Знание-сила, 2002 №6 (900)
Шрифт:
Но с точки зрения большинства физиков, МОНД – весьма сомнительная гипотеза или, как выразился бывший королевский астроном Великобритании, известный астрофизик Мартин Риз, «худшая из возможностей», потому что она не укладывается в эйнштейновскую теорию тяготения, которая включает в себя ньютоновскую динамику в ее классическом виде и которая сегодня подтверждена с высочайшей точностью. Принять МОНД – значит отбросить не только Ньютона, но и Эйнштейна, а это уже слишком большая плата. Как выразился тот же Риз, «к гипотезе Мильгрома можно будет обратиться лишь в том случае, если все поиски темного вещества окажутся бесплодными и все иные возможности будут исключены». Действительно, «худшая из возможностей».
Если бы дело обстояло так и только так, не о чем было бы рассказывать. Штука, однако, в том, что за все эти годы астрофизикам так и не удалось (как и опасался Риз) обнаружить те объекты (частицы или тела), которые могли бы составлять пресловутое темное вещество. За два десятилетия прежний консенсус распался надвое: появились лагеря сторонников теории «холодного» темного вещества и сторонников теории «горячего» темного вещества, которые, в свою очередь, распались на тех, кто считает темное вещество состоящим из «особых частиц», «холодных массивных объектов», «белых карликов» и т.д., и т.п. Единственным, что еще скрепляет прежнее единство, остается признание всеми самого факта существования темного вещества да еще тот фундаментальный факт, что это вещество ни в каких его видах и разновидностях – в горячих, холодных, особых или массивных – никем и никогда еще не обнаружено. «Факт» его существования есть пока всего лишь следствие гипотезы, принятой всеми для объяснения наблюдаемых космических ускорений.
Всеми, но не Мильгромом. Его МОНД все это время оставалась на заднем плане, как бы выжидая своего часа. Однако эта теория получила болезненный удар с совершенно неожиданной стороны. Как считают многие, удар почти смертельный. Журнал «Сайенс» даже пошутил по этому поводу: «Кажется, конец света (МОНД – по-французски) действительно наступает». Нанес этот удар не кто иной, как весьма благосклонный к Мильгрому Энтони Эджвайр. Вместе со своими коллегами он провел ряд расчетов, и выводы Эджвайра не оставили никаких сомнений в том, что предсказания МОНД не согласуются с характером движения вещества в скоплениях галактик. «Наши данные резко расходятся с предсказаниями МОНД, – заявил Эджвайр, – поэтому МОНД нельзя считать приемлемой альтернативой темному веществу, во всяком случае в скоплениях галактик».
Мильгром признал, что противоречие его теории и данных Эджвайра реально. Как пишет «Сайенс», на данный момент ситуация выглядит так, что «МОНД успешно объясняет движение вещества в отдельных галактиках, но проваливается при попытках применить ее к скоплениям галактик». Правда, впереди еще одна проверка – по остаточному излучению, и многие астрофизики уже говорят, что она решит судьбу мильгромовской гипотезы раз и навсегда. Сам Мильгром относится к этой возможности вполне стоически. «Как создатель этой теории, я, конечно, хотел бы, чтобы она произвела революцию, – говорит он. – Будет очень печально, если решением действительно окажется темное вещество. Очень печально, но, тем не менее, терпимо».
Темная сторона вселенной
Александр Грудинкин
Окружающий мир долго казался мам удивительно знакомым.
Его слагали камень и металл, воздух и вода. Там, за горизонтом, материальный мир продолжался.
В спектрах далеких звезд ученые с умалением обнаруживали все те же химические элементы, что известны нам на Земле. Словно сосуд, наполненный до краев песчинками, космос был наполнен смесью одних и тех же веществ.
За видимым разнообразием скрывался конгломерат электронов, нейтронов, протонов и других знакомых частиц. Позднее расчеты космологов показали, что это не так. «Большая часть мироздания состоит из материи не известного нам происхождения – темной материи» – таково было общее мнение. Но и оно было перечеркнуто. Сейчас мы лучше понимаем, из чего состоит космос. Этому «из чего» и посвящен наш рассказ.
Год назад в Балтиморе, в стенах Университета Джона Хопкинса прошла знаменательная конференция. Девиз ее звучал так: «Темная Вселенная: материя, энергия и гравитаиия». Словно Палата мер и весов заседала здесь! Ученые пересчитывали содержимое Вселенной, вели ее опись, полагаясь на открытия последних лет.
Для участников форума все мироздание будто составилось из черных и белых шаров. Белые шары – видимые части Вселенной, а именно галактики, звезды, планеты – клали в одну корзину; черные шары – в другую. Эти шары были «непонятно чем» – «белыми пятнами» на карте мироздания. Их становилось все больше. Они уже непрерывно сыпались в корзину, тогда как белые пополняли ее тонкой струйкой. Черных шаров было так много, что они забаллотировали все прежние теории космологов. Под их тяжестью картина мира проваливалась, рушилась в тьму. Разводья темной краски захлестнули мир.
Можно подобрать и другое сравнение. Море огромное, как космос. Фигурки на волнах. Катера, яхты… Из окна гостиницы ты глядишь в бинокль, открывая одно «морское тело» за другим. Они словно парят в пространстве. Темная материя воды окружает их, удерживает в равновесии. Если упразднить эту непонятную стихию, то и пловцы, и лодки, и корабли вмиг провалятся, упадут на десятки и сотни метров вниз. Космос моря сожмется. Именно такой странно сжавшейся уже давно предстала перед учеными Вселенная, если оставить в ней только зримое: любые небесные тела.
За последние годы мы свыклись с мыслью о том, что видимая материя составляет меньшую часть Вселенной. Какими бы громадными ни казались нам звезды и галактики, они – песчинки, брошенные в океан тьмы. И облик этого океана стал проясняться только теперь. По последним данным, Вселенная лишь на четыре процента состоит из видимой нам материи – из барионных частиц.
Все остальное – невидимый и неведомый мир, сказочное «то, не знаю что». Оно не искажает свет и не улавливает потоки частиц, не излучает электромагнитные волны и не отражает их. Безмерная шапка-невидимка накинута на весь окружающий космос, и лишь россыпь звезд, разбросанных вокруг этого таинственного Нечто, выдает его очертания. Мы ощущаем неимоверную тяжесть, исходящую от него. Это Нечто «все важнее для астрономов», заявил американский астрофизик Марио Ливио, руководивший конференцией в Балтиморе.
Это Нечто разрослось на наших глазах. Первые сомнения в том, что все видимое нами и есть космический мир, зародились, когда ученые измерили скорость вращения спиральных галактик. По законам Кеплера, их центральная часть должна была вращаться быстрее периферийной. Это не подтвердилось. Очевидно, галактики были окружены массивными, но невидимыми скоплениями материи.
В восьмидесятые годы во Вселенной были обнаружены обширные скопления галактик. Они тоже не вписывались в привычную теорию. Так, в 1989 году на небе Северного полушария была открыта так называемая Великая стена-скопление галактик размерами 500 х 200 х 15 миллионов световых лет. Она напоминала полосу пены, взбитую на небосводе, и содержала тысячи галактик. Подобные структуры могли возникнуть вскоре после Большого Взрыва лишь потому, что в космосе гораздо больше материи, чем можем заметить мы. Иначе бы их не было и по сей день!