Простая сложная Вселенная

Помните, как закон всемирного тяготения Ньютона не сработал, когда гравитация оказалась слишком сильной? Вблизи Солнца его уравнения требуют корректировки с учетом вращения Меркурия. Эйнштейн обнаружил эти корректировки, чтобы совершить революцию в нашем видении пространства и времени. И теперь, спустя 100 лет, настала очередь Эйнштейна столкнуться с изменением масштаба. А как насчет действия теории гравитации Эйнштейна в отношении целых галактик? Работает ли его теория кривых пространства-времени, столкнувшись с сотнями миллиардов звезд вместо одной?

Именно это вы и собираетесь проверить.

Вы вынимаете секундомер и начинаете отсчет времени перемещения звезд по Млечному Пути. Одновременно подсчитать скорости 300 миллиардов звезд непросто, поэтому вы начинаете с окраин галактики, с конца одного из великолепных спиральных рукавов вдали от Стрельца А*, нашей собственной сверхмассивной черной дыры.

Вы засекаете десять секунд.

Звезда, за которой вы ведете наблюдение, пролетела 2500 километров. Неплохо.

Это соответствует в среднем скорости около 900 тысяч километров в час вокруг центра галактики. Совсем неплохо.

Соседние с ней звезды движутся практически так же быстро.

На самом деле любые две звезды, находящиеся на равном расстоянии от ядра нашей Галактики, имеют одинаковую скорость; самые медленные звезды расположены далеко от центра, в то время как самые быстрые, вроде звезды-спринтера S2, с которой вы столкнулись некоторое время назад, лежат глубоко внутри нее. И если вам интересно, сколько времени занимает полный оборот таких аутсайдеров вокруг Млечного Пути, ответ будет – около 250 миллионов земных лет. Долгое путешествие. Млечный Путь огромен. Солнце (а значит, и Земля), находясь немного ближе к центру, проходят путь вокруг Млечного Пути почти за 225 миллионов лет, период, называемый галактическим годом. Когда в последний раз Земля занимала то же положение в Галактике, что и сегодня, у динозавров оставалось еще 160 миллионов лет спокойной жизни… Если использовать такую терминологию, Большой взрыв произошел около 61 галактического года назад, и если мы начнем отсчет с сегодняшнего дня, то еще через 20 кругов Млечный Путь и Галактика Андромеды сблизятся настолько, что начнут сталкиваться. Кстати, Солнце взорвется несколько галактических месяцев спустя. Рассматриваемое таким образом, это событие вовсе не кажется таким отдаленным…

Прекрасно.

И на том спасибо.

Кажется, никаких проблем здесь с теорией Эйнштейна нет, за исключением…

За исключением того, что проблема есть.

Если быть откровенным, вы не первый, кто проверяет динамику вращения звезд вокруг Галактики. Их скорости известны уже довольно долгое время, с начала 30-х годов прошлого века, когда нидерландский астроном Ян Оорт измерил их.

Но Оорт зашел еще немного дальше.

Для начала он оценил количество материи, содержащейся внутри всего Млечного Пути. Затем проверил, совпадают ли наблюдаемые им скорости с ожидаемыми скоростями в отношении тех звезд, что не падают или не покидают галактику.

Они не совпали.

Не совпали вообще.

Находясь здесь, над Млечным Путем, вы можете проверить это самостоятельно.

Складывая массу каждой звезды с облаком пыли и всем видимым остальным, принадлежащим родной Галактике, вы придете к тому же загадочному выводу: здесь определенно недостаточно материи, чтобы удержать любую звезду от выкидывания из Галактики с учетом ее скорости.

И в отличие от несоответствия между теорией Ньютона и орбитой Меркурия, расхождение здесь вовсе не крошечное.

Должно существовать в пять раз больше материи, чем той, что вы можете видеть. В противном случае все звезды выкинуло бы из Галактики. В том числе и Солнце.

Должно быть, вы что-то упустили из виду. И Оорт тоже.

Не хватает не просто нескольких сотен миллионов звезд и окружающей их пыли, тогда бы вы могли обвинить себя или Оорта за небрежно выполненный подсчет. Кстати, это было бы нормально. Но превышение в пять раз? Что происходит? И вообще кто такой этот Оорт? Можно ли ему доверять?

Можно. Он был не просто обычный астроном. На самом деле его невероятные идеи помогли человечеству выяснить многое из того, что вы видели во время путешествия по Солнечной системе и Млечному Пути в первой части книги. Ему, например, приписывают демонстрацию того, что Солнце находится не в центре нашей Галактики (сейчас факт может показаться очевидным, но он таким не был, пока Оорт его не доказал). Он также человек, который выдвинул гипотезу о существовании огромного хранилища комет (миллиардов миллиардов комет), носящего теперь его имя – облако Оорта, которое вы пересекли на внешней границе Солнечной системы перед входом в гравитационное поле красного карлика Проксима Центавра.