Того же мнения придерживался и еще один британский ученый — Стивен Хоукинг. Пространство прейдет, поток времени все победит и избудет, писал этот пророк от современной физики на страницах своей книги «Краткая история времени», и книга зта стала бестселлером. Итак, вслед за эпохой расширения пространства, которая началась сразу после Большого Взрыва и продлится многие миллиарды лет. Вселенная снова станет сжиматься. Теория относительности оставляет нам лишь две перспективы, равно безутешные. Либо все пространство, время и материя скроются в недрах черных дыр, либо Вселенная, будто обращая сценарий Большого Взрыва, сожмется и исчезнет, уничтоженная «Последним Взрывом» (Хоукинг). Или, если хотите, погубленная «Судным взрывом» — так назовем это событие, вспоминая откровения древней эсхатологии («И тогда небеса с шумом прейдут, стихии же, разгоревшись, разрушатся, земля и все дела на ней сгорят» [2 Пет. 3, 10]). Или же, приноравливаясь к мрачному юмору Томаса C-Элиота, окрестим его «Большим Взвизгом» («Так кончается мир — не взрывом, а взвизгом»).
Суд, взрыв, взвизг. Конец? Однако до сих пор астрономы не могли свести дебет и кредит. Масса Вселенной оказалась в три раза меньше, чем нужно для того, чтобы в конце времен ее испепелил огненный смерч. Такой глобальный дефицит воодушевил сторонников другой теории — теории «открытой Вселенной», — считавших, что наш мир будет неудержимо расширяться (к числу ее адептов принадлежал, кстати, Ф. Дайсон). «Почему мы обязаны полагать, что Вселенную ждет вечный покой? Нет, жизненные и материальные процессы могут длиться вечно» — писая он в своей книге «Время без конца», вышедшей в 1979 году. На ее страницах он рисует картину бесконечного космоса, переживающего один зон за другим (зон — совокупность нескольких геологических эр. — А.В.).
Новое поколение астрономов выбирает сверхновые звезды
Последние астрономические открытия блестяще подтвердили теорию «открытой Вселенной». Стивен Хоукинг обманывался, равно как и все пророки мира, возвещавшие его конец и сдергивавшие звезды, планеты, светила как декорации в надоевшей игре. Около года назад на страницы научно-популярных журналов стали просачиваться сведения, «словно выворачивавшие наизнанку» теорию Хоукинга.
Астрофизики выяснили судьбу Вселенной, наблюдая за сверхновыми звездами определенного типа -1а. Это — белые карлики, поглощающие материю соседних с ними звезд до тех пор, пока не следует коллапс. Светимость таких сверхновых всегда одинакова, где бы они ни находились. Поэтому они являются надежным «мерилом» космического пространства. По их видимой яркости можно судить, насколько удалены эти звезды. Наблюдая за ними на протяжении ряда лет, можно оценить, с какой скоростью удаляются от нас галактики, которым принадлежат эти сверхновые звезды.
За ними охотились сразу две группы ученых. Астрофизики из американской Lawrence Berkeley National Laboratory (руководил ими Сол Перлматтер) начали наблюдать за этими сверхновыми еще в 1988 году. Спустя семь лет аналогичным проектом занялись сотрудники Australian National Observatory во главе с Брайаном Шмидтом. В звездное небо всматривались полдюжины гигантских телескопов, разбросанных по всей планете — от Чили до Гавайских островов.
Сверхновые типа 1а встречаются очень редко. В крупных галактиках подобные звезды вспыхивают раз в 300 лет. Чтобы отыскать хоть одну из них, нужно обследовать множество галактик. И все же перечень взорвавшихся «белых карликов» насчитывает сейчас уже более ста звезд, причем большую часть их ученые наблюдают уже не первый год. Этого достаточно, чтобы сделать важнейшие выводы.
Как выяснилось, галактики столь стремительно удаляются друг от друга, что никакая сила гравитации не заставит их повернуть назад. Материя никогда не сожмется воедино. Для этого ее плотность слишком мала. Наша Вселенная возникла 15 миллиардов лет назад в пламени Большого Взрыва и будет расширяться вечно. Она напоминает огромный шар, повисший посреди Пустоты. Шар этот стремительно пухнет, раздувается. Скорость, с которой он увеличивается в объеме, в последние миллиарды лет все возрастает. Итак, сторонники «открытой Вселенной» правы. Только их модель соответствует эмпирическим данным.
Это открытие уже успели признать вехой в истории исследования Вселенной. В середине декабря 1998 года влиятельный научно-популярный журнал «Science» назвал «сенсационные результаты измерений» самым значительным открытием года.
Похвала (величайшей) глупости
Итак, наша Вселенная расширяется все быстрее. Возникает ощущение, что где-то внутри нее спрятан таинственный двигатель, ускоряющий ее движение. Что же это за сила, что вечно торопит нашу Вселенную?
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.