Знак вопроса, 1993 № 01-02 - [3]

Согласно имеющимся сегодня данным, плотность вещества во Вселенной примерно в десять раз меньше критического значения. Выходит, что разбегание галактик будет продолжаться вечно.

Однако этот вывод следует снабдить знаком вопроса. Все дело в том, что определить с достаточной точностью среднюю плотность вещества — очень трудная задача. В данном случае приходится иметь дело не только с труднонаблюдаемыми видами вещества, например с разреженным горячим газом и другими видами материи в пространствах между галактиками, но и решать проблему так называемой скрытой массы во Вселенной.

Суть последней состоит в том, что масса любой галактики оказывается существенно больше суммарной массы всех звезд галактики и массы, содержащейся в ее газово-пылевой составляющей. Так, например, по характеру вращения некоторых галактических образований-дисков можно заключить, что распределение видимой массы в них не соответствует наблюдениям: видимая масса составляет лишь 15–25 % от необходимой для объяснения характера вращения вещества во внешних областях дисков. Предполагается несколько кандидатов в объекты, из которых может состоять скрытая масса: планетоподобные образования типа нашего Юпитера, массивные «черные дыры», межгалактический газ, экзотические субстанции, такие, как космические лучи, нейтрино, гравитационные волны, а также различные другие виды физической материи.

Такова в самом общем виде фактическая сторона дела в современной космологии. Перечень рассмотренных выше проблем и вопросов очень краток и схематичен. Но и он позволяет сделать вывод о том, что еще далеко нс все в Большом космосе известно и понятно сегодняшней науке. Будет ли Вселенная расширяться вечно или же расширение сменится сжатием и все галактики, звезды и планеты вновь cплaвятcя в чудовищном тигле? Почему Вселенная в большом масштабе однородна и почему имеются отклонения от однородности и масштабах скоплений галактик? Почему энтропия Вселенной велика, т. е. почему Вселенная горячая? Существуют ли миры помимо нашей Вселенной?

Ответ на эти вопросы должны дать будущие исследования. Ученые преисполнены оптимизма — ведь возможности наблюдательных инструментов еще далеко не исчерпаны. Новые телескопы, несомненно, позволят заглянуть в такие космические бездны, которые сегодня еще недоступны глазу человека. и узнать много нового о нашем «звездном доме».

2. Космологические сомнения

Концепция Большого взрыва, положившего начало эволюции нашего мира, стала столь же признанной в современной космологии, как, по словам академика Я. Б. Зельдовича, и шарообразность Земли. Однако со временем появились новые научные данные, поставившие теорию расширения Вселенной под сомнение. Рассмотрим некоторые из таких соображений.

Удивительными и загадочными объектами Вселенной являются КВАЗАРЫ, или, если называть их полным именем, квазизвездные радиоисточники. Это самые яркие, самые далекие и в то же время самые древние из известных нам космических тел. Вычисленные по закону Хаббла расстояния до квазаров составляют миллиарды световых лет. По мнению большинства ученых, это сжавшиеся под влиянием сил тяготения ядра практик, в центре которых возникли сверхплотные скопления материи — так называемые черные дыры. Они непрерывно поглощают из ближайшего пространства газ, пыль, другой космический мусор и даже звезды.

Освобождающаяся при этом гравитационная энергия поддерживает яркое свечение квазаров — они излучают во всем электромагнитном диапазоне с интенсивностью большей, чем сотни и тысячи миллиардов обычных звезд. Объяснить, какой физический механизм приводит в действие «энергетический котел» столь чудовищной мощности, в рамках теории расширяющейся Вселенной пока не удается.

Астрономов особенно привлекает тот факт, что квазары предстают перед ними как объекты, которые позволяют заглянуть не только на далекие окраины Галактики, но и в глубокое прошлое. Обсерватории мира непрерывно ведут поиск удаленных квазаров. Возраст одной из последних таких находок стал настоящей астрономической сенсацией.

Открытие, способное изменить нынешнее представление о космической эволюции, сделали американские астрофизики М. Шмидт, Д. Ганн и Д. Шнайдер. Им удалось обнаружить квазар, являющийся, по их словам, самым отдаленным источником света во Вселенной и находящийся удивительно близко к предполагаемому краю пространства и началу времени. Изучая квазары, ученые остановились на том, который получил условное наименование Пи-Си 1 158+4635. Он находится в созвездии Большой Медведицы. Анализ излучаемого им света показывает, что он существовал уже тогда, когда Вселенная достигла лишь шестой части своего сегодняшнего размера, а ее возраст составлял всего 7 % от нынешнего.

Если принять возраст Вселенной за 15 миллиардов лет, то, как подсчитали американские астрофизики, обнаруженный ими квазар сформировался спустя немногим более 1 миллиарда лет после «Большого взрыва». Согласно прежним наблюдениям квазары начали появляться спустя примерно 3 миллиарда лет после «Большого взрыва». Поэтому можно сделать вывод, что Вселенная приобрела свою нынешнюю структуру с неравномерным распределением материи в виде звездных галактик гораздо раньше, чем считалось. В то же время по теории «Большого взрыва» процесс формирования галактик должен был занимать гораздо больше времени, чем 1 миллиард лет, т. е. 14 миллиардов лет назад никаких галактик еще не могло существовать.