 5».

Жорж Леметр народився в Бельгії, в Шарлеруа, 17 липня 1894 року. Завершуючи вищу освіту в єзуїтському коледжі цього міста, він відчув у собі одночасно два покликання: до священичого життя і до науки. Оскільки батько порадив йому відкласти вступ до семінарії, Жорж почав вивчати інженерну справу.

Але після трьох років навчання в Левені його заняття були перервані Першою світовою війною. Він бере участь в жорстоких боях біля Ізере і використовує вільний час, щоб розмірковувати над Писанням і читати деякі книги Анрі Пуанкаре. Під час відпустки він відправляється в Париж, щоб зустрітися з Леоном Блуа, чиї роботи він високо цінував.

В кінці війни Леметр відмовляється від своїх інженерних досліджень і в 1919 році отримує те, що ми сьогодні назвали б ступенем магістра в галузі математики та фізики, а також ступінь бакалавра в області томістської філософії. Це відбувається у Вищому інституті філософії, заснованому кардиналом Мерсьє.

У 1920 році – вірний своєму покликанню – Леметр вступає в Мехелене в семінарію для пізніх покликань: в Maison Saint Rombaut (Будинок святого Ромбо). Розпізнавши в Жоржі винятковий розум, кардинал Мерсьє дозволяє йому продовжувати наукові дослідження під час духовного навчання: це дозволить йому розкрити і поглибити теорію спеціальної та загальної теорії відносності і написати з цього приводу працю «Фізика Ейнштейна», яка принесла йому стипендію для продовження навчання в Англії.

У 1923 році в Малінесе кардинал Мерсьє висвятив Жоржа Леметра в сан священика. Під час рукоположення Леметр також приєднався до священицького братства «Друзі Ісуса», заснованого тим же кардиналом.

Жорж Леметр на все життя залишиться вірний цьому братству, де єпархіальні священики брали обітницю вбогості, а також особливу обітницю посвячення Христу. Отець Леметр, як і всі члени «Друзів Ісуса», до і після щоденної Меси проводив час в поклонінні і щороку брав участь в десятиденних духовних вправах в усамітненні, у віддалені від мирських турбот. Багато священиків з наукової сфери нехтували цим «глибоко духовним обов’язком», яким його вважав Жорж Леметр, але сам він назавжди залишиться вірним братству і його вимогам, особливо обітниці бідності і щоденного поклоніння Пресвятим Дарам. Він постійно був з «Друзями Ісуса», які вивчали і міркували над текстами блаженного фламандського містика Яна ван Рьойсбрука.

Під час свого перебування в Будинку святого Ромбо, вивчаючи одночасно богослов’я і фізику, Жорж користувався будь-якою можливістю, щоб вивчити основи китайської мови. У цьому йому допомагав один китайський семінарист, якого Леметр навчав французької та катехизму. Це пояснює, чому на початку тридцятих років він активно займається прийомом китайських студентів, які прибувають в Левен, в тісній співпраці з отцем Леббе і з монахами бенедиктинського абатства Сен-Андре в Брюгге, особливо з Доном Теодором Неві. У період між 1929 і 1930 роками молодий священик Жорж Леметр став директором будинку китайських студентів в Левені.

У 1923-1924 роках – завдяки вищезгаданій стипендії – Леметр вивчав астрономію і загальну теорію відносності в Кембріджі з сером Артуром Еддінгтоном. Вплив останнього на Леметра був дуже глибоким, і деякі з міркувань вченого, по суті, керували науковою діяльністю молодого священика.

Потім Леметр відправився в Сполучені Штати, де в 1924-1925 рр. працював в обсерваторії Гарвардського коледжу і приступив до написання докторської дисертації в Массачусетському технологічному інституті. Він скористався цим перебуванням, щоб відвідати великі астрономічні обсерваторії і зібрати – що матиме в подальшому фундаментальне значення – новітні дані про швидкість і розміри галактик, які тоді ще називалися туманностями.

Повернувшись на Батьківщину в університет Левена в 1925 році абат Леметр був призначений професором у франкомовній секції. Він залишиться там до 1964 року, роблячи величезний вплив на цілі покоління студентів, інженерів, математиків і фізиків своїми оригінальними лекціями і глибокою людяністю. Саме в Левені, після захисту дисертації, він вніс свій найзначніший внесок у космологію. У чому це полягало?

Перш за все, Леметр першим в 1927 році пояснив те, що пізніше буде називатися «законом Хаббла». Цей закон, опублікований тільки через два роки, свідчить, що швидкість віддалення галактик прямо пропорційна відстані до них. Його пояснення засноване на моделі Всесвіту без початку і кінця (сьогодні цю модель називають «всесвітом Еддінгтона-Леметра»). У цій моделі не тільки галактики рухаються у Всесвіті, а й всесвіт «розширюється», віддаляючи галактики одну від одної. Таким чином, Леметр вводить в саме серце фізики ідею історії самого Всесвіту.

