Вселенную ждёт новый Большой взрыв?
Астрономы выяснили: тёмная материя и тёмная энергия, из которых состоит мироздание, могут растащить наш мир на куски или просто взорвать его.
Слепые мудрецы
Сенсационное признание сделали астрофизики из Свинбёрнского университета технологии (Мельбурн, Австралия) и Портсмутского университета (Великобритания): наш мир на 96 процентов состоит из чего-то, о чем мы почти ничего не знаем, — 22 процентов тёмной материи и 74 процентов тёмной энергии. В общем-то специалисты и раньше об этом догадывались, но сегодня точно подсчитали количество этой загадочной субстанции.
— К своему удивлению, нам пришлось осознать тот факт, что Вселенная лишь на 4 процента состоит из той материи, из которой состоят наша Земля, звёзды и мы сами, — признаётся один из ведущих мировых специалистов в области квантовой теории поля, физики элементарных частиц и космологии, академик РАН, доктор физико-математических наук Валерий Рубаков. — И только эти жалкие четыре процента изучены.
Учёные сами сравнивают себя со «слепыми» мудрецами из известной притчи. Помните: ощупывая в темноте слона, каждый из них приходит к собственному заключению. Один, держась за хвост, считает, что слон — это хлыст, другой, ухватившись за хобот, уверен, что слон — это огромная змея… Все они по-своему правильно указали на какие-то особенности отдельных частей животного, но понять, что за зверь перед ними, смогли только тогда, когда слона вывели на свет.
Когда же выведут «на свет» тёмные материю и энергию? Ответ на самую главную физическую проблему XXI века учёные оставляют на будущее. А сейчас строят гипотезы.
Так, нынешние расчёты вроде бы показывают, что тёмная материя и темная энергия родились почти сразу же после Большого взрыва 14 миллиардов лет назад. Но, как нередко бывает с однояйцовыми близнецами, абсолютно похожими не стали.
— Это две разные субстанции с различными свойствами, — объясняет мне Валерий Анатольевич. — Тёмная энергия равномерно разлита по Вселенной и отвечает за её расширение. Для того, чтобы понять, как она действует, представьте себе, что вы подбросили мяч в воздух, а он не падает, а продолжает лететь вверх всё быстрее и быстрее.
Тёмная же материя, по словам академика, не «разлита», а, напротив, после Большого взрыва стала собираться в комки, из которых «вылепились» галактики. Чуть позже, когда какая-то часть тёмной материи «утяжелилась» протонами и нейтронами, то есть стала обычной материей, из неё образовались звёзды, а уж внутри этих звёзд из первоначальных элементов Вселенной — водорода, гелия и дейтерия — были «выплавлены» и все металлы, образовавшие затем вещество планет.
— В общем, тот факт, что есть человечество, — это заслуга тёмной материи, — подытоживает Валерий Анатольевич.
Мощь антигравитации
А вот тёмная энергия пока никакими заслугами похвастаться не может. В её на первый взгляд безобидном свойстве — расширять мироздание — некоторые исследователи стали усматривать главную опасность. Дело в том, что не так давно был открыт настораживающий факт: Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Так тёмная энергия демонстрирует свою антигравитационную мощь, которую она за минувшие миллиарды лет, оказывается, совсем не подрастеряла. Что же будет дальше?
По словам доктора физико-математических наук, профессора Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана Вячеслава Муханова, тёмная энергия может растащить наше пространство до состояния абсолютной пустыни. Одна из гипотез гласит, что расширяющая сила действия тёмной энергии со временем начнет превосходить по мощи все остальные силы во Вселенной. В результате будут разорваны все гравитационно связанные структуры, затем преодолены силы электростатических и внутриядерных взаимодействий, произойдёт распад микрочастиц, и мир будет полностью уничтожен.
Есть и другой, не менее апокалиптический прогноз. Если вдруг что-то побеспокоит тёмную энергию, вызовет лишь небольшое её колебание, то вполне вероятно, что, как и 14 миллиардов лет назад, может прогреметь новый Большой взрыв с последующим созданием новой Вселенной.
Когда это произойдёт? Точно сказать учёные сегодня не могут.
— Для физиков это большущая интрига: узнать, из каких частиц состоит тёмное вещество, — признаётся академик Рубаков. — Когда узнаем, то сможем предугадать, как оно себя поведёт.
