образованием карликовых неправильных, великолепных спиральных и объемистых эллиптических галактик11. На момент написания этих строк самая продвинутся модель – это новая версия Illustris – модель IllustrisTNG 2017 года, способная отслеживать поведение более чем 30 миллиардов пробных частиц (представляющих темную материю и газ) в кубической области пространства, к настоящему времени расширившейся до размера почти в миллиард световых лет.

После опубликования в 2015 году модельных расчетов проекта EAGLE в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society один из авторов статьи, Ричард Бауэр из Даремского университета, сказал: «Сгенерированная на компьютере Вселенная совсем как настоящая. Там повсюду галактики всех форм, размеров и цветов, какие я видел в крупнейшие телескопы. Это нечто невероятное»12. «И это еще далеко не конец, – говорит руководитель проекта EAGLE Джон Шай из Лейденского университета, – в принципе можно продолжать до бесконечности, выявляя все более мелкие детали в образовании звезд и планет».

Конечно, не стоит надеяться, что мы в обозримом будущем сможем смоделировать происхождение жизни. Но, пронесясь через миллиарды лет и гигапарсеки в модели IllustrisTNG, увидев, как малые вариации плотности темной материи превращаются в крупномасштабную структуру Вселенной, разглядывая под увеличением спиральную галактику, зарождающуюся на окраине богатого скопления, начинаешь лучше понимать наше место в пространстве и времени. Возможно, именно так все и происходило. Спустя почти 14 миллиардов лет после Большого взрыва на песчинке, что вертится вокруг крохотного светлячка, любознательные существа задумались о своих космических корнях и чудесной связи с большим миром.

Если бы не огромное количество холодной темной материи, которой наполнена Вселенная, нас бы, возможно, и не существовало. И притом, не имея ни малейшего представления об истинной природе темной материи, мы теперь можем быть совершенно уверены, что эта таинственная субстанция есть самая основа нашего бытия.

Или все же нет?

12. Еретики

Мне всегда были симпатичны мятежники в науке. Люди, которые решили плыть против течения. «Все говорят X? А я считаю, что это Y». Это творческие личности, которых не смущают ни яростное сопротивление, ни даже насмешки. И нет, я говорю не о псевдоученых, утверждающих, что пирамиды построили инопланетяне, или ненормальных, пытающихся изобрести вечный двигатель. Я говорю о настоящих ученых, которые ставят под сомнение или даже пытаются ниспровергнуть сложившиеся представления с помощью оригинальных идей и убедительных аргументов. То есть – о бунтарях.

Так что, когда еще подростком я читал первые книги по астрономии, написанные нидерландским учителем и популяризатором науки Тёмме де Фризом, мне особенно нравилась история про Фреда Хойла и его стационарную модель Вселенной, которую он выдвинул в противовес общепринятой теории происхождения Вселенной в результате Большого взрыва. А в середине 1980-х годов меня, тогда еще начинающего научного журналиста, увлекли теории Хэлтона Арпа и Маргарет Бербидж, которые утверждали, что галактики и квазары могут оказаться не такими далекими, как можно судить по их красным смещениям. А что, если эти диссиденты правы? И вскоре после этого я наткнулся на работы израильского физика Мордехая Милгрома – это могло быть упоминание о них в изданной в 1988 году книге «Темное вещество» Уоллеса и Карен Такер1. Вот человек со свежим взглядом на мучительную космическую проблему. Пока астрономы приходили к убеждению, что плоские кривые вращения галактик и динамику скоплений галактик можно объяснить, только если преобладающим компонентом Вселенной является темная материя, Милгром, по словам Такера, «подошел к проблеме с другой стороны и попытался изменить физические законы». Вот это уже действительно ересь.

Хотя если подумать, то в идее Милгрома есть немалый смысл. Скорости галактик в скоплениях слишком большие. Внешние части галактик вращаются слишком быстро. Галактики и группы галактик слишком массивны. С собственно измерениями и оценками-то все в порядке. Ну а как насчет суждений: «слишком большие», «слишком быстро», «слишком массивные»? В основе их всех лежит наша уверенность в том, что мы понимаем, как действует гравитация. Но если на космических масштабах гравитация ведет себя иначе, то, может быть, никакой проблемы-то и нет и для объяснения результатов наблюдений никакая темная материя не нужна?

Если Милгром прав, то это не первый раз, когда для решения проблемы с наблюдениями ученые подправляют теорию гравитации. Такое уже было 100 с лишним лет назад.

В первой половине XIX века астрономы обратили внимание на то, что Уран отклоняется от предсказанного маршрута. По-видимому, эта далекая планета испытывала дополнительное притяжение со стороны какого-то тела. Французский математик Урбен Леверье на основе ньютоновского закона всемирного тяготения вычислил, где мог бы скрываться вероятный виновник этих отклонений, и в 1846 году в предсказанном месте действительно был обнаружен Нептун2.

Но оказалось, что и ближайшая к Солнцу планета, Меркурий, тоже ведет себя не совсем правильно. Окрыленный своим первоначальным успехом, Леверье попытался повторить этот математический трюк и в 1859 году предположил, что в Солнечной системе есть еще одна планета, расположенная внутри орбиты Меркурия, которую он назвал Вулканом. Но Вулкан так и не нашли, и теперь мы знаем, что его не существует (разве что в сериале «Звездный путь»), а «неподобающее» поведение Меркурия удалось полностью объяснить в рамках созданной Альбертом Эйнштейном в 1915 году общей теории относительности – улучшенной версии ньютоновской теории тяготения3.

Что еще может быть не так с нашим пониманием гравитации или в чем может быть его неполнота? Например, из курса средней школы мы все знаем, что сила взаимного притяжения двух массивных тел уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Этот так называемый всемирный закон обратных квадратов был подтвержден в результате высокоточных лабораторных экспериментов и наблюдений тел Солнечной системы. Но разве можно быть уверенными, что он справедлив во всей Вселенной?

В своей статье, посвященной скоплению галактик в созвездии Волосы Вероники, Фриц Цвикки осторожно заметил, что его выводы о массе скопления опираются «на предположение, что закон всемирного тяготения Ньютона точно описывает гравитационное взаимодействие между галактиками». Точно так же Хорес Бэбкок в защищенной им в 1939 году диссертации о галактике Андромеды заключил, что во внешних областях галактики должно быть большое количество темной материи «или же, быть может, требуются новые динамические соображения», – иными словами, новый подход к гравитации. В 1963 году итальянский астрофизик Арриго Финци сделал следующий шаг, предложив новый закон тяготения для больших расстояний4.

Прошло еще 20 лет, прежде чем Мордехай Милгром опубликовал свою теорию модифицированной ньютоновской динамики, известную под названием MOND. Если эта теория окажется верной, то необходимость в темной материи отпадет. Пока что вопрос остается открытым. Некоторые революции происходят невероятно медленно, а