Земной эксперимент подтвердил гипотезу о природе Большого взрыва.Из нее следует, что вселенных может быть много.
"Перед нами - безумная теория. Вопрос в том, достаточно ли она безумна,чтобы быть правильной", - высказывая эту парадоксальную мысль, Нильс Бор(1885-1962) - датский физик, один из основателей теории атома - затронулсущность всей науки. И, может быть, это особенно относится к тем современнымнаукам, которые рассматривают явления, недоступные для чувств человека.Таковы, например, природа атома и элементарных частиц, генетика, астрономия.Здесь мы хотим рассказать об одной "безумной" попытке объяснить, как произошлаВселенная и почему можно считать, что она не одинока в мире.


Всего двадцать лет назад астрономы с помощью телескопов в лучшем случаемогли обозревать не более двух процентов объема нашей Вселенной. Так говоритА. Ренцини, сотрудник одной из крупнейших в мире обсерваторий - ЕвропейскойЮжной. "А сегодня, - продолжает он, - мы в состоянии осматривать девятьдесятых объема нашей Вселенной. Мы видим почти все, что можно увидеть.И этот прорыв в космические дали есть не что иное, как путешествие в глубьвремен".Телескопы и в самом деле - машины времени. Когда астрономы с помощьюорбитального телескопа Хаббла наблюдают галактики, удаленные от нас на12 миллиардов световых лет, они видят ту эпоху, в которой Вселенная была,можно сказать, в младенческом возрасте - всего три миллиарда лет. Это быловремя, когда галактики только что возникли после Большого взрыва частицы,меньшей, чем атомное ядро.Ученые убеждены, что период младенчества Вселенной и сам породившийее взрыв должны были оставить своего рода "эхо". Оно и в самом деле неисчезло. В космосе блуждают электромагнитные колебания, которые и в нашидни пронизывают все пространство. Правда, сейчас они уже не обладают тойчудовищной энергией, при которой родилось мироздание.Для исследования этих колебаний в космос были направлены спутники "Прогресс"(запущен в СССР), оснащенный специальным прибором "Реликт-2", и "CosmicBackgraund Explorer" (США), сокращенно его называют "Кобе". Спутники установили,что реликтовое первичное излучение - удивительно равномерный поток, пронизывающийкосмос во всех направлениях. Лишь тысячные доли процента составляют в немнекую неравномер ность.Анализ этого феномена показывает, что Вселенная в свою раннюю фазу должнабыла расширяться со скоростью, превышающей скорость света. В миллиардныедоли секунды она из частицы, меньшей, чем атомное ядро, достигла астрономическихразмеров. И здесь нет противоречия с теорией относительности, с ее постулатомо предельной скорости света. Эйнштейн утверждал, что скорости не могутвыйти за пределы световой, когда тела движутся в пространстве, но в моментвзрыва само исчезающе малое пространство также расширялось вместе с продуктамивзрыва.Еще до того, как спутники определили особенности реликтового излучения,многие астрофизики, в их числе доктор физико-математических наук АндрейДмитриевич Линде, работающий сейчас в США, в Калифорнии, пытались представитьсебе, что же происходило в то исчезающе малое время, когда возникала Вселенная.А. Линде, как показали дальнейшие исследования, удалось, пожалуй, глубжедругих проникнуть в тайну рождения космоса. (Статью А. Линде "РаздувающаясяВселенная", в которой популяризируется сложная теоретическая конструкция,вобравшая в себя новейшие достижения физики высоких энергий, см. "Наукаи жизнь" № 8, 1985 г.)"Теперь я знаю, как сотворил Бог Вселенную!" - воскликнул Андрей Дмитриевичв 1983 году, когда он нашел ключ к механизму "хаотической инфляции" - такназывают теперь это событие. Под инфляцией в данном случае подразумеваетсярасширение с ускорением. На научных конгрессах, когда он в те годы докладывалсвои соображения, многие выслушивали его с ироническими улыбками. "Частоя чувствовал себя полным идиотом", - говорит о тех временах А. Линде. Итут невольно вспоминаются слова Нильса Бора о том, как оцениваются новыеидеи в науке.