Материю не едят даже чёрные дыры
Есть мнение, что вся тёмная субстанция, видимо, большая гадость, потому что её не «едят» даже чёрные дыры — самые прожорливые монстры космоса. На днях, к примеру, дыра из созвездия Дракона поглотила звезду размером с Солнце, но в миллион раз его массивнее. Дыры вообще, как пылесос, втягивают в себя всё, что очутится рядом: любую материю, энергию. А тут тёмного вещества вокруг них — пруд пруди, но они им брезгуют — не всасывают.
Брезгливость монстров-обжор так заинтриговала учёных — докторов Ксавьера Хернандеза и Уильяма Ли из Мексиканского национального автономного университета (UNAM), — что они решили узнать, а что было бы со Вселенной, если бы тёмная материя и энергия пришлись по вкусу чёрным дырам? Они создали компьютерную модель, согласно которой чёрные дыры, в миллиарды раз массивнее Солнца, поглощают тёмное вещество «с большим аппетитом». И оказалось, что при таком развитии сценария всё мироздание выглядело бы совсем по-другому. Это была бы другая Вселенная, где нам с вами не было бы места.
— Выходит, космическая материя соткана из каких-то специально «несъедобных» нитей, чтобы формирование галактик на протяжении миллиардов лет происходило только по такому сценарию, который привёл бы к возникновению человечества, — предполагает доктор Хернандез. — А значит, есть надежда, что тёмная субстанция вопреки прогнозам не поглотит Вселенную.
Но для того чтобы дать точное предсказание, нужно узнать, из чего она — субстанция — состоит.
— А мы ни черта не знаем, что делать дальше! — так в сердцах воскликнул профессор Марк Дейвис из Университета в Беркли, которому в мае присудили престижную премию в области космологии в размере $500 тысяч за… изучение тёмной материи.
— Одна надежда — на Большой адронный коллайдер, — поделился он своими ожиданиями. — Но если и он не скажет нам ничего, мы никогда не узнаем, что это вещество собой представляет.
Однако, помимо БАКа, учёные надеются поймать частицы тёмного вещества и в подземной лаборатории в Сэнфорде. Её строительство началось пару лет назад в заброшенной золотоносной шахте Хоумстейк в Южной Дакоте на глубине 2400 метров — для изоляции от космических лучей. Поймать неуловимые частицы учёным поможет детектор Large Underground Xenon (LUX), который в 100 раз более чувствителен, чем все ныне существующие установки.
И ещё одна надежда связана с Международной космической станцией (МКС), на которую американский космический корабль Endeavour не так давно доставил оборудование стоимостью в $2 миллиарда для изучения этого странного тёмного вещества.
А в это время Обнаружено «Большое Ничто»
Американские астрономы из Университета Миннесоты, изучающие данные, полученные системой радиотелескопов VLA (Very Large Array), сделали необычное открытие — они нашли субстанцию, которую назвали «Большое Ничто». На пространстве, протяжённость которого составляет до десяти миллиардов триллионов километров, не обнаружено никаких космических объектов: ни галактик, ни звёзд, ни чёрных дыр, ни даже загадочных тёмных материи и энергии.
Открытие было сделано в результате рутинного подсчёта количества галактик на единицу площади небесной сферы. Выяснилось, что в направлении созвездия Эридана — одного из «соседей» Ориона — значения этого показателя заметно ниже, чем на других участках неба.
О причинах возникновения «вселенской пустоты» специалисты-космологи пока что могут только догадываться. Если исходить из простых соображений здравого смысла, рассуждают исследователи, то если где-то чего-то много, значит, в другом месте этого «чего-то» должно быть мало. Поэтому огромные пространства, не содержащие в себе практически никакого вещества, чередуются с массивными галактическими скоплениями.
Кстати Млечный Путь вращается как гигантская юла
Команда учёных из Мичиганского университета (США) в рамках международного проекта «Цифровой обзор неба Слоана» выяснила, что наша Вселенная вместе со всеми галактиками, в том числе и нашим Млечным Путём, с самого своего рождения вращается вокруг собственной оси.
Под «прицел» телескопов попали 16 000 галактик, находящихся от нас на расстоянии 600 миллионов световых лет. Каждая из них вращается либо по часовой стрелке, либо против. С точки зрения космологического принципа мироздание должно быть однородным, и число галактик, вращающихся по часовой стрелке, должно быть равно числу галактик, вращающихся против. Однако ближе к северному полюсу Млечного Пути учёные обнаружили асимметрию — там в основном «живут» галактики, которые крутятся против часовой стрелки.
— Асимметричность вращения говорит о том, что Вселенная закручена по спирали и представляет собой юлу, — объяснил феномен руководитель исследования профессор Майкл Лонго. — А раз они вращаются в разных направлениях, следовательно, и Большой взрыв имел разностороннюю направленность.