Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Целая когорта исследователей, ученых высочайшего уровня подключилась к разработке новой идеи. В их числе перечисленные по алфавиту (не по важности вклада) Джим Бардин, Александр Виленкин, Дж. Ричард Готт, Сидней Коулман, Андрей Линде, Вячеслав Муханов, Андреас Олбрехт, Алексей Старобинский, Пол Стейнхардт, Майкл Тернер, Стивен Хокинг, Геннадий Чибисов и многие другие[64]. За первые 40 лет, прошедшие с момента своего создания, концепция заметно укрепилась, вошла в справочники и учебники как базовая гипотеза, описывающая события, подготовившие Большой взрыв либо последовавшие сразу после Большого взрыва.

Что позволяет воспринимать всерьез гипотезу начального инфляционного раздувания Вселенной?

Во-первых, как указано выше, она снимает и легко объясняет трудности классической теории Большого взрыва. Во-вторых, ее предсказания с высокой точностью подтверждаются наблюдениями: свойства флуктуаций реликтового излучения оказались именно такими, какие прогнозирует инфляционный сценарий, — если считать, что первые флуктуации возникли еще на самой начальной стадии, когда элемент высокоэнергичного вакуума начал свое стремительное расширение. Высокая степень совпадения расчетных данных с наблюдениями позволяет предполагать, что гипотеза инфляции как минимум имеет право на существование.

Надо заметить, что, несмотря на это, по сути, идея инфляции остается гипотезой, которой придерживаются не все специалисты в области космологии. Имеются альтернативные концепции, которые так же, как и идея инфляции, не противоречат законам физики и, следовательно, в принципе могут претендовать на существование. Какая из этих идей верна, мы пока не знаем. Вполне возможно, что в списке существующих гипотез пока нет правильной, но не исключено, что одна из них (например, та же инфляционная гипотеза) окажется той самой, ­которую мы ищем.

Тем не менее примерно через двадцать лет после появления идеи инфляции астрофизики сделали еще одно фундаментальное открытие, которое существенно изменило наши представления о Вселенной.

Речь идет о темной энергии.

12. Вселенная разгоняющаяся

…Мир становится пустой.
Мир наполнен пустотой.
Испаряется картина,
Словно иней на стекле,
И галактик паутина
Расползается во мгле.
Тьма настала неспроста:
Победила пустота…

Сергей Горбушин, «Вакуум»

Постоянная Хаббла, фигурирующая в одноименном законе, открытом в конце двадцатых годов двадцатого века, проверяется и уточняется до сих пор. Определить скорость убегания галактики от нас можно с достаточно высокой точностью по эффекту Доплера — смещению линий в спектре галактики. Каждая такая линия — это суммарный вклад гигантского количества самых разных звезд в галактике, свет которых попал в щель спектрографа телескопа, поэтому линии оказываются расширенными. Но их сдвиг в сторону более длинных (красных) волн регистрируется достаточно уверенно. Что же касается второй величины, входящей в выражение закона Хаббла, — расстояния до галактики, то здесь астрономы сталкиваются с большими трудностями.

Как определить расстояние до ближайших галактик? Мы уже рассматривали этот вопрос, но не лишним будет кое-что повторить. Сам Эдвин Хаббл и его ближайшие последователи применили метод «стандартных свеч». Если в галактике есть объект, истинная яркость которого известна (стандартная свеча), то по его наблюдаемой яркости нетрудно вычислить расстояние до свечи, а значит, и до галактики, в которой свеча находится. Для близких галактик стандартными свечами служили цефеиды — свое­образные «маяки Вселенной», как их романтично называли в ХХ веке научные журналисты.

Телескоп имени Хаббла в космосе. Диаметр зеркала — 2,4 м. Находится на орбите с 1990 года, за это время произведено пять пилотируемых полетов для обслуживания и ремонта телескопа. В 2016 году НАСА продлило программу «Хаббл» еще на пять лет, до 2021 года, отметив, что телескоп находится в отличном техническом состоянии.

Интересно, что представитель любой страны, человек или организация, может получить возможность работы с телескопом, достаточно пройти конкурс заявок.

Этот метод отлично работал для сравнительно близких галактик. Но в далеких галактиках, которые выглядят на небе всего лишь как еле заметные туманные пятнышки, выделить отдельные цефеиды невозможно: даже в современные телескопы увидеть их не получается. Нужно было найти другие «стандартные свечи».