Прошло совсем немного лет, и спутниковые эксперименты показали правильностьтеории инфляции Вселенной. И вот уже логика рассуждений А. Линде никогоне удивляет. В своем развитии она дала ключи к осмыслению того, почемукосмос так необъятно велик, помогла представить, как из хаотической материивозникли звезды и галактики: здесь тоже причиной стала случайная инфляция.В самом начале, когда Вселенная была телом, меньшим, чем атомное ядро,там господствовали, согласно А. Линде, те же законы, что существуют в миреэлементарных частиц, в котором не бывает покоя. Волнуется энергия, какволны в море. При этом иногда возникают флуктуации - случайные отклоненияот средних величин. Неожиданное расширение космоса, считает Андрей Дмитриевич,связано с тем, что флуктуации неимоверно выросли и стали зачатками галактики звезд.Такое расширение привело к образованию немыслимо большого космоса, которыйпредставляет собой отражение немыслимо маленького первоначального ядра.Самое большое и самое малое повторяют друг друга.Анализ и осмысление измерений, проведенных спутником "Кобе", подтверждаютмодель, предложенную А. Линде: в космическом реликтовом излучении (мы егоназвали "эхо Большого взрыва") обнаружены тончайшие завихрения. Эти неравномерности- отражение того разделения облаков первичной материи, которое возниклопосле начала расширения. Завихрения действительно похожи на волны, которыедолжны были быть в мини-вселенной - во взорвавшемся ядре, породившем нашубольшую Вселенную.Первые образования в космосе получили структуру благодаря "темной материи",которая сама по себе остается пока еще довольно загадочным объектом дляастрономии. А уж в какой связи эти невидимые массы, заполняющие, как теперьсчитают, все пространство космоса, находятся с образованием космическихструктур - и вовсе загадка.Однако самые современные исследования подтверждают, что такая бестелесная"темная материя" действительно существует и именно она составляет большуючасть Вселенной. Мнения астрономов расходятся: одни считают - на долю "темнойматерии" приходится 90 процентов, а другие - 95 или даже 99 процентов всеймассы космоса.Галактические спирали и скопления, звезды и планеты, которые сияют наночном небе, можно сравнить с легкой декорацией, с украшением из кремана темном шоколадном торте. То есть на фоне "темной материи".То, что "темная материя" определяет структуру формы космических объектов,астрофизики выяснили, проведя многочисленные измерения во Млечном Пути.Звезды, находящиеся на периферии этой галактики, так быстро вращаются вокругее центра, что давно должны были под действием центробежных сил разлететься,если бы галактика состояла лишь из той массы, которая светится. Но поскольку"темная материя" - это основной источник сил притяжения, то именно онапозволяет сохранить Млечному Пути свою форму. "Темная материя" выступаетв роли вещества, цементирующего галактики.Звездные скопления, отдельные звезды со спутниками, белые карлики, кометы,черные дыры - их суммарная гравитация может быть лишь малой частью тойогромной силы, которая скрепляет галактики. Они не могут создать стольмогучего тяготения, какое господствует в галактиках. Некоторые астрофизикипредполагают, что существует еще особая форма материи - "тяжелый свет".Разрешить загадку должен помочь новый ускоритель, который недавно введенв строй в Швейцарии в ЦЕРНе. Физики возлагают большие надежды на этот ускоритель,считают, что он откроет двери в мир не известных доселе элементарных частиц.