И только 22 февраля на конференции в Калифорнийском университете в Лос-Анжелесе астрофизик Алекс Филиппенко набрался смелости, чтобы от имени группы High-z объявить об открытии ускоренного расширения Вселенной в то время, пока группа «Проекта космологии сверхновых» продолжала говорить о «наводящих на размышления результатах» и «возможных свидетельствах». Спустя три недели группа High-z отправила в редакцию журнала The Astronomical Journal 32-страничную статью, которая вышла в сентябрьском номере5. Итоги «Проекта космологии сверхновых» были подведены летом 1998 года и опубликованы в The Astrophysical Journal 1 июня 1999-го6.

И, конечно же, возникли вопросы о приоритете и признании. Был обмен откровенными сообщениями по электронной почте. В разговоре с корреспондентом New York Times Киршнер высказался по поводу это спора следующим образом: «Ну и какая же самая главная сила во Вселенной? – и сам же ответил на этот вопрос. – Это не гравитация, а зависть»7. Но по меркам космоса обе группы ученых получили свои революционные результаты одновременно. Более того, то, что две независимые группы пришли к одному и тому же выводу, позволило убедить сомневающихся и скептиков. И вскоре представление о разлетающейся Вселенной было принято астрономами и физиками, стало частью программы обучения в университетах, и о нем начали писать в научно-популярных журналах.

К тому времени, когда Перлмуттер, Шмидт и Рисс получили на троих Нобелевскую премию 2011 года, взаимная неприязнь по большей части была уже забыта. У космологов теперь были другие заботы. Потому что темная энергия – такое жутковатое название получило таинственное «нечто», ускоряющее расширение Вселенной, – не менее таинственна, чем темная материя. Мы знаем, что она есть, но не знаем, что она собой представляет. Она решает ряд проблем, но от этого не становится более понятной.

Некоторые чересчур самоуверенные астрономы любят хвастаться, говоря, что мы живем в эпоху точной космологии. Но на самом деле мы смогли понять лишь очень малую часть реального мира, а 95 % Вселенной остается покрыто мраком тайны.

16. Журавль в небе

О, старые добрые времена.

Лет 200 назад Вселенная была маленькой, простой и понятной. Одно Солнце, семь планет, 16 спутников планет, считаные астероиды и кометы, может быть, сотня миллионов звезд и пара десятков туманностей. Вот и все.

Сейчас, через каких-то восемь поколений, астрономам известны сотни тысяч астероидов в нашей Солнечной системе. Мы знаем, что Солнце – всего лишь одна из нескольких сотен миллиардов звезд нашей галактики Млечный Путь, которую кроме него населяют странные объекты вроде коричневых карликов, пульсаров и рентгеновских двойных. Большинство звезд окружены планетами, и во Вселенной больше пригодных для жизни планет, чем людей на Земле. К тому же наша Галактика – всего лишь одна из сотен миллиардов других, разбросанных на просторах расширяющегося космоса, который простирается далеко за пределы видимости наших телескопов. Звезд во Вселенной больше, чем песчинок во всех наших пустынях. Это ошеломляющая картина.

И при этом все это множество галактик, шаровых скоплений, пылевых облаков, светящихся туманностей, красных гигантов, белых карликов, планет, остатков сверхновых, нейтронных звезд и космических обломков – вся наша материальная Вселенная – лишь вершина айсберга. Согласно современным представлениям, мы видим и осязаем каких-то 5 % всего сущего, а Вселенная по большей части состоит из таинственной темной материи и еще более загадочной темной энергии. Решение этой загадки – это своего рода голубая мечта космологов.

Пять процентов – всего 1/20. Если представить себе Вселенную в виде этой книги, то описание привычной барионной материи заняло бы всего лишь первые 15 страниц, а все остальные были бы заполнены вопросительными знаками. Разумеется, мы еще не нашли всего, что есть во Вселенной, но 95 % – это очень много, особенно учитывая, что мы понятия не имеем, что это такое.

И все же идея темной энергии оказалась для большинства астрономов и физиков не такой неожиданной, как может показаться. Для обычных людей это было как гром среди ясного неба – и выглядело как искусственное решение наблюдательной проблемы. Но ученым – таким как Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс – это понятие было известно уже давно. Еще в 1917 году Альберту Эйнштейну пришла в голову мысль о «космологической постоянной» – таинственной отталкивающей энергии в пустом пространстве, которая могла бы уравновесить гравитацию. Просто потребовалось 80 лет, прежде чем появились наблюдательные свидетельства правильности гипотезы Эйнштейна. На протяжении многих десятилетий астрономам удавалось обходиться без космологической постоянной, но, когда они столкнулись с данными о сверхновых, им пришлось уступить.

У Эйнштейна были веские причины для введения этого «поправочного коэффициента». Согласно уравнениям поля общей теории относительности, пространство-время должно либо расширяться, либо сжиматься. Но когда Эйнштейн создавал свою теорию в 1915 году, он был уверен, что Вселенная в целом статична и неизменна. Поэтому он добавил в написанные им уравнения дополнительную постоянную (обозначив ее греческой буквой лямбда – Λ), чтобы могло получиться желаемое им стационарное состояние. При наличии этой постоянной уравнения описывали вселенную, которая не должна была схлопнуться под действием собственного тяготения.

Но когда Леметр и Хаббл открыли, что Вселенная расширяется, идея неменяющегося мира была снята с повестки дня. Астрономы поняли, что Вселенная на самом деле эволюционирует в полном соответствии с общей теорией относительности. А значит лямбда-член больше был не нужен. Эйнштейн как-то сказал Георгию Гамову, что введение космологической постоянной было самой большой ошибкой в его научной биографии1.

Но лямбда-член на самом деле никогда никуда не уходил. Как минимум специалисты по физике элементарных частиц предсказывают существование у вакуума энергии, которая напоминает лябмда-член и связана с постоянным возникновением и аннигиляцией в пустом пространстве виртуальных пар «частица – античастица». Хотя, согласно расчетам, эта энергия вакуума должна быть невероятно велика – что противоречит данным наблюдений, – сама по себе идея не представляется слишком умозрительной, как минимум с точки зрения физиков.

К тому же вариант Вселенной с малой, но отличной от нуля космологической постоянной устраивал астрофизиков. В 60-х и 70-х годах прошлого века были обнаружены звезды, которые, как тогда казалось, были старше Вселенной, что, конечно же, невозможно. Космологическая постоянная могла устранить это противоречие за счет увеличения возраста Вселенной. При ненулевой космологической постоянной вызванное гравитацией замедление проявляется в меньшей степени, и, значит, Вселенной потребовалось больше времени, чтобы затормозиться до современной скорости расширения. И поэтому она оказывается старше, чем Вселенная с нулевым лямбда-членом, и в ней могут существовать более старые звезды.

Ну и что не менее важно, ненулевая космологическая постоянная снимает остроту проблемы критической плотности. Как мы убедились в предыдущей