Знание-сила, 2001 № 11 (893) - [18]

Любопытно, что эта «космологическая постоянная» уже не первый раз возвращается в космологию. Через несколько лет после того, как ее изгнал оттуда сам Эйнштейн, квантовая физика открыла, что в так называемой космической пустоте, в «вакууме» явно что-то скрывается, потому что там то и дело рождаются пары элементарных частиц – электрон с позитроном, протон с антипротоном и тому подобное. Было решено, что их рождает некое невидимое поле, и физики тотчас вспомнили об антигравитационном поле «космологической постоянной». Увы, она должна быть мала, а это не соответствовало характеру «вакуумного поля», по оценкам квантовой теории.

Потом в физике возникла очередная неувязка: возраст Вселенной оказался (показался) меньше возраста самых старых звезд в ней. Сейчас доказано, что этот вывод был результатом ошибочных оценок, но тогда ученые снова схватились за «космологическую постоянную» и соорудили с ее помощью такую модель Вселенной, при которой начальное быстрое расширение сменялось затем длительным периодом почти равномерного расширения (а затем – ускоренного расширения), так что с учетом этого периода «равномерности» Вселенная становилась старше всех своих звезд. Эти идеи были, однако, отброшены, так как вскоре вся проблема возраста Вселенной была снята с повестки дня.

К идее Эйнштейна возвращались в 50-е годы в связи с открытием так называемых квазаров, так что нынешние разговоры о «космологической постоянной» – уже четвертое возвращение к ней, теперь уже в связи с гипотезой «темной» энергии. Кажется, Эйнштейн все-таки поторопился, назвав свою придумку с этой постоянной «величайшей ошибкой своей жизни». Некоторые физики говорят, что сегодня эта идея могла бы принести ему еще одну Нобелевскую премию.

Другие сторонники инфляционной теории и «плоской» Вселенной предлагали ту же гипотезу «темной» энергии, но иного рода: у них ее свойства отличаются от «космологической» – она способна действовать на другие виды полей, она изменяется со временем и так далее. Такую всепроникающую энергию они называют «квинтэссенцией» (термин Лоуренса Краусса). Глашатаем идеи «плоской» Вселенной с «квинтэссенцией», обеспечивающей недостающие 65 процентов критической плотности и создающей ускоренное расширение, стал, в частности, известный космолог Пол Стейнхардт, который в свое время вместе с Аланом Гугом и Андреем Линде усовершенствовал инфляционную теорию Гута, устранив из нее определенные математические трудности.

Однако модель Стей нхардта оказалась чреватой такой головоломной математикой (именно из-за непостоянства его гипотетической «квинтэссенции»), что третья группа сторонников инфляционной теории и вытекающей из нее «плоской» Вселенной предложила промежуточный вариант, в котором «темная» энергия более или менее непротиворечиво сочетает в себе как свойства «космологической постоянной», так и свойства пресловутой «квинтэссенции».

Противоположная сторона в споре была представлена теми, кто, не веря в успех моделей с «темной» энергией, вообще отвергал мысль о том, будто новые данные свидетельствуют в пользу «плоской» Вселенной. Они готовы были признать правоту инфляционной теории в том, что касается причин неоднородности Вселенной, но предлагали никакую «темную» энергию не искать, а примириться с мыслью, что вещества во Вселенной недостаточно и потому ее пространство «открыто». Один из вариантов такой «открытой инфляционной модели» развивал в споре космолог Турок, другой – группа японца Ямамото.

Была, наконец, и третья сторона, этакие «радикалы» от космологии, которые предлагали вообще отбросить инфляционную теорию во всех ее возможных вариантах и «начать с начала». с момента рождения Вселенной или даже до него. На этом пустом поле успели вырасти весьма экзотические цветы. Например, тот же Стейнхардт вместе с тем же Туроком выдвинул еще одну гипотезу, согласно которой наша Вселенная родилась без всякой инфляции, а «просто» благодаря тому, что некий иной трехмерный мир, «вибрировавший» в многомерном пространстве, с размаху хлопнул о наш. как хлопают друг о друга две медные оркестровые тарелки.

Джон Барроу, Андреас Альбрехт [* О нем – в статье «Безумная идея Андреаса Альбрехта*.// «Знание – сила». – 2000. – № 10.] и другие тоже заявили, что для объяснения эволюции Вселенной вовсе не нужна инфляции, достаточно допустить, что скорость света в ранние времена была неимоверно больше нынешней, и это сразу снимает все парадоксы стандартной теории Биг Бэнга: например, тепловое равновесие сумеет быстро установиться даже между самыми отдаленными участками Вселенной.

И так далее. Размах гипотез и ожесточенность споров вокруг них становились, как я уже сказал, все грандиознее, но тут грянула упоминавшаяся сенсационная новость: в конце апреля группы «Дэйзи», «Бумеранг» и «Максима» объявили об окончательных результатах своих экспериментов, и эти результаты убедительно показали наличие не одного, а как минимум трех видов холодных пятен, предсказанных инфляционной теорией, – «первого», «второго» и «третьего» порядка. Таким образом, теория инфляции в конце концов оказалась (по-видимому) «плоской». И, тем не менее, как свидетельствуют описанные выше споры и заявленные в них позиции, это не столько снимает противоречия, сколько ставит перед космологией новые вопросы и порождает новые парадоксы, так что беспокоиться за ее будущее не приходится: думается, нам еще не раз придется говорить о некоторых из ее бегло очерченных выше гипотез. Пока же придется довольствоваться тем, что нам представился случай узнать о проблемах и поисках современной космологии если не все то, о чем мы хотели, но боялись спросить, то по крайней мере кое-что из того, что мы способны понять, не будучи специалистами.