Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Близ скопления в Деве. Наша Местная группа галактик — дальний и малочисленный «выселок» этого скопления. Участвуя в общем расширении Вселенной, Местная группа удаляется от скопления в Деве, но, испытывая его гравитационное воздей­ствие, удаляется менее быстро, чем полагалось бы, учитывая расстояние до скопления и закон Хаббла. Между прочим, это об­стоятельство серьезно затрудняло и затрудняет до сих пор точ­ное определение постоянной Хаббла. На сравнительно близких расстояниях до галактик, которые (расстояния) могут быть опре­делены по ярчайшим звездам в галактиках, всегда приходится

293

— Часть V —

принимать во внимание гравитационные эффекты. Полную же массу скоплений галактик оценить непросто, так как значитель­ную часть этой массы составляет уже знакомая нам (хотя и не ставшая от этого более понятной) темная материя. Напомним, она взаимодействует с видимым веществом только гравитацион­но и больше никак.

Что только ни предлагалось на роль темного вещества — от мириадов коричневых карликов и планет до облаков нейтри­но. Последнее предположение продержалось дольше всех, но в конце концов было отброшено, как и все остальные: выясни­лось, что требуемый для исполнения такой роли размер вклада массивных нейтрино (и, соответственно, получающаяся масса нейтрино) входит в противоречие с другими наблюдательны­ми данными.¹ Таким образом, нейтрино не могут объяснить силу тяготения темной материи. А она велика! Еще в 1933 году Цвикки обнаружил, что скорости галактик в скоплении Волос Вероники ненормально велики — порядка юоо км/с. Из пред­положения о гравитационной связности этого скопления следо­вала очень большая масса галактик в скоплениях — много боль­ше, чем получалось из обычного для галактик отношения массы к светимости. Аналогичный результат был позднее получен для скопления в Деве. Цвикки не смог найти объяснения этой стран­ности. На проблему не обращали внимания до 1959 года, когда В.А. Амбарцумян предположил, что массы галактик в скопле­ниях нормальные, но сами скопления гравитационно неустой­чивы и должны распадаться точно так же, как понемногу рас­падаются рассеянные скопления звезд, к примеру Плеяды. Но тогда, согласно расчетам, сроки жизни скоплений галактик по­

¹ Интересным будет отметить, что именно наблюдательные данные по крупномасштабной структуре Вселенной — а не данные наземных экс­периментов с использованием нейтринных детекторов, реакторов и ускорителей — являются на данный момент одними из наиболее точных источников информации о массе нейтрино. Так смыкается самое малое и самое большое! — Примеч. авт.

294

— Мир галактик —

рядка одного миллиарда лет, что противоречит представлениям о звездной эволюции. Ведь возраст старейших звезд в галакти­ках оценивается, грубо говоря, в 10-15 млрд лет, стало быть, воз­раст галактик не меньше. Достаточно очевидно, что галактики в скоплениях не «скучковались» случайным образом, а образова­лись более или менее одновременно из единого облака материи. За предположение о гравитационной несвязности скоплений пришлось бы заплатить слишком большую цену — полный пере­смотр уже хорошо разработанной и, главное, находящей массу подтверждений в наблюдательном материале теории звездной эволюции...

Оставалось принять гипотезу темного вещества, не только окружающего галактики (хотя, возможно, не все), но и находя­щегося между ними в скоплениях. Ведь полную массу галактики (включая принадлежащее ей темное вещество) можно вычислить по скорости ее вращения, а просуммировав массы галактик, най­ти полную массу скопления. Увы, концы с концами не сходились. Масса скоплений неизменно оказывалась значительно больше массы находящихся в нем галактик. Оставалось признать, что темное вещество распределено также между галактиками, кон­центрируясь к центру, особенно в правильных скоплениях.

Очень важным является вопрос о том, как темное вещество распределено в пространстве вне скоплений и сверхскоплений — там, где в ячеистой структуре Вселенной имеются обширные «пустоты», практически лишенные галактик. Избегает ли тем­ное вещество столь ненаселенных мест? Может ли оно образовы­вать сгущения там, где нет сгущений видимого вещества? Вопрос еще далек от ясности. Похоже, решить его можно только наблю­дением за гравитационно-линзированными источниками (вот и опять пригодятся квазары!). Если наблюдается линзированный объект, а «линза» никак не выявляет себя, она может оказаться сгустком темного вещества, по какой-то причине одиноким.

Но хватит пока о темном веществе, вернемся к структуре на­ших «ближайших» окрестностей. Помимо Великой Стены в числе близких к нам элементов крупномасштабной структуры

295

— Часть V —