Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную - [44]

Такие объекты называют «квазарами» или «активными ядрами галактик», и они интересны по двум причинам. Во-первых, они светят ярче, чем сами галактики, и таким образом выполняют роль прожекторов, освещающих отдаленные части Вселенной. Спектр светящегося облака газа квазара дает нам убедительные данные о количестве дейтерия, что является, как мы уже видели, важной проверкой теории Большого взрыва. Во-вторых, квазары предоставляют нам существенные доказательства ОТО Эйнштейна. Энергия, которую они излучают, исходит от материи, которая вращается очень близко к черной дыре, а возможно, и от самой вращающейся дыры. Нет никакого шанса получить подлинное изображение потока, – это будет, пожалуй, даже более трудной задачей, чем получить снимок землеподобной планеты, обращающейся вокруг другой звезды, – но исходящее от него излучение имеет красное смещение из-за сильной гравитации (и оно, конечно же, добавляется к обычному космологическому красному смещению). Также будут присутствовать большие доплеровские смещения, возникающие из-за высокой скорости, с которой газ вращается вокруг дыры (в красную часть спектра на той стороне, которая удаляется; в синюю часть – для газа, который приближается с другой стороны). Благодаря прогнозируемому движению и гравитационным полям мы можем проверить, имеют ли черные дыры на самом деле те самые свойства, которые предсказывает теория Эйнштейна.

КАК МНОГО МОЖНО ПРЕДСКАЗАТЬ?

Если бы кому-то захотелось в одном предложении подвести итоги и ответить на вопрос: «Что же произошло после Большого взрыва?», лучше всего набрать полную грудь воздуха и сказать: «Практически с самого начала тяготение формирует космические структуры и увеличивает разницу температур, необходимую для развития многогранности, которая простирается вокруг нас на 10 млрд св. лет и частью которой мы являемся».

Как только формируются системы, достаточно тяжелые, чтобы иметь свое собственное тяготение, отклонения от среднего нарастают. Вследствие этого наша Вселенная могла развиться из первоначального огненного шара, равномерно горячего, в упорядоченную систему, в которой есть очень горячие звезды, испускающие излучение в очень холодный космос. Так начинается эпоха все более усложняющейся космической эволюции и появления жизни. Отдельные звезды в процессе развития становятся плотнее (некоторые заканчивают как нейтронные звезды или черные дыры), тогда как в целом материя распространяется более тонко. Эта многогранность является результатом цепочки событий, которую специалисты по космологии могут проследить до ультраплотной первоначальной среды, которая практически не имела структуры.

Наша точка зрения на то, как появились космические структуры, как и точка зрения Дарвина на биологическую эволюцию, является убедительной общей схемой. Начало всего процесса, как и в теории Дарвина, все еще остается загадкой: то, как обусловлено число Q (возможно, микроскопическими вибрациями в очень ранней Вселенной), все еще вызывает недоумение, как и происхождение первых организмов на Земле. Но космология проще в одном очень важном отношении: после того как установлена начальная точка, результат в общих чертах предсказуем. Все огромные части Вселенной, которые одинаково начались, закончат статистически одним и тем же образом. Напротив, общий курс биологической эволюции чувствителен к «происшествиям» – изменениям климата, падениям астероидов, эпидемиям и т. д., поэтому, если заново запустить историю Земли, она может закончиться в совсем другой биосфере.

Поэтому так важно компьютерное моделирование структурных образований. Галактики и их скопления появились в результате воздействия тяготения на первоначальные неоднородности. Мы не пытаемся объяснить всю схему в деталях, а хотим только выявить ее статистические свойства – точно так же, как океанограф ставит себе целью получить статистические данные о волнах, а не детали одной волны в единственном снимке в конкретном месте и времени.

Начальная точка для такого анализа – это расширение Вселенной, описываемое с помощью чисел Ω, λ и Q. Результат очень чувствителен к этим трем ключевым числам, установленным (мы еще точно не уверены как) на самом раннем этапе существования Вселенной.

НАСТРОЙКА Q

Очевидно, что для образования галактик, их скоплений и сверхскоплений требуется достаточное количество темной материи во Вселенной, а также достаточное количество атомов. Значение числа Ω должно быть не слишком низким: во вселенной, где очень много излучения и мало чего-либо еще, тяготение никогда не сможет преодолеть давления. А число λ не должно быть таким высоким, чтобы космическое отталкивание преодолело тяготение до того, как сформируются галактики. Также должно иметься достаточное количество обыкновенных атомов, первоначально находящихся в рассеянном газе, чтобы сформировать все звезды во всех галактиках. Но мы уже видели, что нужно и кое-что еще, а именно изначальные неоднородности, которые должны стать «ростками» будущих структур.

Число Q измеряет разброс этих неоднородностей или «ряби». Почему Q составляет примерно 10