Взрыв мироздания

Измерения, сделанные с помощью спутника НАСА Cosmic Background Explorer в 1989–1990 годах, показали, что наша Галактика и ее соседи, составляющие Местную группу, движутся с трудно вообразимой скоростью, часто превышающей сотни километров в секунду, в направлении созвездия Гидра. Это направление было получено после учета всех известных движений, начиная от вращения Солнечной системы вокруг галактического ядра до движения Млечного Пути к соседней спиральной галактике Андромеда.

Какова же причина этого причудливого космического дрейфа, столь отличного от хрестоматийного разлета галактик осколками Большого взрыва? Тут надо учитывать, что взаимное притяжение прежде всего собирает галактики в группы и скопления, переходящие в сверхскопления. При этом образуются еще и гигантские «пузыри» пустого пространства – «войды», лишенные не только галактик, но и звездных систем. Неоднородно распределенная масса вещества, окружающая Местную группу, может вызвать несбалансированное притяжение в каком-то одном направлении. На первый взгляд трудно понять, как галактики могут влиять друг на друга через такие огромные расстояния. Однако соотношение масс и расстояний дает поразительный результат – галактики в скоплениях связаны друг с другом гораздо сильнее, чем отдельные звезды внутри галактик.

Так и наш Млечный Путь вместе со сверхскоплениями галактик в созвездиях Девы и Волосы Вероники, увлекая с собой гигантскую массу межзвездной материи, мчится куда-то со скоростью, превышающей 2 млн километров в час.

В данном направлении был выявлен мощнейший источник гравитации с общей массой, превышающей десять тысяч крупных галактик.

Перед изумленными астрономами предстали сверхскопления галактик и Великий Аттрактор – гигантская гравитационная аномалия, жадно тянущая к себе несколько тысяч галактик. От него до Млечного Пути приблизительно 300 миллионов световых лет. Он расположен в небе южного полушария и тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Пытаясь определить природу этого объекта, ученые выдвинули несколько гипотез. Так, согласно одной из них, Великий Аттрактор представляет собой скопление нового, неизвестного науке вида материи. Сторонники другой гипотезы доказывали, что это не что иное, как «космическая струна», возникшая в «эмбриональном состоянии» нашей Вселенной.

Надо заметить, что только после этих ошеломляющих открытий стало возможным хотя бы эскизно набросать достаточно полную карту обозримой части космоса. Это в свою очередь позволило вплотную подойти и к важнейшим вопросам космологии. Каковы размеры космических структур? Как они возникают? Какова плотность вещества в сверхскоплениях?

Изучение вселенского Мальстрёма принесло много нового. Вокруг Великого Аттрактора было обнаружено несколько неизвестных скоплений галактик, группирующихся вокруг колоссального ядра гравитационной аномалии. Сразу же встал вопрос о конечном пункте падения нашей Галактики в этот космический водоворот. Однако увидеть что-либо в той бесконечной дали, куда с огромной скоростью несется наш материальный мир, пока не удалось.

Схема расположения Великого Аттрактора

История изучения ближнего и дальнего космоса свидетельствует, что в нем нет совсем уж уникальных вещей, и любой объект имеет более-менее отдаленный аналог. Совершенно так обстоит дело и с Великим Аттрактором. Вскоре после открытия этой структуры астрономы стали обнаруживать все новые центры притяжения. Особенно преуспела в изучении новых аттракторов международная группа астрономов, работавшая в Токийской обсерватории, которую коллеги прозвали «Семь самураев». Изучив относительное движение сотен галактик, «самураи» нашли сразу несколько аналогов Великого Аттрактора.

Оказалось, что за обладание нашей Местной группой галактик долгое время сражалось несколько гравитационных центров. Сейчас в этом космическом состязании вроде бы с минимальным перевесом побеждает Великий Аттрактор. Однако у него есть мощный соперник, расположенный на таком же расстоянии – сверхскопление галактик в направлении созвездий Персей и Печь. Ряд астрономов вместе с командой «самураев» считает, что в отдаленном будущем картина гравитационной битвы может измениться.

В последующем был открыт еще более грандиозный объект в виде сверхдлинной цепочки галактик, названный «сверхгалактическая плоскость». Предполагается, что формирование подобной мегаструктуры тесно связано с природой невидимой темной материи, составляющей основу Метагалактики. Материальный мир, который окружает нас в повседневности, и все, что мы можем увидеть в глубинах Метагалактики, составляет лишь около четырех процентов содержимого Вселенной. Это малая песчинка в масштабах вселенского мира, заполненного неуловимыми темными субстанциями. При этом около четверти массы Вселенной составляет темная материя, невидимая субстанция, которая не отражает и не излучает света, но оказывает гравитационное воздействие на другую материю.

