Вселенная. Емкие ответы на непостижимые вопросы

Джордж Фитцджеральд Смут-третий (род. 20 февраля 1945 года в Юконе, штат Флорида) – широко известный астрофизик и космолог. В 1966 году он окончил Массачусетский технологический институт по специальности «Математика и физика», а через четыре года получил ученую степень. Затем Смут начал работать в Калифорнийском университете и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, где он занимался изучением антивещества и проводил эксперименты в области физики частиц.

В дальнейшем исследования Смута в основном были сосредоточены на космическом микроволновом фоновом излучении (реликтовом излучении), которое впервые было обнаружено в 1964 году. Смут предложил создать специальную космическую лабораторию – Cosmic Microwave Background Explorer (COBE). Эта обсерватория была запущена в космос в 1989 году, а к 1992 году зарегистрировала флуктуации реликтового излучения, послесвечения Большого взрыва.

За исследование микроволнового фонового излучения в 2006 году Смута вместе с его коллегой Джоном К. Мазером наградили Нобелевской премией по физике. Сейчас Смут работает профессором Калифорнийского университета и Парижского университета имени Дени Дидро.

Сегодня я расскажу вам о сигнале, доходящем от начала вселенной. Такие разговоры обычно заводят меня в религиозные дебри, но сегодня я все же постараюсь внятно рассказать вам о том, как мы узнали о вселенной много нового. Источником этого нового знания стал свет – свет, дошедший до нас от начала времен, от времен чуть более поздних и от времен не столь далеких. Этот свет многое говорит нам о природе вселенной и космическом влиянии на Землю. Наш век вполне можно сравнить с эпохой Великих географических открытий, когда путешественники из Португалии и Испании исследовали Землю, только теперь мы исследуем всю вселенную.

Чтобы ввернуть красивую метафору, я сравню нашу работу с детективным расследованием. Мы случились во вселенной и теперь пытаемся выяснить, что, собственно, произошло. Рыщем по месту преступления и пытаемся восстановить картину. Находим улики и подсказки. Если мы правильно их интерпретируем, то узнаем в точности, что было здесь до нас. Все вы, наверное, смотрите детективные сериалы и знаете, что пары анализов и сложной компьютерной симуляции достаточно, чтобы воссоздать все условия преступления и вычислить преступника. Вот примерно этим мы и занимаемся. И позвольте напомнить, что воссоздать нам нужно не комнатку или темную аллею, но вселенную со всем ее содержимым.

Одна из замечательных вещей, о которых вы, наверное, слышали хотя бы краем уха – изображение Hubble Ultra Deep Field (см. стр. 2 вклейки). Когда я был молод, мы обсуждали отдельные галактики или пару скоплений, а теперь мы видим это – больше 2000 галактик на одном снимке. Практически все, что видно на этой знаменитой фотографии, кроме пары звезд, – это галактики. Видно, что они отличаются по цвету и размеру. Некоторые из них совсем небольшие и имеют странную форму. Вы видите овалы и спирали. Просто взглянув на это изображение, вы понимаете, насколько много галактик во вселенной! Вы слышали цифру «100 миллиардов» и думаете: зачем нужны 100 миллиардов галактик, если одной Солнечной системы вполне достаточно?

Солнечной системы хватает для жизни, так что к чему нам 400 миллиардов звезд и 100 миллиардов галактик? Это требует объяснения.

Если потратить какое-то время на анализ снимка, можно увидеть определенный переход. Галактики поменьше (то есть более далекие от нас) обладают неправильными формами и, что удивительно (не забывайте, что вселенная расширяется), они белее и голубее – а это значит, что они горячее. И они не просто горячее, а гораздо горячее, потому что из-за расширения вселенной их свет должен был бы смешаться в красную сторону, но их температура оказывается выше, чем у соседних галактик, тех, что имеют желтый оттенок.