Нил Тайсон - Астрофизика начинающим - как понять Вселенную

Сегодня мы знаем, что наша Вселенная расширяется. Галактики разлетаются все дальше и дальше друг от друга. Раньше сама мысль о том, что Вселенная может вообще что-то «делать», кроме того, что она просто существует, лежала за пределами человеческого воображения. Даже сам Эйнштейн считал, что Вселенная должна быть устойчивой – ни расширяющейся, ни сжимающейся. Но из его модели Вселенной получалось, что она все же либо расширяется, либо сжимается. Ему казалось, что это неправильно, и поэтому он добавил в свои математические уравнения член, который назвал космологической постоянной.

Единственной ролью этой постоянной в эйнштейновской модели было противодействовать гравитации. Если тяготение пыталось стянуть всю Вселенную в одну гигантскую массу, космологическая постоянная расталкивала ее в разные стороны.

Но во всем этом заключалась одна трудность.

Никто никогда не наблюдал действия такой силы в природе.

Эйнштейн в некотором смысле сжульничал.

Спустя тринадцать лет после того, как Эйнштейн предложил свою теорию, американский астрофизик Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная неустойчива. Хаббл изучал далекие галактики. Согласно его работам, эти галактики не оставались на одном месте – все они улетали прочь от нас! И больше того: Хаббл убедительно доказал, что чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется от Млечного Пути.

Другими словами, Вселенная расширяется.

Когда Эйнштейн узнал об этих работах, он был в затруднении. Ему следовало это предсказать самому. Он полностью отказался от своей космологической постоянной, назвав ее «самой большой ошибкой в своей жизни». Но на этом история не закончилась. На протяжении последовавших десятилетий теоретики то и дело пробовали воскресить космологическую постоянную. Они пытались представить себе, как должна выглядеть Вселенная, в которой эта таинственная сила антигравитации все же действует.

И в 1998 году эйнштейновская «величайшая ошибка» в последний раз восстала из небытия.

В начале этого года две конкурирующие группы астрофизиков сделали громкие заявления. Обе группы наблюдали взрывы звезд, называемые вспышками сверхновых. Астрономы знали, как эти взрывы должны происходить, насколько яркими они должны быть и на каком расстоянии от нас эти взрывающиеся звезды должны находиться.

Но сверхновые повели себя иначе.

Они оказались менее яркими, чем ожидалось.

Это можно было объяснить двумя разными способами. Либо эти конкретные сверхновые отличались от всех остальных взрывающихся звезд, которые астрофизики исследовали в прошлом, либо они находились гораздо дальше, чем ученые предсказывали. И если они действительно дальше, чем мы ожидали, значит, что-то не так в нашей модели Вселенной.

Работы Хаббла показали, что Вселенная расширяется, но из наблюдений этих сверхновых получалось, что она расширяется быстрее, чем мы рассчитывали. И не нашлось другого способа объяснить это избыточное расширение, кроме возврата к «ошибке» Эйнштейна – его космологической постоянной. Когда астрофизики сдули с нее пыль и снова вставили в уравнения эйнштейновской общей теории относительности, их наблюдения Вселенной пришли в соответствие с теоретическими предсказаниями.

Да! Очень и очень. Мы так же азартны, как спортсмены или шахматные чемпионы. Вообще-то никому не хочется быть обставленным. Когда Чарльз Дарвин узнал, что другой ученый, Альфред Рассел Уоллес, развивает идеи, похожие на его собственные, он срочно опубликовал то, что стало известным как его эволюционная теория. Он не хотел, чтобы Уоллесу достались лавры первооткрывателя. Это характерно для любой науки, но мне кажется, во Вселенной хватит места всем. Так много еще вокруг неисследованного!

Обе группы астрофизиков, изучавших «неправильные» сверхновые, получили за свою работу Нобелевскую премию. В мире науки это все равно что лавровый венок.

И непонятные сверхновые оказались в точности там, где им и следовало быть.

Так что Эйнштейн в конечном счете оказался прав.

Он был прав, даже когда думал, что ошибался.

Эта взорвавшаяся звезда, Сверхновая 1987A – настоящая знаменитость в астрофизических кругах. Такие звезды помогли нам понять, что Вселенная расширяется.