Группируясь вокруг скоплений галактик, темная материя во много раз увеличивает их массу, заставляя перемещаться галактики в самых разных направлениях. То есть, в космосе царит полный «темный» кавардак. Такая ситуация приводит к тому, что в пространстве не редко происходят столкновения не только одиночных галактик, но и их сверхскоплений.

Открытие удивительных сверхскоплений галактик, не говоря уже о Великом Аттракторе, вызвали небывалый всплеск интереса среди астрономов. Было даже решено разработать специальную международную миссию «Евклид» из тысяч специалистов Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА. Этот проект включает создание специального космического телескопа, разработанного для исследования тайн сверхструктур, наполненных темной материей. На данный момент запуск космического аппарата «Евклид» запланирован на 2020 год.

Главной особенностью этого космического телескопа будут 16 современных детекторов инфракрасного излучения. Поскольку инфракрасные волны хорошо проникают сквозь пыль и газ, астрономы надеются заглянуть в самую сердцевину Великого Аттрактора и других галактических сверхскоплений. Многочисленная интернациональная команда исследователей во главе с ученым из НАСА Джейсоном Роудсом рассчитывает открыть много интереснейших эффектов, сопровождающих катастрофические столкновения звезд и галактик в глубинах гравитационных водоворотов.

С целью более глубокого понимания всего того, что таит в себе наша Вселенная, миссией «Евклид» запланировано масштабное наблюдение, охватывающее около 2 млрд галактик, которые занимают более трети звездного неба.

Ученые, которые будут проводить исследования в рамках программы «Евклид», собираются осуществить самые точные измерения «темных сторон» нашей Вселенной. Основной метод под названием «слабое линзирование» предусматривает анализ формы миллиардов галактик, возникших 7–8 млрд лет назад. Суть здесь в том, что когда темная материя находится перед галактиками, она невидима, но ее гравитация искривляет свет от далеких галактик, расположенных на заднем плане. Чем массивнее темная материя, тем значительнее искривления. Измеряя их, ученые определяют структуру распределения темной материи между галактиками.

Изменения, происходящие со временем в наблюдаемых структурах темной материи, регулируются результирующим взаимодействием между силами притяжения, обусловленными гравитацией, и силами отталкивания темной энергии. Таким образом, изучение форм галактик позволит выявить информацию не только о темной материи, но и о темной энергии.

Сможет ли близлежащее сверхскопление галактик противостоять колоссальной гравитационной мощи Великого Аттрактора? Исследователи миссии «Евклид» полагают, что смогут разрешить эту загадку далекого будущего, просчитав результат борьбы двух космических сверхгигантов.

Предполагается, что проект «Евклид» позволит прояснить, что же может произойти с Солнечной системой, когда Млечный Путь погрузится в ядро Великого Аттрактора. Наблюдения за процессами образования скоплений галактик также помогут дополнительно «прозондировать» темную материю. Все это может пролить свет не только на далекое будущее нашей Галактики, но и раскрыть самые «темные» тайны, скрывающиеся в глубинах Метагалактики.

Глава 14. Вселенская ось зла

Трудно представить область интеллектуальной деятельности, которая на протяжении прошлого века подверглась бы изменениям большим, чем космология. Мы кардинально пересмотрели нашу точку зрения на структуру окружающего мира. Но должна ли наука будущего постоянно требовать больше опытных знаний, чем было доступно ранее? Согласно последним исследованиям, на космологических промежутках времени ответ будет: нет, не должна. Возможно, мы живем именно в тот период эволюции Вселенной, когда ученые могут достичь полного понимания ее истинной природы.

Л. Кросс, Р. Шеррер. Наступит ли конец космологии?

Полученные приемником зонда Уилкинсона данные подтвердили и вселенскую асимметрию, и тень от Оси зла, и полное доминирование «темных сторон» мироздания. К тому же мы теперь знаем точный возраст нашего мира: 13,81 млрд лет. Античные философы считали центром мира Ойкумену – гигантский остров Средиземноморья, омываемый Великим океаном. Затем центром мироздания стала уже вся Земля, заключенная в хрустальные небеса со звездами и планетами. Николай Коперник устроил революционный переворот в небесных сферах, сведя роль Земли к обычной планете в Солнечной системе. С тех пор принцип Коперника, гласящий, что нет никакого «пупа Вселенной» в окружающем мире, уже неоднократно разжаловал статус нашего места в мироздании. Так Солнечная система превратилась в ординарную частичку гигантского звездного острова Млечного Пути. Затем и Галактика приобрела себе десятки соседей в Местной группе. Ну, а потом и сама Местная группа в нашем галактическом сверхскоплении прочно заняла свое место в необозримой сети метагалактической материи, перемежаемой колоссальными космическими пузырями – войдами.