И еще одну загадку задает нам природа: не известная до недавнего временисила - антигравитация. В чем она проявляется? Астрофизики определяют возрастнашей Вселенной в 15 миллиардов лет. Скорость разлетания галактик во Вселеннойтак велика, что пока невозможно даже предположить, что они затормозятсяи повернут вспять. Напротив, скорость, с которой разлетается наша Вселенная,все время возрастает. И словно где-то есть ускоритель, особо действующийна все удаленные от центра Вселенной объекты. Какая-то причина заставляеткосмос все быстрее расширяться.Эту непонятную силу, действующую на невообразимо огромных расстояниях,назвали антигравитацией. О том, что это такое, пока есть только предположения.Одно из них принадлежит немецкому астрофизику Лейбундгуту. Он считает,что в межгалактическом пространстве есть внутренняя энергия, она заполняетвакуум и стремится к расширению занимаемого ею объема. Исследователь изИталии Марио Ливио, который сначала весьма скептически отнесся к такомутолкованию, вынужден был в конце концов признать: "Если верить числам,вакуумная сила должна существовать". Последние изыскания показывают, чтопочти три четверти совокупной энергии космоса принадлежат таинственнойсиле, связанной с вакуумом, то есть с "ничто".Интересно, что А. Линде свою гипотезу о происхождении Вселенной тожесвязал с этим самым "ничто". В его предположениях оно играет ведущую роль:весь космос возник из "ничто". Наполняющая вакуум энергия при содрогании,встряске, по его мнению, вызвала тот Большой взрыв, от которого пошел миргалактик, звезд и газовых облаков, словом, вся наша Вселенная. Затратыэнергии на такую "встряску", судя по расчетам, были не столь уж грандиозны.И поэтому можно полагать, что дело не ограничилось рождением одной Вселенной.Их могло образоваться множество!Как рассказывает сам А. Линде, вынашивание мысли о множественности вселенныхбыло долгим и мучительным. Ученый впадал в депрессию, перед ним глухойстеной вставали, казалось, неразрешимые противоречия. Потом, порой неожиданнодля самого себя, он начинал ясно понимать механизм "хаотической инфляции",которая могла объяснить, как произошел Большой взрыв. Исходным моментомрассуждений А. Линде стала молния из "ничего" - так называемые флуктуации.(Впервые они были обнаружены в ЦЕРНе.) Поскольку вакуум заряжен энергией,в некоторые моменты возникают ее сгустки. Их существование длится ничтожнуюдолю секунды (дробь, в которой единица делится на 1015).Временами, утверждает автор гипотезы, концентрация и напор в вакуумемогут действовать сообща и расширяться. При этом вступает в игру эффектроста снежного кома, начинается космическая инфляция, и ничтожный объемв вакууме мгновенно вырастает до астрономических размеров. А. Линде оцениваеттемпературу, при которой родилась Вселенная, в 10 миллиардов градусов.Связь энергии с массой показал еще Эйнштейн. Примерно как водяной парпри остывании конденсируется в капли, так и в нашем случае часть начальнойэнергии из лучевой конденсировалась в элементарные частицы и атомы - вначалеводорода и гелия.Поскольку флуктуации (то есть случайные отклонения от средних величин),с одной стороны, - это начало всех начал, а с другой - отклонения в вакуумедолжны повторяться. И первоначальный взрыв - не единственный. Каждый раз,когда случайно сталкиваются частицы энергии, возникает новая вселенная.Поэтому их "бесконечно много", уверяет А. Линде. Мы живем в одной из вселенных- в одном из пузырей неимоверно большой космической "пены". Свои идеи ученыймногократно проверил математическими расчетами.Астрономы, астрофизики, математики, посвятившие себя изучению жизникосмоса, говорят, что буквально последние месяцы принесли им такое огромноеколичество новых знаний, что "человечество в целом стало много умнее",а Вселенная оказалась "много загадочнее", чем еще недавно представляласьученым.А. Линде говорит, что последние открытия в астрономической науке можносравнить с коперниковской революцией. Раньше центром мироздания считаласьЗемля, затем - Солнце, потом - Галактика, Вселенная. Теперь и с этим покончено.