Принцип апокалипсиса: сценарии конца света

Вообще-то астрономы давно догадывались, что с балансом видимого и невидимого вещества в метагалактике не все в порядке. Ведь еще в 1933 году знаменитый открыватель скоплений галактик и нейтронных звезд Франц Цвикки предсказал возможность существовании во Вселенной некой «темной материи». Прошли десятилетия, и новые автоматические орбитальные обсерватории провели серию наблюдений обширной группы галактик. При этом были обнаружены своеобразные короны, хорошо видимые в рентгеновском диапазоне, которые окружали все эллиптические галактики. Звездная масса этих уникальных галактических образований оказалась сравнимой со звездной массой всей нашей галактики, составляя величину, превышающую сто миллиардов солнечных масс. Тут и выявился удивительный факт: оказалось, что источники рентгеновского излучения галактических корон не могут удержаться возле галактик, ведь суммарной массы всех их звезд явно недостаточно. Пришлось предположить, что в эллиптических галактиках на периферии есть невидимое вещество, масса которого в десять раз превышает массу звездной галактики.

Исходным пунктом стали оценки масс различных галактик. Эти оценки астрофизики делают двумя способами. Можно оценить суммарную массу составляющих галактику звезд, добавить массу газовых и пылевых облаков, предполагаемых черных дыр и остатков потухших звезд определенного класса – темных карликов. Другой способ состоит в измерении силы притяжения галактик путем исследования скорости движения звезд или газовых облаков на ее периферии. К удивлению исследователей, выявилось влияние таинственной гравитации, в десять раз превышающей притяжение известных небесных тел! Это было тем более поразительно, что раньше никаких видимых или регистрируемых другими способами проявлений таинственной тяготеющей субстанции на периферии галактик не обнаруживали.

Открытие темной материи и особенно темной энергии заставили во многом пересмотреть старую версию стандартной космологической модели Вселенной, описывающей широкий круг явлений в рамках хорошо разработанной и обоснованной модели горячей Вселенной, ведущей начало с самых первых моментов космологической сингулярности Большого взрыва. Согласно новой модели мироздания, оно в целом состоит их трех основных материальных компонентов: барионного, который описывается общепринятой моделью элементарных частиц; темной материи скрытой массы, представляющей неизвестные слабовзаимодействующие массивные частицы, и темной энергии, судя по всему, как-то связанной со структурой физического вакуума. К глубокому сожалению, приходится констатировать, что ничего определенного о физической природе последней (и самой важной) компоненты Вселенной мы не знаем.

При этом на долю барионов приходится всего лишь около четырех процентов всей массы метагалактики, темная материя составляет примерно четверть, а основная доля приходится на загадочную темную энергию, обнаруживающую себя только парадоксальным «антигравитационным» действием, заставляющим Вселенную ускоренно расширяться. Эта «фоновая энергия мироздания», судя по всему, распределена равномерно – во всяком случае, никаких неоднородностей расширения пространства ни в галактических, ни в метагалактических масштабах зафиксировано не было.

Представление о темной энергии связано с наблюдениями за сверхновыми звездами, которые время от времени ярко вспыхивают на небосклоне и затем довольно быстро тускнеют. Благодаря их уникальным свойствам эти звезды используют в качестве своеобразных меток для определения того, как космологические расстояния изменяются со временем. Так вот, в самом конце прошлого века астрофизики обнаружили, что самые далекие сверхновые светят не так ярко, как это ожидалось, исходя из того, что Вселенная заполнена обычной материей, подчиняющейся закону тяготения Ньютона. Это означало, что они расположены от нас дальше, чем должны были бы находиться, если бы Вселенная расширялась в поле обычных гравитационных сил. Таким образом, у астрономов появилась возможность утверждать, что во Вселенной должна быть еще какая-то дополнительная энергия, способная на космических расстояниях противостоять гравитационному притяжению материи. Она и есть то, что стали понимать под словами «темная энергия».