Казалось бы, трудно уже придумать что-то новое для этой потрясающей картины Метавселенной – видимой нами части безбрежного мира. Однако список космических чудес, судя по всему, далеко не исчерпан. И вот среди привычного хаоса переплетающихся нитей и ячеек Метагалактики астрономы увидели нечто, тут же получившее одиозное название: Ось зла.

5 сентября 2002 года Космический центр НАСА погрузился в глубокую скорбь. Ушел из жизни научный руководитель одного из самых грандиозных проектов последнего времени Дэвид Уилкинсон. В тот же день было принято решение переименовать космический зонд «Карта» (Map) в WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Так возникла аббревиатура, хорошо известная каждому, кто интересуется исследованиями строения Вселенной.

Вспоминая профессора Уилкинсона, его коллеги единодушно отдают ученому пальму первенства в организации уникальной космической миссии НАСА по изучению реликтового излучения Большого взрыва. Она началась 20 апреля 2001 года, когда на ракетодром НАСА доставили 840-килограмовый аппарат. После двух месяцев тестов и проверок миссия была признана выполнимой и 30 июня 2001 года ракета «Дельта-2» понесла зонд в далекий космос.

1 октября 2001 года, пролетев полтора миллиона километров, аппарат достиг «точки либрации Лагранжа», где земное тяготение полностью уравновешивается солнечным. Прошло еще полгода, и в аналитический центр НАСА поступили данные первого панорамного сканирования небесной сферы.

Команда профессора Уилкинсона очень хорошо подготовила проект, так что зонд WMAP вместо запланированных двух лет передавал на Землю ценнейшую информацию с октября 2001 до сентября 2009 года. И лишь когда в работе этой астрофизической обсерватории начались множественные сбои, она была выведена из эксплуатации.

Собранная WMAP информация позволила ученым построить самую детальную на сегодняшний день карту видимой Вселенной – Метагалактики. В основу ее легли исследования эха Большого взрыва – распределения микроволнового излучения на небесной сфере. Первые попытки создать подобный космический атлас были сделаны с помощью аппарата НАСА COBE в 1992 году, однако точность данных WMAP была выше почти в 35 раз.

В свое время на предстартовом брифинге профессор Уилкинсон объяснял журналистам, что миллиарды лет назад наша Вселенная родилась в труднообъяснимом катаклизме Большого взрыва. С тех времен по космосу гуляют остатки взрывной волны, наполняя все вокруг реликтовым микроволновым радиоизлучением. Точно так же, как закрытое тучами небо подсвечивают солнечные лучи, окружающие нас галактики и межзвездные облака газа и пыли «просвечивают» реликтовые микроволны. Принять их и расшифровать означает увидеть образ окружающей нас Вселенной. Именно так данные WMAP показали распределение по небесной сфере температуры реликтового излучения.

Важность полученной модели Метагалактики трудно переоценить. Во-первых, она подтвердила, что наблюдаемая Вселенная состоит всего лишь из 4 % обычного вещества. Оказалось, что основу окружающего мира составляет 23 % загадочной темной материи и 73 % еще более таинственной темной энергии, вызывающей ускоренное расширение Вселенной. Данные WMAP позволили уточнить и возраст Вселенной, остановившись на цифре 13,73 ± 0,12 миллиардолетий.

Зонд Уилкинсона совершил еще ряд удивительных открытий, но все они требовали независимого подтверждения. Эстафету исследований миссии WMAP подхватило Европейское космическое агентство (ЕКА), запустившее 14 мая 2009 года с экваториального космодрома Куру во Французской Гвиане ракету-носитель «Ариан-5» с космической обсерваторией «Планк» (см. цветную вклейку).

Миссия ЕКА «Планк» не только уточнила и дополнила результаты WMAP, но и получила собственные оригинальные данные, позволившие еще раз по-новому взглянуть на «вселенский глобус». Некоторые очень странные детали на новом атласе Метагалактики заставили вспомнить мифы о древе Мира, вселенском столпе и особенно мировой оси, тут же получившей имя «Ось зла». У астрофизиков были весьма веские основания предложить такое необычное поэтизированное название, ведь новые данные плохо вписывалось в традиционную схему мироустройства.

Разгорелась бурная научная полемика, затронувшая многие разделы астрономии. Что же именно поразило ученых в новой картине мироздания?