Возможно, и опять кто-то из последователей Коперника задумается: можетли быть центр у космической "пены"?Среди невообразимого количества вселенных могут быть различные, совсемне схожие с нашей. Возможно, там где-то существуют иные виды жизни, а вих природе главенствуют иные законы. Но что касается модели, предложеннойА. Линде, то она полностью согласуется с теми законами природы, которыедействуют в нашем мире.Взгляды, высказанные Андреем Дмитриевичем, встретили и критические высказывания,и неподдельный интерес у специалистов. Многие сходятся на том, что всеэти гипотезы не поддаются проверке. Но надо думать, что здесь они ошибаются.Большие надежды А. Линде возлагает на новые спутниковые исследования,они продолжат те, что начаты в восьмидесятые годы, когда было зарегистрировано"первичное излучение". Старт нового усовершенствованного космического аппаратанамечен на 2006 год. Предполагается, что благодаря особо высокой чувствительностион сможет уловить излучение, идущее с границ нашего космоса. А. Линде надеетсяеще и на то, что удастся поймать лучи, идущие от примыкающего космическогопространства, то есть от другой - соседней вселенной.Будущее, теперь уже недалекое, вероятно, позволит науке окончательноутвердить ся в ответе на вопросы: как возникла Вселенная и есть ли у неесестры? И тогда наступит пора разрешить другой важнейший вопрос: почемуона возникла? Г. НИКОЛАЕВ. В то время, когда номер журнала готовился к печати, из Женевы пришлосообщение, что в ЦЕРНе новый ускоритель элементарных частиц помог решить,казалось бы, неимоверную задачу: на короткое мгновение была получена материяв том виде, в каком она существовала сразу после взрыва. Блестящая победанауки тут несомненна. Этому эксперименту, вероятно, предшествовали подобныеопыты, но о них ЦЕРН не сообщал. Даже из нашей статьи видно, сколько ещенерешенных задач поставила природа перед человеческим разумом. Для продолженияисследований нужны новые технические средства. Сейчас в ЦЕРНе строитсямощнейший ускоритель, и Россия тоже принимает в этом участие. На Ижорскомзаводе (под Петербургом) прокатываются очень толстые металлические плиты,входящие в конструкцию ускорителя. Их общий вес - 4000 тонн. Ни одномудругому заводу в Европе заказ ЦЕРНа не оказался по силам. Литература О проблемах, затронутых в статье, читайте в журнале "самый интересный журнал Наука и жизнь ":
Гинзбург В., акад. Какие проблемы физики и астрофизики представляютсясейчас, на пороге XXI века, особенно важными и интересными? - №№ 11и 12, 1999 г.
Ройзен И. Вселенная между мгновением и вечностью. - №№ 11 и12, 1996 г.
Скулачев Д. Градусник для Вселенной. - № 5, 1994 г.
Скулачев Д. Золотая маска Вселенной. - № 12, 1993 г.
Шишлова А. В лаборатории - десять микросекунд после Большого взрыва. -№ 3, 2000 г.

Фантастическое изображение космической "пены" - конгломерата множествавселенных: слева - наше сообщество галактик, справа - примыкающие к немуиные миры.
Квазары, служащие центрами галактик. Снимки сделаны телескопом Хаббла.
Спектральный анализ квазаров позволил графически представить облакаводы в молодой Вселенной. Этот хаос размещен в кубе (белые линии) со сторонами,равными 30 миллионам световых лет.
Реликтовое излучение (в кружке). Пойманные радиоволны излучения. В овале(внизу) - температурные отклонения при рождении реликтовых лучей. Нормальноеизлучение - зеленый цвет, красно-оранжевый - флуктуации.
Новый телескоп, находящийся в штате Нью-Мексико. Он предназначен дляастрономических измерений. Ученые, в частности, с его помощью смогут определитьрасстояние до миллиона галактик и построить пространственное их размещениев объеме, в сто раз большем, чем удавалось до сих пор.
Новейший ускоритель элементарных частиц в ЦЕРНе, близ Женевы. Физикинадеются, что он откроет им двери в мир не известных доселе элементарныхчастиц.