Гайд по астрономии. Путешествие к границам безграничного космоса

Сегодня астрономы больше не интерпретируют красные смещения галактик как следствие кинематической модели, согласно которой галактики удаляются от нас со скоростями, зависящими от соответствующих расстояний. Теперь они рассматривают рас — тяжение длин световых волн совершенно иначе — как признак расширения пространства. Это не галактики путешествуют в космосе — это сама ткань космоса расширяется и увлекает их за собой! К счастью, в этом случае аналогия с расширяющейся булочкой подходит еще лучше.

Несмотря на верные толкования, скорость расширения по- прежнему выражается в кинематических единицах, (км/с)/Мпк (Мпк — сокращение от мегапарсек, где 1 Мпк = 1 млн парсек, или 3,26 млн световых лет). В настоящее время наиболее точная оценка так называемой постоянной Хаббла (Н_о), рассчитанная на основе наиболее точно измеренных расстояний до галактик, составляет: H_o = 72 ± 6 (км/с)/Мпк, в то время как скорость удаления (v_r), согласно кинематической интерпретации, линейно связана с расстоянием и выражается формулой v_r = H_o ∙ d, что показано на рис. 8.5.

РАЗЛИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ХАББЛА

Недавние измерения, основанные на различных подходах, позволили уменьшить неопределенность в соответствующих значениях постоянной Хаббла. Однако сами значения теперь отличаются — и, возможно, значительно. Пока я пишу этот абзац, измерение расстояний до галактик, предполагающее использование сверхновых типа Ia в качестве стандартных свечей, дает значение H_o, равное 74,0 ± 1,5 (км/с)/Мпк. Однако подробные данные, связанные с космическим микроволновым фоном, указывают на значение 67,5 ± 0,5 (км/с)/Мпк, в то время как новый метод измерения расстояний, главную роль в котором играет гравитационное линзирование удаленных квазаров более близкими галактиками, позволил получить диапазон значений от 72,5 ± 2,2 (км/с)/Мпк до 82 ± 8 (км/с)/Мпк. Ученые пока не знают, требуют ли видимые различия некоей новой физики, выходящей за пределы Стандартной модели, или противоречивые результаты можно объяснить системными ошибками и внутренними пристрастиями.

Достижения Хаббла по-прежнему бесценны для астрономии. Его одноименный закон устанавливает существование расширяющейся Вселенной и позволяет определять расстояния до удаленных галактик, скоплений галактик и сверхскоплений, как мы видели в третьей главе. Дальнейшее исследование ведет к возможной нелинейности, позволившей утверждать, что Вселенная расширяется с ускорением; как мы увидим в тринадцатой главе, это придало бы дополнительную достоверность предположению о некоем виде темной энергии, пронизывающей все космическое пространство. Но прежде мы вернемся к тому, с чего все началось, и постоянная Хаббла поможет нам вычислить хаббловское время — первое приближенное значение возраста Вселенной.

ЧАСТЬ III. НАШ МИГ ВО ВРЕМЕНИ

9. Большой взрыв

В начале было сотворение Вселенной. Оно рассердило многих и было повсеместно расценено как неразумный шаг.

Дуглас Адамс. Автостопом по галактике

Когда-то давным-давно в пространстве-времени наша Вселенная возникла из квантового вакуума. Может быть, этот огромный темный океан возможностей породил и другие пространства-времена — настолько физически изолированные друг от друга, что мы никогда их не найдем. И все же космологи строят теории о такой мультивселенной и о ее возможном устроении. Бесконечна ли мультивселенная так, что каждый процесс в нашей конкретной вселенной — в том числе ваши мысли во время завтрака — до бесконечности повторяется в других пространствах-временах? Или мультивселенная ограничена определенным набором измерений, физических констант и законов? Возможно, нам этого не узнать, но группы космических теоретиков в поте лица ищут ответы.

Подготовка декораций