Одним из первых термин «Ось зла» употребил лондонский космолог Жоао Магуэйо. С его легкой руки среди астрономов пошел гулять образ некоего сверхгалактического лайнера, пролетевшего сквозь Вселенную. Его расплывшийся «инверсионный след» оставил на небосводе странный феномен в виде череды холодных и теплых областей микроволнового фона. Вначале никто не поверил в столь странное метагалактическое явление, но компьютерное моделирование в целом его подтвердило. Оказалось, что гигантские сгустки материи расположены на небесной сфере не случайным, как следовало бы, а упорядоченным образом.

Как же родилась Ось зла во Вселенной и к чему может привести ее дальнейшая эволюция?

Профессор Магуэйо считает, что подобный характер распределения вещества возник в совсем юной Вселенной, когда ее размеры были сравнительно невелики и в них просто не могли возникнуть более протяженные области возмущения (правда, не совсем ясно, какие же процессы могли привести к подобной неоднородности).

После того как существование Оси зла уже было невозможно игнорировать, в борьбу за спасение традиционных представлений бросились многие видные астрономы. Громче всех против «несимметричной Метагалактики» возражал Крис Вале из Калифорнийского университета. Профессор Вале уверен, что истинный фон может оказаться искаженным чудовищной концентрацией галактик в определенных областях небесной сферы.

Сторонники Магуэйо утверждают, что обнаружение Оси зла было последней каплей, переполнившей чашу терпения противников стандартной модели мира, которую они считают не только запутанной, но и просто уродливой.

Во всяком случае, открытие Оси зла грозит настолько фундаментальными потрясениями, что НАСА уже выделило ученым средства на пятилетнюю программу детального исследования и проверки данных WMAP. Естественно, нельзя исключать и чисто инструментальные ошибки, хотя большинство фактов говорит о обратном.

Не так давно прошла первая в мире конференция под названием «Кризис в космологии», на которой констатировалось неудовлетворительное состояние нынешней модели мира и рассматривались пути выхода из кризиса. По всей видимости, мир стоит на пороге очередной космологической революции.

Ее последствия могут превзойти все ожидания с учетом того, что теория Большого взрыва имеет общекультурное и даже религиозное значение, отлично согласовываясь с догмами сотворения мира.

Обнаружение странного космологического феномена – Оси зла – стало наряду с другими открытиями последнего времени чрезвычайно серьезным испытанием для современной космологии. Уже привычная и устоявшаяся научная картина мира, судя по всему, вот-вот подвергнется коренному пересмотру. Группа ученых из Мичиганского университета во главе с Майклом Лонго решила проверить невероятную гипотезу о буквальном смысле термина «ось» мира. Для этого исследовали направления вращения 15 872 спиральных галактик и пришли к очень странному выводу о том, что наша Вселенная вращается некоторым образом вокруг той же самой Оси зла.

Вначале ученые пытались найти доказательства того, что Метагалактика зеркально симметрична. В этом случае количество галактик, закрученных по часовой стрелке, должно, в пределах некоторой погрешности, равняться числу противоположно закрученных. Однако оказалось, что в направлении северного полюса Млечного пути преобладают «правосторонние» спирали. Эта тенденция просматривается даже на расстоянии более 600 млн световых лет.

Если данные результаты подтвердятся, их будет очень трудно применить к стандартной модели сферически симметричного Большого взрыва, напоминающего лопнувший круглый мяч. Получается, что новорожденная Вселенная должна была вращаться вокруг своей оси.

Впрочем, критики творчества коллектива Лонго справедливо замечают, что принцип асимметрии широко распространен в окружающем мире. Ведь и человеческое тело далеко не симметрично, если принять во внимание анатомию. В ответ группа Лонго продолжает поиск новых аргументов, переходя к изучению галактик в южном полушарии, где, по идее, должны были бы преобладать галактики, вращающиеся по часовой стрелке…

Сможет ли наша Метагалактика вместить в себя еще и Ось зла, сохранив свою стандартную модель во вселенском вращении, должны показать уже ближайшие астрономические наблюдения. Но как бы там ни было, сам факт, что нам не известен состав практически всего космоса, говорит обо многом, позволяя ожидать новых сенсаций.

Глава 15. Соты метагалактики

Сегодняшняя Вселенная заполнена скоплениями галактик. Некоторые из них совсем невелики, всего-то несколько десятков галактик… Другие скопления содержат несметные орды из тысяч галактик, связанных взаимными гравитационными узами….

В самом крупном масштабе мы живем во Вселенной галактик, которая, вероятно, содержит сотни миллиардов изысканных образцов космического созидания и разрушения, в равной мере обнаруживающих и порядок, и хаос.