Леметр також відомий як один з перших фізиків, який ввів і дав визначення – в 1931 році – ідеї «природного початку» Всесвіту. Бельгійський космолог представляє Всесвіт у вигляді «початкової сингулярності» і фізичного стану крайньої концентрації енергії-матерії, переведеної в відоме, сьогодні застаріле поняття «примітивного атома». Між 1931 і 1965 роками небагато вчених захищали цю теорію: тоді вони ще не мали даних, які підтверджували б її, а також – і, можливо, особливо – тому, що вони плутали ідею «космічного начала» Всесвіту з богословською ідеєю створення.

Термін «Великий вибух» був, серед іншого, винайдений Фредом Хойлом, щоб висміяти гіпотезу Леметра. Хойл, Бонді і Голд розробили теорію, альтернативну космології «примітивного атому». Ця теорія була названа космологією «стаціонарного стану» (Steady State Cosmology): в ній Всесвіт завжди залишається однаковим, в постійному розширенні, без початку і кінця. Як це не парадоксально, щоб отримати таку модель Всесвіту, вони повинні були постулювати безперервне творіння матерії! У 1965 році відкриття космічного мікрохвильового фону (Cosmological Microwave Background) реліктового випромінювання в 2,7 К, здійснене Пензіасом і Вілсоном, підтвердить інтуїцію Леметра.

З 1931 року о. Леметр був одним з перших, хто стверджував, що має існувати випромінювання з найперших моментів Всесвіту і воно здатне дати нам цінну інформацію. Лише за рік до своєї смерті бельгійський учений дізнався про відкриття реліктового випромінювання (яке підкріплює космологію Великого вибуху) завдяки одному зі своїх друзів і соратників, Одону Годару. Однак Леметр помилково вважав, що це реліктове випромінювання складається з «космічних променів», заряджених частинок, уловлених магнітним полем Землі. Проте, він глибоко вивчив траєкторії цих частинок і вніс значний вклад в розвиток теорії північних і південних полярних сяйв.

Подібне дослідження вимагало використання потужних комп’ютерів, таких, як аналогова обчислювальна машина Буша в Массачусетському технологічному інституті, а також перший комп’ютер Університету Левена, встановлений в 1958 році. Першим програмістом цього комп’ютера став саме о. Жорж Леметр.

Модель Всесвіту, яку Леметр запропонував в 1931 році на підтримку своєї гіпотези первинного атома, характеризується сучасної фазою прискорення. Останнє пов’язано зі знаменитою «космологічною сталою» і з загадкою «темної енергії», яка широко вивчається сьогодні. Цікаво відзначити, що Леметр завжди захищав, усупереч поширеній думці самого Ейнштейна, важливість космологічної сталої, яку він вважав пов’язаною з квантовими явищами.

Не можна не згадати про те, що Леметр зробив багато інших важливих досліджень і відкриттів. Серед них відзначимо дослідження в галузі загальної теорії відносності, сингулярностей і систем координат, які дозволяють усунути їх. Леметр досяг успіху також у царині класичної механіки (задача трьох тіл), чисельного аналізу (швидке перетворення Фур’є до його офіційного винаходу), а також в алгебраїчній теорії спінорів.

Леметр був другом Ейнштейна, Елі Картана і багатьох інших відомих вчених. Він також отримав безліч престижних нагород (Prix Francqui, медаль Менделя та інші).

Жорж Леметр завжди високо цінував релігійний вимір свого життя, методично і скрупульозно розрізняючи наукову і богословську сфери, які були для нього «двома шляхами до істини». Однак в самому центрі життя, в дії – як він уточнив в 1936 році під час Католицького конгресу в Малінесе – ці два виміри, науковий і релігійний, знайшли свою єдність. Леметр говорив, що віра дала йому оптимізм, так як знав, що загадка Всесвіту має рішення.

У 1951 році Папа Пій XII виголосив промову перед Папською академією наук, в своєму виступі Єпископ Риму згадав (не називаючи Леметра) про початок Всесвіту, слідуючи гіпотезі первинного атому. о.Леметр жваво відреагував на цю промову: однак його реакція не була пов’язана з проблемою відносин між наукою і вірою як такої. Космолог не хотів, щоб в якості доказів, навіть побічно, висувалася його неперевірена в той час гіпотеза. Бельгійський учений повідомив про це Папі, який, глибоко поважаючи священика і його праці, прийняв це до уваги. У 1935 році Леметр був обраний почесним каноніком капітулу Будинки святого Ромбо.

У 1960 році Папа Іван XXIII звів його в сан єпископа і доручив йому керівництво Папською академією наук, членом якої він був з моменту її заснування в 1936 році. Під час Другого Ватиканського собору монс. Леметр був призначений Папою Павлом VI членом Дослідницької комісії з питань контролю народжуваності. Оскільки тоді здоров’я прелата з Левена стало погіршуватися, він відмовився від призначення, написавши докладну доповідь для цієї групи.

Людина великої культури – він був піаністом і цікавився французькою літературою, особливо творами Мольєра – монс. Леметр зберіг на все життя просту душу і велику доброту, а також величезну повагу до всіх людей, яких він зустрічав, якими б не були їхні переконання. Через п’ятдесят років після смерті Жоржа Леметра його шлях залишається сильним і промовистим свідченням про те, що можна займатися наукою на найвищому рівні і проводити передові дослідження, зберігаючи при цьому людяність і глибоку віру.
(Домінік Ламбер, бельгійський професор, доктор філософії)