Вселенная. Вопросов больше, чем ответов

Надо сказать, что идея о сверхсветовых скоростях галактик далеко не сразу была принята многими учеными. В научно- популярных книгах (а иногда даже во вполне научных трудах), изданных в 8о-е, например, годы, часто встречается утвержде­ние, что для красных смещений далеких галактик, близких к единице (и тем более — превышающих ее)¹, необходимо исполь­зовать релятивистскую формулу СТО для эффекта Доплера, ко­торая для любых красных смещений дает скорость удаления, не превышающую скорости света.

Но факт заключается в том, что расширение Вселенной опи­сывает не СТО («заведующая» движениями в пространстве), а ОТО (могущая описать и «расширение» самого пространства- времени). И для связи красного смещения и скорости удаления объекта (за счет расширения Вселенной, подчеркнем еще и еще раз) необходимо использовать именно формулы ОТО. Так что для общепринятой ныне космологической модели получается, что Далекие галактики с красным смещением, превышающим 1,46, действительно удаляются от нас со сверхсветовой скоростью.

Мы недаром усиленно подчеркивали фразу «за счет расшире­ния Вселенной». Потому что, помимо скоростей, обусловленных

Красное смещение, напомним, для скоростей, относительно небольших по сравнению со скоростью света, равно просто отношению скорости Удаляющегося объекта и скорости света: и/с. — Примеч. авт.

313

расширением Вселенной, у галактик есть и собственные (пеку­лярные) скорости. Это обычные скорости в пространстве, обу­словленные, как правило, взаимным притяжением. Они, конеч­но, не могут превышать скорости света. Тем не менее величина их может быть вполне значительной. Так, за счет совместного дей­ствия притяжения Великого Аттрактора и притяжения к сверх­скоплению галактик в Деве, Местная группа, в которую входит наша Галактика, движется со скоростью примерно боо км/с — об этом факте мы уже упоминали ранее. А так как на близком рас­стоянии скорости галактик, обусловленные космологическим расширением, невелики, то пекулярные скорости могут суще­ственно исказить картину расширения Вселенной. Более того, Туманность Андромеды, например, имеет не красное, а фиолето­вое смещение. Вместо удаления она к нам приближается.

Ну и, чтобы окончательно закрыть тему сверхсветовых скоро­стей в астрофизике, упомянем еще один пример. При изучении выбросов (джетов) из ядер активных галактик не раз были за­регистрированы «сверхсветовые», казалось, скорости движения этих выбросов. Тут уже речь идет о движении в пространстве, так что СТО мы имеем право (и должны!) применять в полном объ­еме. И СТО, конечно, сказала свое веское слово. В данном случае ни о каких «истинных» сверхсветовых скоростях речи, безуслов­но, нет в принципе. В данном случае такие скорости являются кажущимися, причина их — в проекции истинных движений в пространстве на картинную плоскость неба. Простейшей ана­логией тут будет поведение луча фонарика, которым мы «чир­кнули» по звездному небу — и за несколько секунд «совершили путешествие» через половину Галактики.

Вернемся, однако, к закону Хаббла. В рамках той же анало­гии с воздушным шариком легко понять и конкретный вид за­кона Хаббла, приведенный выше. Представим три галактики на одной «прямой», с одинаковыми расстояниями от «краевых» галактик до «центральной». Так как ситуация у нас полностью симметрична, то «краевые» галактики будут «удаляться» от «центральной» (а она, с их точки зрения, — от них) с одинаковой

314

скоростью. Тогда с какой скоростью они будут удаляться друг от друга? Легко понять, что со скоростью в два раза большей, т. е. расстояние больше в два раза — и скорость тоже. Вот мы и по­дучили закон Хаббла. А коэффициент взаимосвязи между скоро­стью и расстоянием — постоянная Хаббла, — как тоже несложно заметить, будет при этом функцией темпа «надувания» шарика и его текущих размеров.

Таким образом, получается, что постоянная она несколь­ко в ином смысле, чем, например, постоянная тяготения. Постоянная Хаббла не зависит от направлений и расстояний во Вселенной, но при этом она вполне может зависеть (и, как видим, зависит в большинстве случаев) от времени. Более того, величи­на, обратно пропорциональная постоянной Хаббла в данный мо­мент, представляет собой не что иное, как возраст Вселенной на тот же момент (с точностью до численного множителя порядка единицы).

Но теорию, позволившую (помимо всего — и очень мно­гого! — прочего) связать постоянную Хаббла с возрастом Вселенной, разработал не Хаббл, а советский ученый Алек­сандр Александрович Фридман. Причем разработал еще в 1922 году, за семь лет до открытия Хаббла. Собственно, до от­крытия Хаббла Александру Александровичу дожить так и не удалось, он умер в 1925 году от брюшного тифа¹. Но за свою короткую — всего 37 лет — жизнь он успел многого достичь и в том числе по праву считается одним из основателей современ­ной космологии.