К. Саган. Космос. Эволюция Вселенной, жизни и цивилизации

Стех самых пор как первобытный троглодит бросил первый более-менее осмысленный взгляд на небосвод, его неустанно преследовал вопрос о безбрежности мироздания. И для астрономов будущего одной из главных задач еще долго будет оставаться поиск границ нашей Вселенной. Несколько иной путь предлагает современная кибернетика. Давайте попробуем представить себе, что удалось наконец создать некий сверхкомпьютер с совершенно фантастическими возможностями. Тогда астрономы могли бы ввести в него все, что они знают о доступной нам части Вселенной – Метагалактики. Эта трудновообразимая по величине область космоса предстала бы в виде электронной модели – небесного глобуса, где на месте созвездий были бы мириады галактик. Надо сказать, что подобные проекты изучает особая наука, формально входящая в астрономию, но претендующая на совершенно особую роль в познании окружающего мира – космология.

Космология в основном изучает крупномасштабную структуру Вселенной, объекты которой луч света обегает за десятки миллионов лет. Прежде всего тут выделяются скопления и сверхскопления галактик. Космологи считают, что современный вид Метагалактики определили первоначальные малые сгущения вещества 13 млрд лет назад. Под действием гравитации они обросли веществом, как комья липкого мокрого снега на склоне горы. Затем стали действовать пока еще неясные процессы, и из рыхлых комков материи возникли прекрасные кружева галактических скоплений.

По современным представлениям, основным компонентом межзвездной среды является газ, перемешанный с пылью. Газопылевые облака, подсвеченные звездами и пронизанные космическими лучами, иногда представляют собой совершенно фантастическое зрелище. Однако и они совершенно теряются на фоне метагалактических скоплений галактик, считающихся самыми крупными системами во Вселенной (см. цветную вклейку).

Как образовался «улей» Метагалактики? В чем заключается его эволюция при ускоренном разлете нашего мира? Есть ли у ячеистого здания Вселенной какие-то еще сверхструктуры: «стены», «крыша» и «подвал»?

Астрономы-наблюдатели, космологи и физики вместе с математиками-программистами выполнили уже несколько впечатляющих проектов. В них они поистине пытаются объять необъятное, представляя, как выглядит «со стороны» наша вселенская среда обитания.

В последние годы выяснилось, что крупномасштабная структура Метагалактики ячеистая. Группы, скопления и сверхскопления галактик расположены главным образом в сравнительно тонких слоях или цепочках. Слои и цепочки пересекаются, соединяются друг с другом и образуют колоссальные ячейки неправильной формы, внутри которых галактик практически нет.

Ф. Ю. Зигель. Астрономическая мозаика. Объекты мегамира. Структура Метагалактики

Всякое исследование внешнего вида Метагалактики наталкивается на недостаток информации о пограничных областях, насыщенных сверхдалекими юными галактиками. Здесь столько загадок и противоположных мнений, что прийти к астрономическому консенсусу пока совершенно невозможно. Кто-то считает, что в момент, когда вспыхнула первая звезда, вселенский «улей» представлял собой одну лишь груду строительных материалов. Другие утверждают, что еще в «темные беззвездные века» воздвиглись основные несущие стены и пролеты ячеистой Метагалактики. Третьи относят образование сверхструктуры Вселенной к гораздо более позднему времени, когда равномерный разлет пространства сменился ускоренным расширением.

Между тем исследовать метагалактическое пограничье крайне трудно, ведь далекая галактика становится даже для очень сильного телескопа практически неотличимой от более близкой звезды. Как уж тут воссоздать галактические сверхскопления и «соткать» из них кружева метагалактических сот (см. цветную вклейку).

Все надежды космологов связаны с новыми инструментами их коллег – астрономов-наблюдателей. Это могут быть стометровые наземные телескопы-рефлекторы, состоящие из множества сравнительно небольших зеркал, управляемых компьютером. Их будут дополнять всеволновые космические обсерватории нового поколения, размещенные в «гравитационных гаванях» Лагранжа, где земное тяготение равно лунному или солнечному.

Космические телескопы, как и их старшие земные собратья, будут состоять из многих компьютеризованных зеркал, что по расчетам должно их сделать уникальнейшими телескопическими системами. Эти астрономические инструменты смогут колоссально приблизить к нашим глазам самые удаленные уголки Метагалактики. Более того, составляя сверхглубокие обзоры космического простора, мы наконец-то сможем осуществить вековечную мечту астрономов о паромном обзоре Вселенной. Это будет не взгляд в одном направлении, напоминающий подглядывание через замочную скважину, а глубокие связанные изображения обширных областей космоса.

