Нескінченність Всесвіту в просторі гармонійно відповідала її вічність у часі. Нині, мільярд років тому, мільярди років в майбутньому вона залишиться, по суті, однією і тією ж. Незмінність космосу ніби підкреслював тлінність, мінливість всього земного.
2. космологічні ПАРАДОКСИ
2.1. фотометричний парадокс
Перша пролом в цій спокійній класичної космології була пробита ще в XVIII в. У 1744 р астроном Р. Шезо, відомий відкриттям незвичайної «пятіхвостой» комети, висловив сумнів у просторової нескінченності Всесвіту. В ту пору про існування зоряних систем і не підозрювали, тому міркування Шезо стосувалися тільки зірок.
Якщо припустити, стверджував Шезо, що в нескінченній Всесвіту існує безліч зірок і вони розподілені в просторі рівномірно, то тоді з будь-якого напрямку погляд земного спостерігача неодмінно натикався б на якусь зірку. Легко підрахувати, що небосхил, суцільно усіяний зірками, мав би таку поверхневу яскравість, що навіть Сонце на його Тлі здавалося б чорною плямою. Незалежно від Шезо в 1823 р до таких же висновків дійшов відомий німецький астроном Ф. Ольберс. Це парадоксальне твердження отримало в астрономії найменування фотометричного парадоксу Шезо-Ольберса. Таким був перший космологічний парадокс, який поставив під сумнів нескінченність Всесвіту.
Усунути цей парадокс вчені намагалися різними шляхами. Можна було припустити, наприклад, що зірки розподілені в просторі нерівномірно. Але тоді в деяких напрямках на зоряному небі було б видно мало зірок, а в інших, якщо зірок незліченна безліч, їх сукупна яскравість створювала б нескінченно яскраві плями, чого, як відомо, немає.
Коли відкрили, що міжзоряний простір не порожньо, а заповнене розрідженими газово-пиловими хмарами, деякі вчені стали вважати, що такі хмари, поглинаючи світло зірок, роблять їх невидимими для нас. Однак в 1938 р академік В. Г. Фесенков довів, що, поглинувши світло зірок, газово-пилові туманності знову переизлучают поглинену ними енергію, а це не позбавляє нас від фотометричного парадоксу.
2.2. гравітаційний парадокс
В кінці XIX ст. німецький астроном К. Зеелігер звернув увагу і на інший парадокс, неминуче випливає з уявлень про нескінченність Всесвіту. Він отримав назву гравітаційного парадоксу. Неважко підрахувати, що в нескінченній Всесвіту з рівномірно розподіленими в ній тілами сила тяжіння з боку всіх тіл Всесвіту на дане чоло виявляється нескінченно великий або невизначеною. Результат залежить від способу обчислення, причому відносні швидкості небесних тіл могли бути нескінченно великими. Так як нічого схожого в космосі не спостерігається, Зеелігер зробив висновок, що кількість небесних тіл обмежена, а значить, Всесвіт не нескінченна.
Ці космологічні парадокси залишалися невирішеними до двадцятих років нашого століття, коли на зміну класичній космології прийшла теорія кінцевої і розширення Всесвіту.
2.3. термодинамічний парадокс
Ми вже говорили про початки термодинаміки і деяких висновках з них. Світ повний енергії, яка підпорядковується найважливішому закону природи - закону збереження енергії. При всіх своїх перетвореннях з одного виду в інший енергія не зникає і не виникає з нічого. Загальна кількість енергії залишається постійним. Здавалося б, з цього закону неминуче випливає вічний кругообіг матерії у Всесвіті. Справді, якщо в Природі при всіх змінах матерії вона не зникає і не виникає з нічого, а лише переходить з однієї форми існування в іншу, то Всесвіт вічний, і матерія, її складова, перебуває у вічному кругообігу. Таким чином, згаслі зірки знову перетворюються в джерело світла і тепла. Ніхто, звичайно, не знав. як це відбувається, але переконання в тому, що Всесвіт в цілому завжди одна і та ж, було в минулому столітті майже загальним.
Тим більш несподівано пролунав висновок з другого закону термодинаміки, відкритого в минулому столітті англійцем У. Кельвіном і німецьким фізиком Р. Клаузиусом. При всіх перетвореннях різні види енергії в кінцевому рахунку переходять в тепло, яке, будучи надано собі, прагне до стану термодинамічної рівноваги, тобто розсіюється в просторі. Так як такий процес розсіювання тепла незворотній, то рано чи пізно всі зірки згаснуть, всі активні процеси в Природі припиняться і Всесвіт перетвориться в похмуре замерзле кладовищі. Настане «теплова смерть Всесвіту».
Приголомшливе враження, вироблене на натуралістів минулого століття другим початком термодинаміки, було особливо сильно ще й тому, що навколо себе, в навколишньому нас Природі вони не бачили фактів, його спростовують. Навпаки, все, здавалося, підтверджувало похмурі прогнози Клаузіуса.
Звичайно, є в Природі і антіентропійний процеси, при яких безлад, а значить, і ентропія зменшуються. Такі процеси, що відбуваються в органічному світі, в людській діяльності. Але при більш глибокому розгляді ситуації завжди виявляється, що зменшення безладу в одному місці неминуче супроводжується його збільшенням в іншому. Більш того, що виник з вини людини безлад значно перевищує той порядок, який він вніс в Природу, так що, в кінцевому рахунку, ентропія і тут продовжує зростати. Встати на позицію Клаузіуса - це означає визнати, що Всесвіт мав колись початок і неминуче буде мати кінець. Дійсно, якби в минулому Всесвіт існував вічно, то в ній давно настав би стан теплової смерті, а так як цього немає, то, на переконання Клаузіуса і багатьох інших його сучасників, Всесвіт була створена порівняно недавно. А в майбутньому, якщо не трапиться якесь диво, Всесвіт чекає теплова смерть.
На спростування другого закону термодинаміки були кинуті сили всіх матеріалістично мислячих вчених. Так, в 1895 р Людвіг Больцман запропонував свою вірогідну трактування другого початку. За його гіпотезою, зростання ентропії відбувається тому, що стан безладу завжди більш імовірно, ніж стан порядку. Але це не означає, що процеси протилежного характеру, тобто самовільні зі зменшенням ентропії, абсолютно неможливі. Вони в принципі можливі, хоча і вкрай малоймовірні.
Усюди ми спостерігаємо, як тепло від більш гарячого тіла переходить до більш холодного. Однак в принципі можливо і інше: шматок льоду, кинутий в піч, збільшить її жар. Не виключено і таке подія, що всі молекули повітря в нашій кімнаті зберуться раптом в одному її кутку, а ви загинете від задухи в іншому. Нарешті, можливо, що мавпа, посаджена за друкарську машинку, випадково вистучіт пальцем сонет Шекспіра. Всі ці події можливі, але ймовірність їх близька до нуля. Така ж, по Больцману, ймовірність існування нас з вами.
Больцман не сумнівався, що Всесвіт нескінченний в просторі і часі. В основному і майже завжди вона перебуває в стані теплової смерті. Однак іноді в деяких її районах виникають вкрай малоймовірні відхилення (флуктуації) від звичайного стану Всесвіту. До однойізніх належить Земля і весь видимий нами космос. В цілому ж Всесвіт - неживий мертвий океан з деякою кількістю острівців життя.