Знание-сила, 2000 № 01 (871)

Еще Альберт Эйнштейн размышлял о том, что, очевидно, существует энергия, которая в любом уголке Вселенной воздействует на пространство. Согласно его доктрине, гравитационные поля, создаваемые материей, искажают пространство и замедляют время. В 1917 году Эйнштейн попытался с помощью математического уравнения описать Универсум.

Астрофизики выяснили судьбу Вселенной, наблюдая за сверхновыми звездами типа 1а(на верхних фотографиях, сделанных Космическим телескопом Хаббла: сверхновая SN1997 се). Это — белые карлики, поглощающие материю соседних с ними звезд (см. нижний рисунок).

Однако в своих расчетах великий «пророк от физики» все время наталкивался на примечательный феномен. Как он ни манипулировал уравнениями, из них следовало, что пространство либо необратимо сжималось, либо безудержно расширялось. Итак, Вселенная не могла находиться в покое. Это казалось загадкой. В ту пору никто не подозревал, что мерцающие спиралевидные туманности, то здесь, то там видимые на небосводе, — это далекие галактики, мчащиеся от нас с огромной скоростью.

Тогда Эйнштейн прибег к хитрости. Стремясь получить формулу стационарной Вселенной, он преобразовал уравнение, добавив в него дополнительный член, удерживавший мироздание в равновесии, то есть сводивший на нет действие гравитационных сил. Он окрестил эту пресловутую величину «космологической константой», обозначив ее греческой буквой «лямбда». Но обосновать ее появление так и не сумел.

Впрочем, роль этой константы не следовало преувеличивать. Вселенная, тщательно выстроенная Эйнштейном, оказалась на редкость нестабильной. Ничтожная причина могла спровоцировать ее коллапс или вечное расширение. Это показали расчеты, проделанные советским математиком Александром Фридманом, нидерландским астрономом Виллемом де Ситтером, бельгийским астрономом и священником Жоржем Леметром. Очевидно, теория относительности не допускает самого существования стационарной Вселенной.

Однако какое-то время все эти работы оставались умозрительной забавой. Найденные решения еще нельзя было проверить с помощью астрономических наблюдений. Лишь в 1929 году американский астроном Эдвин П. Хаббл открыл, что галактики удаляются от нас и скорость их разлета тем выше, чем дальше от нас они пребывают. Итак, Вселенная на самом деле расширяется. Что же было делать с космологической константой, изобретенной на кончике пера? Она была наивной, неуместной припиской, правившей баланс мироздания в пользу науки. И тогда Эйнштейн назвал ее «величайшей глупостью», сделанной им в жизни. С тех пор большинство космологов в своих расчетах полагали, что значение этой константы равно нулю.

Последние астрономические открытия все переменили. Теперь космологическая константа вновь обрела права на существование. Она имеет положительное значение. И это — самая настоящая научная сенсация. Из гипотетического довеска, добавленного в уравнение по ошибочным посылкам, она внезапно превратилась в физическую реальность. Эта константа описывает силу, которая во время расширения Универсума все время противодействует мощным гравитационным силам, стремящимся сжать его, то есть силам взаимного притяжения звезд и галактик. Поэтому мы вправе назвать данную константу «антигравитацией». Она выражает силу отталкивания, порожденную остаточной энергией Большого Взрыва, аккумулированной в пустоте. Или, говоря проще, антигравитация — это энергия, присущая вакууму. Ее действие проявляется на огромных, воистину космических расстояниях, и механизм этот науке пока непонятен.

У теоретиков есть лишь веские основания полагать, а у нас — удивляться их резонам. Ибо в великую космическую игру, расставляющую галактики и звезды по своим местам, властно вмешивается вакуум. Именно он распирает пространство, расширяет его. Результаты последних наблюдений показывают, что почти три четверти всей суммарной энергии Вселенной приходится на долю этой таинственной силы, возникающей буквально из ничего. И лишь жалкая часть энергии достается всей материи, рассеянной во Вселенной: будь то видимой или невидимой.

Вакуум — то есть пустота, простирающаяся между галактиками, — имманентно наделен энергией, побуждающей его завоевывать все новые области существования, порождать все новые участки пространства, словно бы выталкивая его из той формы, в которую оно заключено. Подобным образом кипяток, вырываясь из той формы, в которую он заключен, из чайника, выталкивает его крышку, невольно расширяя пространство чайника. Или еще один риторический образ: природа не терпит пустоты, но изгоняемая ею пустота порождает природу.