темной энергии, подавляющее большинство астрофизиков и космологов не сомневаются в полученных на основе данных о сверхновых результатах. Да, расширение Вселенной действительно начало ускоряться несколько миллиардов лет назад. И значит, в пустом пространстве действительно есть эта странная сущность – темная энергия, которая в конечном счете определяет судьбу Вселенной. Но, как еще много десятилетий назад сказал датский физик Нильс Бор, трудно что-то предсказать, особенно на будущее. Пока истинная природа темной энергии остается неизвестной, невозможно сказать ничего определенного по поводу ее будущего поведения.

Одна из причин, по которой ученые используют термин «темная энергия», а не «космологическая постоянная», состоит в том, что они не до конца уверены, что ускорение расширения Вселенной связано именно с эйнштейновским поправочным коэффициентом. (Сам термин «темная энергия» был предложен космологом Майклом Тернером из Чикагского университета.) Космологическая постоянная всегда имеет одно и то же значение в любой точке пространства и в любой момент времени. Это фундаментальное свойство пустого пространства. А вот темная энергия не обязана быть настолько статичной; физики могут считать (и действительно считают) ее своего рода всепроникающим полем, в чем-то подобном электрическому или гравитационному полю. Это поле, которое пока временно называют квинтэссенцией, может меняться в пространстве и во времени.

Если темная энергия действительно представляет собой космологическую постоянную, то Вселенная будет расширяться вечно навстречу холодному, темному и пустому будущему. Но если она больше напоминает квинтэссенцию, то возможны самые разные прогнозы. В том числе не исключено, что процесс повернет вспять и ускоренное расширение сменится ускоренным сжатием.

А что, если темная энергия со временем становится все сильнее (некоторые физики предпочитают называть такой вариант фантомной энергией)? В этом случае всеобщее отталкивание приведет к распаду всего – сначала галактик, затем звезд и планет, затем молекул и атомов и в конце концов – элементарных частиц и самого пространства-времени. Согласно оценке американских астрофизиков Роберта Колдуэлла, Марка Камионковского и Невина Вайнберга, опубликованной ими в 2003 году в журнале Physical Review Letters8, этот «Большой разрыв» произойдет через каких-то 20 миллиардов лет: «Космическим футурологам придется сменить привычный лозунг – “Как мир погибнет? От огня // Иль ото льда погибель ждет?” [21] Потому что миру уготована иная судьба».

В 1970 году Алан Сэндидж охарактеризовал космологию как определение двух чисел. Сейчас ее можно, скорее, назвать наукой о двух загадках (и, кстати, о гораздо большем количестве чисел). В определении состава и эволюции Вселенной определяющую роль играют как темная материя, так и темная энергия. Астрономы измеряют их проявления и включают их в создаваемые ими теории. Но броские названия и изящные уравнения не приближают нас к пониманию мира, что, увы, печально, учитывая, что речь идет примерно о 95 % всей массы-энергии во Вселенной.

Попытки убить одним выстрелом двух зайцев пока что не увенчались успехом. Было бы замечательно, если бы одно революционное прозрение позволило решить сразу обе проблемы, но пока что никому это не удалось. Природа не всегда бывает благосклонна – давайте снова вспомним Пиблса. А может быть, мы просто недостаточно изобретательны. Может быть, у нас кишка тонка. Пока.

Ну и потом, открытие темной энергии непосредственно сказалось на нашем представлении о темной материи. Если Вселенная плоская – сначала это было просто более или менее эстетическим соображением, но теперь это подтвержденное данными наблюдений следствие инфляции, – то ее плотность должна быть равна критической, то есть 10–29 граммов на кубический сантиметр. Поскольку порождаемые в ходе нуклео-синтеза Большого взрыва барионы могут обеспечить лишь небольшую долю критической плотности, космологам приходится предполагать наличие невероятно большого количества небарионной темной материи – намного большего, чем следует из результатов исследования динамики галактик и скоплений галактик.

Но когда на сцену вышла темная энергия, охотники за темной материей смогли вздохнуть с облегчением. Темной материи больше не приходится в одиночку обеспечивать плоскую геометрию Вселенной. На обновленной круговой диаграмме состава Вселенной большую часть занимает темная энергия, на которую приходится основная тяжесть обеспечения плоской геометрии пространства-времени. Независимо от истинной природы этой загадочной отталкивающей сущности пустого пространства на нее приходится 68,5 %всей массы-энергии нашего мира. На гравитирующую материю приходятся остальные 31,5 %.

Это, конечно, не отменяет необходимости в большом количестве темной материи. Что касается материальной части Вселенной, то она тоже состоит по большей части из загадочной субстанции. Целых 84,4 % гравитирующей массы (26,6 % всей массы-энергии) – это темная и совершенно незнакомая нам материя. На известные нам частицы, из которых состоят звезды, планеты и люди, приходится менее одной шестой (жалкие 15,6 %) всей материи. Это всего лишь 4,9 % «вселенского пирога».

Согласно общепринятой космологической ΛCDM-модели, Вселенная состоит в первую очередь из таинственной темной энергии и темной материи. На «нормальную» барионную материю приходится лишь 4,9 % всей массы-энергии

В последние 20 лет круговая диаграмма состава Вселенной – 68,5 % темной энергии, 26,6 % темной материи и 4,9 % привычной материи – стала символом нашего космического невежества. На протяжении этих лет оценки точного соотношения составных частей слегка менялись и, по-видимому, будут меняться и в ближайшем будущем, но общий вывод остается четким и недвусмысленным: наша Вселенная – это, выражаясь словами Уинстона Черчилля, «загадка, окутанная тайной, покрытой мраком».

А еще эта простенькая секторная диаграмма наглядно показывает нам нашу космическую ничтожность. В XVI веке благодаря Николаю Копернику мы узнали, что Земля – не центр Вселенной. Чуть более 150 лет назад Чарльз Дарвин заставил нас признать, что человек – не венец творения. Теперь по нашему чувству собственной значимости нанесен третий, барионный удар. Мы не просто случайно появившиеся существа, затерявшиеся на бескрайних просторах космоса, но даже само вещество, из которого мы состоим, – всего лишь третьестепенный компонент космоса. Смирись, гордый человек.

Homo sapiens – это недавний росток на дереве эволюции, который появился по космическим масштабам мгновение назад на ничем не примечательной пылинке, которая обращается вокруг заурядной звезды где-то на задворках самой обычной галактики. И не слишком ли много мы возомнили о себе, полагая, что когда-нибудь сумеем решить загадки Вселенной? Возможно, и так. Но это не повод отказаться от таких попыток. За прошедшие века и десятилетия мы уже проделали большой путь, и есть все основания надеяться, что в своем стремлении к небесам мы найдем еще больше ответов.

Старые добрые времена, возможно, и не вернутся, но новые, скорее всего, окажутся еще лучше.

17. Характерные признаки

Старт точной космологии был дан в джунглях Французской Гвианы утром 14 мая 2009 года в 10:12 по местному времени. На космодроме