Это очень важно по многим причинам, но одна из них просто захватывает воображение!

Дело в том, что ускоренное расширение пространства через сотню миллиардолетий неузнаваемо изменит облик окружающего мира. Вся Метагалактика сожмется для наших далеких потомков в исполинскую Сверхгалактику, состоящую из Млечного Пути, галактики Андромеды и Местной группы галактик. Несмотря на вроде бы впечатляющие размеры это будет жалкая крупинка сегодняшней зримой Вселенной. Куда же исчезнет все остальное? Оно просто разлетится в пространство вне всякой досягаемости любых, даже самых грандиозных телескопов. Кроме того неузнаваемо изменится химический состав космоса и исчезнут всяческие признаки реликтового фона – отклика Большого взрыва.

Получается, что космологи далекого будущего будут считать, что вся Вселенная состоит из их медленно стареющего звездного острова, плывущего в вечной и неизменной пустоте космического вакуума. Единственная возможность донести научную правду до будущих астрономов – это оставить им современные знания о Большом взрыве, ускоренно расширяющейся Вселенной и сотовом «улее» Метагалактики.

Атмосфера Земли непрозрачна для многих излучений, поэтому главными инструментами для астрономов, строящих атлас Вселенной, служат разнообразные космические обсерватории. Они довольно успешно ведут наблюдения «края мира» в инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских частях электромагнитного спектра. К примеру, сравнительно недавно международная космическая группа астрономов уже получила изображение звездных объектов в тысячи раз слабее, чем наблюдаемые в самые мощные наземные телескопы. На таком изображении без труда можно было бы рассмотреть нашу Солнечную систему с окраины соседней галактики – туманности Андромеды!

Наблюдая с помощью совершенствующихся телескопов сверхдальние космические объекты, ученые не только проникают все дальше в глубины мирового пространства, но и получают возможность путешествовать на своеобразной машине времени, зрительно проникая на все более ранние стадии эволюции Вселенной. Ведь чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем больше времени затрачивают световые лучи, чтобы преодолеть расстояние, отделяющее его от Земли. Следовательно, наша астрономическая машина времени углубляется во все более отдаленное прошлое. Впрочем, космическое прошлое не прошло бесследно и так или иначе проявляет себя в современной Вселенной. Эти следы далеких эпох намечают путь к разгадкам многих тайн происхождения нашей Вселенной.

Исследования космологов иногда могут перевернуть все представления об окружающем мире. Хорошим примером здесь служат споры об ускоренном расширении нашей Вселенной. Это странное ускорение возникло по совершенно непонятным причинам несколько миллиардов лет назад (чаще всего встречаются оценки в 5–6 миллиардолетий) и полностью изменило прогнозы на далекое будущее. По многим причинам возникла полемика, в целом оспаривающая ускоренный разлет галактических скоплений. Контр аргументами служат наблюдения, позволяющие считать, что никакого ускоренного расширения нет. Вместо этого наше галактическое окружение оказывается внутри сверхгигантского пузыря – войда. В этом случае все эффекты ускоренного разлета групп галактик связываются со стенками войда. Определить, кто тут прав, пока очень трудно. Нужны наблюдения близких и сверхдалеких галактик.

Сейчас мы являемся свидетелями непрекращающегося потока удивительных астрономических открытий. Так случилось, что совпадение развития космических и земных телескопов привело к одновременным прорывам на нескольких направлениях научных исследований. Это вызвало целый ряд уникальных космологических открытий, связанных с загадочными темными материей и энергией, заполняющими нашу Вселенную. В скором времени новые космические орбитальные обсерватории наподобие «Джеймса Уэбба» позволят вплотную приблизиться к пределу наблюдения первых звездных объектов, возникших во Вселенной.

Быть может, наша Вселенная – это всего лишь краткая вспышка энергии в какой-то другой вселенной. К сожалению, четко ответить на вопрос, где находятся все эти вселенные, наука пока не может, как и объяснить, что было до возникновения нашего мира.

Сегодня, как и в давние времена первых астрономических атласов, возникают первые карты Метагалактики с удивительными сотами галактических звездных островов. Можно смело сказать, что космология переживает в наше время настоящую революцию, результаты которой еще предстоит оценить нашим потомкам.

Глава 16. Космические диковины

Детали рельефа пространства – времени зависят от плотности ранней Вселенной. В современной Вселенной следы такой структуры проявляют себя в расположении материи и излучения. Короче говоря, если и существует «атомарность» пространства – времени, то не потребуются многовековых поисков ее следов, как в случае нахождения структуры вещества. При удачном стечении обстоятельств мы сможем прояснить этот вопрос уже в грядущем десятилетии.

