Второй мировой войны Оорт стал директором Лейденской обсерватории и продолжил свои исследования в самых разных областях. В конце 50-х годов XX века он вернулся к проблеме темной материи в плоскости нашей Галактики. Анализ более качественных данных привел практически к тем же выводам, которые были получены им в 1932 году. Он опубликовал статью с изложением новых результатов в 1960 году в журнале Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands13.

Но результаты Оорта не выдержали проверку временем. В конце 1980-х годов бельгийский астроном Коэн Кёйкен и его научный руководитель Джерри Гилмор из Кембриджского университета обратили внимание на систематические ошибки в работе Оорта. Дело в том, что Оорт был вынужден опираться на данные наблюдений звезд-гигантов определенного типа – только они были достаточно яркими для измерения скоростей имевшимися в то время средствами14. К сожалению, оценка истинных светимостей и, следовательно, расстояний этих так называемых К-гигантов оказалась очень трудной задачей. К тому же, как мы теперь знаем, они на самом деле не могут считаться характерными представителями населения тонкого галактического диска. Оба эти обстоятельства повлияли на полученные Оортом выводы.

Кёйкен и Гилмор выполнили более тщательный анализ на основе своих наблюдений около 800 более «обычных» звезд с помощью нового и очень эффективного многообъектного спектрографа 3,9-метрового Англо-австралийского телескопа в Кунабарабране в австралийском штате Новый Южный Уэльс. Кёйкен и Гилмор опубликовали полученные результаты в трех статьях в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и пришли выводу, что «имеющиеся данные… не свидетельствуют о наличии в галактическом диске неучтенной массы»15.

К этому времени астрономы установили, что наша Галактика окружена более или менее сферическим протяженным гало из темной материи (мы вернемся к этому вопросу в следующей главе). Но, по-видимому, в плоскости нашей Галактики нет сколько-нибудь значительного количества темной материи. Оорт ошибался.

Где-то в 1988 году Кёйкен организовал в одной из аудиторий Лейденской обсерватории коллоквиум, посвященный их с Гилмором исследованиям. Среди слушателей был ослабевший и оглохший Ян Оорт, чей слуховой аппарат был чуть ли не непосредственно подключен к микрофону Кёйкена. Новые результаты очень заинтересовали его, и Оорт послал письмо, где выразил свое восхищение достижениями молодого астронома, который в 2002 году перебрался в Лейден и с 2007-го по 2012-й занимал должность научного директора обсерватории. Даже на закате жизни Оорт продолжал живо интересоваться достижениям Кёйкена, его современников и последователей. Когда я брал интервью у Оорта в 1987 году, он размышлял о том, что «для обнаруживаемых на больших масштабах во Вселенной огромных количеств темной материи, возможно, потребуется некое совершенно новое объяснение… Но пока что я не имею понятия, где же искать [решение] этой проблемы»16.

И никто другой тоже не имел понятия. Оорт умер в ноябре 1992 года – ровесник века, который он прожил, оставив столь значительный след. За два года до этого был запущен космический телескоп «Хаббл», но в то время он еще давал нечеткие изображения из-за небольшого дефекта формы главного зеркала; астрономы только что получили первые подробные спутниковые измерения распределения фонового реликтового излучения, а специалисты по физике элементарных частиц начали экспериментировать с ксеноновыми детекторами. Это было преддверие золотого века исследований темной материи.

И все жe, несмотря на огромные достижения последних 25 лет, ученые в наши дни все так же продолжают идти на ощупь, как почти за 100 лет до них Каптейн, когда он ввел в англоязычную научную литературу сам термин «темная материя».

Когда же мы наконец получим ответ на самую большую загадку Вселенной?

4. Эффект гало

“

Мой муж говорит, что темная материя – это реальность, не просто выдумка подрастающих компьютеров, он может доказать, что она существует, что она повсюду создает незримое гало вокруг любого объекта и силой гравитации как-то не дает всему развалиться[7]

”

Эти шесть первых строк стихотворения «Темная материя и темная энергия», написанного в 2015 году признанным поэтом Алисией Острайкер, замечательно и кратко характеризуют суть ранних работ ее мужа, астрофизика-теоретика Джереми Острайкера. Оба они пытались охватить мыслью загадку: Алисия – тщательно выводя строки на белом листе, а Джерри – лихорадочно записывая на доске уравнения. Пока что ни один из этих подходов не привел к успеху. Как написано в девятой строке стихотворения, «Мы не знаем, что это, но знаем, что оно реально»1.

Джерри Острайкер спешил. Он собирался на конференцию, посвященную рождению черных дыр, до начала которой оставалось меньше часа. Рассказать про загадки! Но ведь времени вполне хватит, чтобы обсудить его работы 1970-х годов, посвященные гало из темной материи, не так ли? В небольшом аккуратном рабочем кабинете на 11-м этаже корпуса Пьюпина в Колумбийском университете Острайкер с ходу начинает свой рассказ, сопровождаемый уравнениями, которые он тут же пишет на листке в блокноте. Время от времени он подходит с мелом в руке к висящей на стене доске, чтобы пояснить свои соображения при помощи формул и наспех набросанных графиков2.

Невысокий, лысеющий, дружелюбный и при этом напористый человек восьмидесяти с небольшим лет, и да – спешащий. Острайкер мечтает дожить до решения загадки или даже сам его найти. Последние пару лет он был увлечен идеей «размытой» темной материи (подробнее о ней рассказывается в главе 24). Идея, пожалуй, сумасшедшая, но пока никто не смог ее опровергнуть. По словам Острайкера, шанс, что она окажется верной, около 50 %. Но на подробные объяснения уже нет времени – «Почитайте мою статью».

Это забавно, потому что в 50-х годах прошлого века астрономия для него была далеко не на первом месте. Острайкер изучал химию и физику. Но, прочтя в журнале Fortune статью о великом астрофизике Субраманьяне Чандрасекаре, он решил подать заявление в аспирантуру Чикагского университета – знаменитый индийско-американский ученый работал там в Йеркской обсерватории, занимаясь теоретическими исследованиями эволюции звезд и при этом еще был редактором престижного журнала Astrophysical Journal.

Чандрасекар наиболее известен своими работами, посвященными белым карликам – сверхплотным звездам, примерно равным по массе Солнцу и при этом по размеру сравнимым с Землей. Через несколько миллиардов лет, в конце своей жизни, наше Солнце сожмется, превратившись в такой же странный компактный объект, у которого масса каждого кубического сантиметра будет сравнима с массой целого внедорожника. Сжатие Солнца будет сопровождаться очень сильным ускорением его вращения. Главная тема диссертации Острайкера – это устойчивость таких быстровращающихся белых карликов. Если белый карлик раскрутится до достаточно большой скорости, то он начнет терять