Добрая земля за Иорданом

Около тридцати лет назад ученые впервые сформулировали так называемый инфляционный сценарий возникновения и развития вселенной, попросту именуемый Большим Взрывом. Согласно этим представлениям наша вселенная некогда была исчезающее маленькой, плотность в ней колоссальной, а материя – бесструктурной, без элементарных частиц. Потом произошло ее резкое расширение, напоминающее взрыв. Вселенная стремительно «раздулась» до огромных размеров и мгновенно разогрелась до чудовищных температур. За прошедшие с тех пор 14 миллиардов лет образовавшиеся при «взрыве» фотоны – элементарные частицы, из которых «состоит» свет, – остыли до минимальных температурных значений. Однако, как выяснилось, их сегодня еще можно обнаружить. Они были зафиксированы еще в 1965 году на уровне радиошума. Реликтовые фотоны превратились в радиоволны с температурой 2,7 градуса Кельвина, очень низкой, но все же выше абсолютного нуля. Ученые говорят, что реликтовое излучение – это фактически фотография вселенной в совсем юном возрасте около 300 тысяч лет, когда еще и в помине не было ни звезд, ни галактик. Но все-таки она не была такой однородной, как в самом начале: уже образовались волны энергии, из которой впоследствии сформировалась материя. По температуре реликтового излучения удалось установить параметры звуковых волн, а потом и количество вещества в современной вселенной.

И тут выяснилось, что вещества в ней должно быть гораздо больше, чем представлялось до сих пор. Вся известная материя, из которой состоят звезды и планеты, составляет лишь 5 % от того, что должно быть в наличии. Стали искать, но пока ничего конкретного так и не нашли. Понятно, что «недостающее вещество» во вселенной имеется, но что это такое, неясно. Его так и назвали – темная материя и темная энергия. Первая составляет примерно 25 % «материала» вселенной, вторая – около 70 %.

Темная материя – это еще не открытые частицы, которые почти не взаимодействую с обычным веществом. Почти… Однако слабое взаимодействие все же есть, и это дает ученым некоторую надежду на их обнаружение. О наличии темной материи можно судить по результатам измерения скорости, с которой движутся галактики. Это происходит не так, как следовало бы, если бы они состояли только из обычного вещества. Получается, что галактики как бы вложены внутрь емкостей, возможно, шаровидной формы из невидимого и неуловимого вещества. Очевидно, что эти емкости по своим размерам больше самих галактик.

Однако и этой впечатляющей картины недостаточно, чтобы объяснить энергетические ресурсы вселенной, поскольку расчеты показывают, что в сумме с обычной материей темная материя составляет только около трети имеющегося в наличии «вещества». Остальное «пространство» занимает темная энергия. Пока непонятно, что это, но ясно, что она действует как антигравитационная сила, способствующая ускорению в соответствии с так называемой «инфляционной гипотезой» возникновения и развития вселенной: кажется, невозможно вообразить никакой иной силы, способной противодействовать гравитации, которая давно повернула бы процесс расширения вспять.

Если «инфляционная гипотеза», выдвинутая в 1980 году практически одновременно астрономами А. Старобинским и А. Гутом, верна (а к этому сегодня имеется достаточно оснований), то тогда в общих чертах вырисовывается следующая космогоническая картина мироздания…

Некогда наша вселенная была частью чего-то большего; это «нечто» существовало невероятно долго, скорее всего, в бесструктурном состоянии – не было ни материи, ни даже частиц. Вдруг фрагмент этого «нечто» стал стремительно раздуваться и за считанные доли секунды из микроскопического стал гигантским, потом – все больше и больше. Сегодня даже с помощью самых современных средств наблюдения, мы «видим» не более одной сотой вселенной. Неизвестная энергия, вызвавшая мгновенное раздувание, перешла в тепло, в результате чего произошел взрыв. После Большого Взрыва ускорение частей вселенной тормозилось гравитацией, но около 7 миллиардов лет назад вселенная опять начала расширяться ускоренно. Этому, как мы уже знаем, способствовал темная энергия, хотя ученым до сих пор не понятно, почему она так себя повела.

Обратим внимание: в современной космологии нет никакого одноразового «начала мироздания». Просто в результате какого-то воздействия произошел переход в новое качество из некой предыдущей стадии.

Ученые (Алексей Старобинский) поясняют для неискушенных с помощью образов: в кастрюле кипит вода, и в кипятке постоянно возникают пузыри; некоторые из них разрастаются до больших размеров… Наша вселенная – один из таких пузырей, и это далеко не весь мир, а только маленькая его часть. Одна инфляционная вселенная порождает множество постинфляционных вселенных, каждая из которых в результате рассечения единого четырехмерного «пространства-времени» на трехмерное пространство и одномерное время может иметь «бесконечный» объем. Они также обладают общей «материнской» инфляционной стадией в прошлом, но далее не связаны друг с другом.