М. Боджовальд. В погоне за скачущей Вселенной

Гравитационные щупальца планет, звезд и галактик всячески пытаются притянуть к себе друг друга. Иногда это приводит к удивительным результатам. Так, международный коллектив астрономов, возглавляемый Сельмой де Минк из университета Амстердама, открыл аномальную звездную систему VFTS 352 в спутнике нашей Галактики – Большом Магеллановом Облаке. С помощью телескопа VLT, установленного на высокогорном чилийском плато Чахнантор Европейской южной обсерватории, ученые наблюдают гравитационный поединок светил в туманности Тарантула. В этих крупнейших «звездных яслях» можно встретить много необычных явлений. К примеру, недавно открытая звезда VFTS 102 вращается вокруг себя со скоростью в 3 млн км/ч, ее сосед VFTS 682 в 3 млн раз ярче Солнца, а удаленная R136a1 сверхмассивна и в 256 раз тяжелее нашего светила.

В случае крупных звезд VFTS 352 (каждая звезда примерно в 28,5 раз тяжелее Солнца и в сотни тысяч раз ярче его) все выглядит еще более необычно. Светила буквально соприкасаются, «кусая» друг друга, и треть массы каждой звезды является «общей» для них. Интенсивный обмен материи между тандемом, разделенном всего 12 млн километров (четверть расстояния между Меркурием и Солнцем), вполне может привести к его слиянию. Это вызовет колоссальный взрывной катаклизм с мощнейшей гамма-вспышкой и образованием черной дыры. По другому сценарию «слипшиеся» гиганты могут избежать «распухания» в гигантскую мегазвезду – так возникнет какой-то неизвестный путь жизненной эволюции звезд с рождением пары сверхновых, оставивших после себя черные дыры, излучающие мощные гравитационные волны.

Первый сценарий считается более вероятным, ведь именно так должны возникать супергиганты, подобные R136a1, чья масса превышает все мыслимые пределы обычного звездообразования. Вторая гипотеза ведет в неизвестность, поскольку астрономы еще не научились моделировать процесс перемешивания «кипящего плазменного супа» из материи двух вгрызающихся в плоть друг друга светил.

* * *

Сегодня астрономы с гордостью отмечают 20-летний юбилей открытия первой землеподобной планеты, обращающейся вокруг звезды, похожей на наше светило. Большинство экзопланет было открыто с помощью космического телескопа «Кеплер». Эта орбитальная обсерватория занимается поиском новых планет с мая 2009 года. К глубокому сожалению, после четырех лет эксплуатации телескоп перестал реагировать на команды с Земли. Три месяца специалисты НАСА пытались вернуть его к жизни, но были вынуждены прекратить использование этого уникального астрономического инструмента. Тем не менее, за время своих наблюдений Кеплер передал громадный объем интереснейших данных, анализ которых все еще продолжается. Если вы где-то встретите технический индекс «Кеплер», это означает, что небесное тело открыл именно данный космический телескоп.

Одним из самых сенсационных открытий космического телескопа стала планета Кеплер-186f, находящаяся в 5 сотнях световых лет от нас. Это была первая скалистая планета, входящая в «зону жизни» у своей звезды. Она близка по размеру Земле и на ее поверхности может существовать вода. Теоретически там могла бы возникнуть земная белково-углеродная жизнь. Тем не менее само светило совсем не похоже на нашего желтого карлика, а внешний вид планеты может сильно отличаться от созданных компьютерных моделей.

Первая компактная планетарная система Кеплер-11 чем-то напоминает уменьшенную Солнечную систему и состоит из шести планет, пять из которых вращаются на расстоянии, сравнимом с орбитой Меркурия.

Не менее удивительна первая планета «двух солнц» Кеплер-16b. Как и фантастический Татуин из «Звездных войн», она входит в двойную звездную систему.

Еще одна необычная планета Кеплер-78b превышает земную массу в 1,8 раза, а радиус – в 1,2 раза. Благодаря таким габаритам ее плотность близка к земной, но при этом мы наблюдаем страшную картину: планета удалена от своего светила всего на 1,6 млн км, что в 90 раз ближе расстояния от Земли до Солнца; она стремительно летит по орбите, год равен лишь 8,5 земным часам. На таком незначительном расстоянии на планету изливаются чудовищные потоки звездной энергии. Светило видно там как в 80 крат увеличенное Солнце на Земле, оно разогревает поверхность до 1650–28500 – вполне достаточно, чтобы расплавить большинство минеральных пород и создать реки и озера из кипящей лавы.

