Коллектив авторов - Космос. От Солнца до границ неизвестного

Эти растущие стены, пустоты и указания на существование гигантской структуры во Вселенной доставили астрономам много хлопот. В свое время Коперник выдвинул революционную идею о том, что расположение Земли среди звезд не является уникальным, и с тех пор эта идея считается в астрономии основополагающей. На ее основе был сформулирован космологический принцип: нигде во Вселенной нет ничего особенного [20] То есть Вселенная однородна и изотропна. . Конечно, на уровне солнечной и иных звездных систем, галактик и скоплений галактик индивидуальные различия существуют, но стоит удалиться на достаточно большое расстояние – и Вселенная должна быть однородной. Никаких огромных гиперскоплений или пустот размером более миллиарда световых лет астрономы найти не ожидали. Предположение о гладкости Вселенной значительно облегчало использование Общей теории относительности Эйнштейна применительно ко всей Вселенной в целом.

Иштван Сапуди с группой ученых из Гавайского университета в Маноа в 2015 году обнаружили во Вселенной гигантскую дыру – пустоту размером 2 миллиарда световых лет. Такое открытие явно противоречило представлениям об однородной Вселенной. Ученые назвали это обширное пустое пространство супервойдом и предположили, что загадочное холодное пятно реликтового излучения, озадачивающее астрономов вот уже более десяти лет, можно объяснить наличием этого супервойда.

Но оказалось, что это не все. Еще в 2012 году группа специалистов во главе с Роджером Клоусом из университета центрального Ланкашира (Великобритания) сообщила, что во Вселенной существует огромная структура, растянутая более чем на 4 миллиарда световых лет. Размер ее более чем в два раза превышал супервойд Иштвана Сапуди. Только это было не пустое пространство, а наоборот, плотно заселенное. Оно содержит 73 квазара и известно под названием Громадная группа квазаров. Напомним, что квазары – это яркие, активные центральные области очень далеких галактик. То, что квазары имеют тенденцию собираться вместе, астрономы знали еще с начала 80-х годов XX века, но раньше не было известно, что они могут скапливаться в таком большом количестве.

Затем, в 2015 году, группа венгерских астрономов обнаружила колоссальную группу гамма-всплесков (см. главу 10). Эти всплески исходили от галактик, образующих кольцо диаметром 5,6 миллиарда световых лет, что составляет 6 % от размера всей видимой Вселенной.

Некоторые ученые подвергают сомнению монолитность этого кольца всплесков и группы квазаров, но ряд специалистов полагает, что эти космические мегаструктуры указывают на принципиально новую концепцию структуры Вселенной. Так считает, например, Райнер Дик, физик-теоретик из университета Саскачевана (Канада). Он сделал потрясающе смелое предположение: эти мегаструктуры – прямое свидетельство вторжения в наше собственное измерение других, оставляющих грязные следы на нашем гладком и однородном космическом фоне.

На протяжении нескольких десятилетий многие теоретики рассматривали существование дополнительных измерений как хороший шанс на примирение Общей теории относительности Эйнштейна с другим бастионом физики XX века – квантовой теорией. Союз между этими двумя концепциями, которые кажутся в корне различными – одна имеет дело с очень большими объектами, а другая с очень малыми, – дал бы то, что часто называют Теорией всего, и позволил бы найти единый подход для описания Вселенной во всей ее полноте. Одной из таких объединяющих теорий могла бы стать M-теория, созданная на основе теории струн. Согласно этой теории, мы живем в 11-мерной Вселенной, 7 измерений которой мы не ощущаем, потому что они свернулись в очень тесный клубочек и исчезли из нашего поля зрения. Это элегантная и математически привлекательная структура, имеющая влиятельных сторонников. Но ей не хватает одного важного свойства: она не может предсказать конкретных явлений, на основании которых можно было бы ее проверить. Работа Дика по обобщению теории струн – теория бран – могла бы предоставить такие предсказания.

В основе теории бран лежит идея о том, что воспринимаемая нами Вселенная представляет собой четырехмерную мембрану, плавающую в море подобных бран, охватывающих множество дополнительных измерений. И, согласно расчетам Дика, эффекты соседней браны, перекрывающейся с нашей, могут исказить измерения расстояния с использованием красного смещения, создавая обширные миражи – супервойды и другие мегаструктуры.