Нил Тайсон - Астрофизика начинающим - как понять Вселенную

Открытие «ускоряющихся» сверхновых стало первым прямым указанием на то, что странная новая сила, противостоящая тяготению, действует во всей Вселенной. Космологическая постоянная оказалась реальностью. Она заслуживала лучшего имени, и сегодня мы называем ее темной энергией.

Вселенная как горячее какао: чашка горячего какао со взбитыми сливками, посыпанного корицей. Какао: 68 %, взбитые сливки: 27 %, корица: 5 %.

Самые точные на сегодняшний день измерения показывают, что темная энергия занимает во Вселенной главное место. Вселенная состоит из вещества и энергии. Когда мы суммируем всю массу-энергию Вселенной, получается, что на долю темной энергии сейчас приходится 68 %. Доля темной материи составляет 27 %. Обычное вещество – это всего 5 % Вселенной.

Все обычное вещество, все то, что мы видим, ощущаем, вдыхаем, – всего лишь маленький кусочек космоса.

А что же это за таинственная сила? Этого никто не знает. Ближе всего к ее разгадке идея, что темная энергия создается космическим вакуумом. В главе 4 мы обсуждали не только опасности межгалактического пространства, но и все, что происходит в этой с виду пустой космической среде. Частицы и античастицы внезапно появляются из ничего и уничтожают друг друга. Каждая пара таких частиц создает крохотное направленное вовне давление. Возможно, если сложить воедино все эти исчезающе малые толчки, происходящие по всей Вселенной, и получится достаточно, чтобы объяснить темную энергию.

Эта идея выглядит разумной. К сожалению, когда вы оцените общую величину этого «давления вакуума», результат получится абсурдно огромным – намного превосходящим наши оценки полной величины темной энергии. Не считая моего эксперимента с пелериной Майти Мауса, это будет величайшее несоответствие между теорией и наблюдениями в истории науки. Так что «давление вакуума» не может претендовать на роль темной энергии.

Да, мы в растерянности.

Но все же какие-то выходы из тупика намечаются. Ведь идея темной энергии происходит из одной из лучших моделей Вселенной, которая когда-либо была создана: общей теории относительности Эйнштейна. Темная энергия – это космологическая постоянная. И чем бы в конце концов она ни оказалась, мы уже знаем, как ее измерить. Нам известно, как предсказать ее воздействие на прошлое, настоящее и будущее космоса.

Вы, возможно, заметили, что я употребляю слово «растерянность» уже не в первый раз. Люди часто думают, что ученые агрессивны и всегда уверены в себе. Но на самом деле нам нравится, когда Вселенная загоняет нас в тупик. Мы любим быть в растерянности и недоумении. Это совершенно восхитительно. Это именно то чувство, которое каждый день гонит нас за работу. Если вы ученый, вы должны научиться принимать состояние незнания и радоваться ему. Ведь если вы знаете все ответы, вам не над чем работать и остается просто сидеть дома.

И охота идет. Теперь, когда мы знаем, что темная энергия – это реальность, множество групп астрофизиков вступили в гонку за то, чтобы разгадать ее секрет. Может быть, они добьются успеха. А может быть, нам потребуется альтернатива общей теории относительности. Возможно, существует теория темной энергии, которая еще ждет, когда ее откроет еще не родившийся на свет умник. А может, будущий гений как раз сейчас читает эту книгу.

В средней школе я как-то задал моему учителю вопрос, который мне казался очень простым, – вопрос о периодической таблице химических элементов. Вы увидите ее на стене в любом школьном кабинете химии или физики. На первый взгляд ее легко принять за очень запутанную настольную игру. Но это не игра. Периодическая таблица рассказывает нам обо всех 118 элементах – видах атомов во Вселенной.

В общем, я спросил учителя, откуда взялись эти элементы.