Естественно, что в таких «адских условиях» там не может быть ни воды, ни какой-либо белковой жизни.

* * *

Космогония – наука о происхождении небесных тел – в настоящее время находится на распутье. Это связано с сенсационным открытием международного астрономического коллектива необычайного «гибридного газопылевого диска» вокруг далекой звезды HD 21997. Что же так взволновало планетологов и породило разговоры о пересмотре сценариев рождения небесных тел?

Ранее считалось, что новорожденные солнцеподобные звезды окружены диском из газа и пыли – строительным материалом для планетной системы. Согласно учебникам астрономии, в ходе такого строительства газ вокруг звезды исчезает за десяток миллионолетий. Между тем в системе HD 21997 возрастом в 30 миллионолетий прошло уже 20 млн лет после «сдачи планетарного объекта», а газовое облако так и не исчезло. Кроме того звезду охватывает протяженное газовое кольцо, в полусотню раз превышающее земную массу.

Надо сказать, что астрономы, как и другие ученые, очень не любят переписывать общепризнанные теории. Поэтому сегодня они настойчиво ищут аналоги HD 21997 для дальнейшего изучения «аномальных гибридов» и решения дальнейшей судьбы звездной космогонии.

* * *

Недавно астрономам с помощью новейшего телескопа ALMA, расположенного в высокогорной пустыне Атакама в Южной Америке, удалось найти в туманности Бумеранг полюс космического холода. Необычный объект имеет температуру всего 10 Кельвина (–272,150 Цельсия).

Туманность Бумеранг была открыта в 2003 году космическим телескопом Хаббла в созвездии Центавра на расстоянии в 5000 световых лет. За прошедшие годы ученые сначала выявили необычную форму газового облака, напоминающую призрачный галстук-бабочку или песочные часы. Затем заметили, что его окутывает вытянутая оболочка газа, напоминающая «космическое привидение».

Температура Бумеранга всего на один градус выше абсолютного нуля – наинизшей температуры во Вселенной, при которой замерзает даже легчайший водород. Поэтому и сама туманность чуть видна на фоне микроволнового фона Вселенной (остатков Большого взрыва, породившего наш мир).

Туманность содержит какую-то жгучую научную тайну, ведь ее призрачное свечение при такой низкой температуре противоречит физике космоса! Впрочем, наука о сверххолодных космических объектах еще только начинает вырабатывать модели этих загадочных явлений.

Возможно, центр туманности представляет собой кладбище небольших умирающих звезд, которые и подсвечивают окружающий сверххолодный газ. Может быть, столь низкая температура «туманного призрака» связана с редкими полупогасшими светилами, работающими как хладагенты в холодильниках – тогда звезды просто забирают все тепло из туманности, превращая ее в гигантскую морозильную камеру.

* * *

Астрономы считают, что внешний вид нашей Галактики так же прекрасен, как и ее ближайшей крупной соседки, туманности Андромеды. Однако два этих звездных острова стремительно летят навстречу и однажды столкнутся. Между тем этот феерический катаклизм раз в пятьсот уступает вселенской катастрофе, разразившейся на расстоянии 800 световых миллионолетий в крупнейшем скоплении галактик Abell 2256.

Группа астрономов, возглавляемая Фрейзером Оуэном из Национальной радиоастрономической обсерватории США, считает, что ныне две части Abell 2256 переживают серию мощнейших столкновений и слияний. При этом задействованы некие загадочные физические процессы, неизвестные науке.

Abell 2256, называемое за его форму скоплением Большого Хвоста, является самым близким к Млечному Пути сверхскоплением, простирающимся на 4 млрд световых лет. На ночном небе его границы сопоставимы с полной Луной, а общая масса звезд в 1000 трлн раз превышает Солнце.

В общей сложности в него входит около 500 галактик, вовлеченных в водоворот столкновений, сопровождаемых массивными вспышками звездообразования и всплесками радиоизлучения.

Профессор Оуэн и его коллеги с помощью телескопа VLA сумели получить полноцветные высококачественные снимки скопления и рассмотреть его отдельные регионы. Эти фотографии впервые помогли понять весь масштаб чудовищной вселенской катастрофы в Большом Хвосте и перейти к составлению компьютерных моделей самого грандиозного столкновения звездных миров во Вселенной.

* * *

Полвека назад свет увидел научно-фантастический роман французского писателя Франсиса Карсака «Бегство Земли». В нем рассказывалось о далеком будущем, в котором человечеству выпало пережить новый ледниковый период, вызвавший эпоху упадка и долгое возрождение цивилизации от первобытного уровня.