Там, в пространстве, обо всем рассказано. Только нелегко разглядеть…
Палеонтолог воссоздает по нескольким костям облик вымерших животных. Представьте, что к ученому вдруг явился бы динозавр, в точности соответствующий предполагаемой реконструкции. Вероятно, когда прошло бы первое впечатление — ужас, его сменила бы радость — радость узнавания, удовлетворения от точности прогноза.
Примерно такую же радость испытали астрофизики, которые ведь тоже по отрывочным сведениям, распространяющимся лишь на небольшой уголок вселенной, пытаются дорисовать недостающие черты и воссоздать биографию мироздания.
Сотрудники известной американской фирмы «Белл-телефон», разрабатывая систему связи с помощью спутников на волне 7,3 сантиметра, столкнулись в 1965 году с загадочным явлением: приборы наземного комплекса регистрировали равномерный шум, примерно в 2,5 раза превышающий обычный фон. Все попытки устранить его кончились безрезультатно. Были исключены все радиошумы Земли и ее атмосферы, радиоизлучение различных космических объектов, шумы самой приемной антенны радиотелескопа. Чтобы убедиться в исправности аппаратуры, исследователи даже разобрали и снова собрали радиотелескоп. Шум продолжался. Он отличался удивительным постоянством. Интенсивность его не зависела ни от времени опытов, ни от направления антенны. На волне 7,3 сантиметра все «радионебо» равномерно светилось.
Но нет худа без добра. Помеха, которую пытались устранить радиотехники, оказалась настоящей «манной небесной» для астрофизиков. Открытое излучение оказалось реликтовым, то есть сохранившимся с древних времен: по сути дела, ученые столкнулись с «динозаврами» электромагнитного излучения, существовавшего еще до рождения нашей Галактики.
Советский математик А. Фридман еще в 1922 году на основе общей теории относительности Эйнштейна предсказал, что мир не может находиться в покое. Его прогноз блестяще оправдался: в спектрах всех наблюдаемых галактик характерные линии оказались смещенными в красную сторону. Это означает, что они разбегаются, удаляются друг от друга. Но отсюда следует, что когда-то вселенная была более компактной и плотной.
Каким в это время было вещество — «горячим» или «холодным»? Эта дилемма долгое время вызывала ожесточенные дискуссии.
В 1948 году Г. Гамовым была выдвинута гипотеза «горячей модели». Ученый утверждал, что начальная температура вселенной была настолько высокой, что при ней могла существовать лишь плазма из квантов света и элементарных частиц, причем плотность излучения в миллиарды раз превосходила плотность вещества.
Но куда же делось это излучение? Расширяясь, вселенная «остывает», а энергия квантов уменьшается. При этом длины волн излучения (а они обратно пропорциональны энергии квантов) увеличиваются, «растягиваются». Древнейшее излучение должно было бы превратиться теперь в короткие и ультракороткие радиоволны. Их-то и обнаружили американские радиофизики. Тем самым экспериментально подтверждено, что в начале расширения вселенная была очень горячей.
Что же будет дальше с нашим миром? Во многом ситуация прояснится, когда, наконец, определят плотность межгалактического газа, которая в десятки раз больше плотности вещества звезд, если последнее «размазать» по всему пространству Метагалактики — видимой вселенной. По некоторым оценкам, на долю межгалактического газа приходится около 95 процентов массы всей Метагалактики, и роль, которую он играет в ее эволюции, колоссальна. Если плотность газа достаточно велика, силы тяготения смогут остановить расширение, и через один или два десятка миллиардов лет начнется сжатие. Астрономы этого далекого будущего будут наблюдать не «красное», а «синее» смещение.
Если межгалактического газа мало, вселенная обречена на безграничное и вечное расширение. Критическая плотность газа — рубеж между возможным сжатием и неограниченным расширением — лежит в пределах 10–29 грамма на кубический сантиметр, то есть примерно 10 атомов или ионов на 1 кубический метр пространства. Такая ничтожная цифра может решить судьбу нашего мира!
Во всех странах лихорадочно ищут методы исследования газа, чтобы сейчас, а не через десятки миллиардов лет предугадать судьбу вселенной.
Первые весьма основательные и весьма ненаучные гипотезы «откуда все взялось» появились веков 500 назад.
Первым научным гипотезам происхождения Солнца и его планет — не больше двух столетий. Их творцы — Кант и Лаплас — предполагали, что солнечная система образовалась из сильно разреженной вращающейся туманности. По Канту — она состояла из малых частиц, по Лапласу — это было газообразное облако, которое охлаждалось и сжималось. При этом увеличивалась и скорость его вращения, кольцевые слои облака под влиянием центробежной силы разрывались и сгущались. В результате — планеты.