Астрофизика начинающим: как понять Вселенную

Любят ли ученые соревноваться? Азартны ли они?

Да! Очень и очень. Мы так же азартны, как спортсмены или шахматные чемпионы. Вообще-то никому не хочется быть обставленным. Когда Чарльз Дарвин узнал, что другой ученый, Альфред Рассел Уоллес, развивает идеи, похожие на его собственные, он срочно опубликовал то, что стало известным как его эволюционная теория. Он не хотел, чтобы Уоллесу достались лавры первооткрывателя. Это характерно для любой науки, но мне кажется, во Вселенной хватит места всем. Так много еще вокруг неисследованного!

Обе группы астрофизиков, изучавших «неправильные» сверхновые, получили за свою работу Нобелевскую премию. В мире науки это все равно что лавровый венок.

И непонятные сверхновые оказались в точности там, где им и следовало быть.

Так что Эйнштейн в конечном счете оказался прав.

Он был прав, даже когда думал, что ошибался.

Эта взорвавшаяся звезда, Сверхновая 1987A – настоящая знаменитость в астрофизических кругах. Такие звезды помогли нам понять, что Вселенная расширяется.

Открытие «ускоряющихся» сверхновых стало первым прямым указанием на то, что странная новая сила, противостоящая тяготению, действует во всей Вселенной. Космологическая постоянная оказалась реальностью. Она заслуживала лучшего имени, и сегодня мы называем ее темной энергией.

Вселенная как горячее какао: чашка горячего какао со взбитыми сливками, посыпанного корицей. Какао: 68 %, взбитые сливки: 27 %, корица: 5 %.

Самые точные на сегодняшний день измерения показывают, что темная энергия занимает во Вселенной главное место. Вселенная состоит из вещества и энергии. Когда мы суммируем всю массу-энергию Вселенной, получается, что на долю темной энергии сейчас приходится 68 %. Доля темной материи составляет 27 %. Обычное вещество – это всего 5 % Вселенной.

Все обычное вещество, все то, что мы видим, ощущаем, вдыхаем, – всего лишь маленький кусочек космоса.

А что же это за таинственная сила? Этого никто не знает. Ближе всего к ее разгадке идея, что темная энергия создается космическим вакуумом. В главе 4 мы обсуждали не только опасности межгалактического пространства, но и все, что происходит в этой с виду пустой космической среде. Частицы и античастицы внезапно появляются из ничего и уничтожают друг друга. Каждая пара таких частиц создает крохотное направленное вовне давление. Возможно, если сложить воедино все эти исчезающе малые толчки, происходящие по всей Вселенной, и получится достаточно, чтобы объяснить темную энергию.

Эта идея выглядит разумной. К сожалению, когда вы оцените общую величину этого «давления вакуума», результат получится абсурдно огромным – намного превосходящим наши оценки полной величины темной энергии. Не считая моего эксперимента с пелериной Майти Мауса, это будет величайшее несоответствие между теорией и наблюдениями в истории науки. Так что «давление вакуума» не может претендовать на роль темной энергии.

Да, мы в растерянности.

Но все же какие-то выходы из тупика намечаются. Ведь идея темной энергии происходит из одной из лучших моделей Вселенной, которая когда-либо была создана: общей теории относительности Эйнштейна. Темная энергия – это космологическая постоянная. И чем бы в конце концов она ни оказалась, мы уже знаем, как ее измерить. Нам известно, как предсказать ее воздействие на прошлое, настоящее и будущее космоса.