Мартин Рис - Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную [litres]

Теорию Большого взрыва пытаются опровергнуть вот уже более 30 лет [35] На сегодняшний день – более 50 лет. – Прим. науч. ред. . Различные данные могли доказать ее несостоятельность, если бы были иными. Вот пять из них.

● Астрономы могли обнаружить объект, содержание гелия в котором равняется 0 или имеет уровень ниже 23 % от содержания водорода. Это было бы фатальным для теории, поскольку термоядерная реакция с водородом может легко произвести гелий сверх того количества, которое было до появления галактик, но нет никакого способа превратить весь гелий обратно в водород.

● Фоновое излучение, так точно измеренное аппаратом COBE, могло иметь спектр, отличающийся от ожидаемого спектра «абсолютно черного тела» (или теплового равновесия) {18} 18 В частности, интенсивность излучения, измеренная аппаратом COBE в миллиметровых длинах волн, может быть слабее , чем предсказанная экстраполяция того, что было надежно определено в сантиметровых длинах волн. Многие процессы могут сопровождаться дополнительным излучением на миллиметровых волнах, например излучение от пыли или от звезд с очень сильным красным смещением, и поэтому мы не должны быть обескуражены тем, что на этих длинах волн излучение будет более интенсивным, чем у абсолютно черного тела. Сложнее будет объяснить более низкую температуру на миллиметровых волнах. .

● Изучая нейтрино , физики могли обнаружить что-нибудь, несовместимое с Большим взрывом. В «огненном шаре» нейтрино должны были по численности превосходить атомы во много раз – примерно в миллиард, как и фотоны. Если бы каждый нейтрино весил хотя бы миллионную долю от веса атома, то они в целом составили бы слишком большую массу для ныне существующей Вселенной – даже бо́льшую, чем скрыта в темной материи. Как мы уже говорили в главе 6, реальная масса нейтрино (если она не равна нулю), по всей видимости, слишком низка, чтобы опровергнуть теорию. Но может выясниться, что она выше.

● Количество дейтерия могло пойти вразрез с той величиной, которая, как ожидалось, сохранилась от Большого взрыва.

● Температурные флуктуации на небесной сфере могли бы дать значение числа Q, которое было бы несовместимо с тем, что логически выводится из нынешней структуры Вселенной, если бы оно не равнялось 1/100 000, как уже говорилось в главе 8.

Теория Большого взрыва прошла все испытания. Обоснования, позволяющие экстраполировать величины на события, происходившие, когда наша Вселенная расширялась всего одну секунду (когда начал формироваться гелий), достойны того, чтобы приниматься так же серьезно, как, например, выводы о ранней истории Земли, которые делаются на основании исследования камней и окаменелых остатков организмов. Они точно так же являются непрямыми и имеют меньше количественных характеристик.

Возможно, мы могли бы углубить наше понимание ключевых космических чисел и даже «объяснить» их, продолжив экстраполяцию дальше – не только на первую секунду, но и на первую крохотную долю секунды.

Мы определенно можем вернуться ближе к Большому взрыву, но не намного. В течение первой миллисекунды мы менее уверены в физической сущности происходящего, потому что плотность материи превышала плотность нейтронной звезды. Очень высокую температуру и степень сжатия можно имитировать в микроскопическом масштабе с помощью экспериментов, где частицы с высокой энергией сталкиваются друг с другом. Но у этой методики имеются определенные пределы. Даже гигантский Большой адронный коллайдер, построенный Европейским центром ядерных исследований (CERN) в Женеве, не достигнет тех энергий, которые имели частицы в первые 10 –14секунд Большого взрыва. Многие характерные черты нашей Вселенной могли сформироваться, когда космические часы показывали 10 –35секунд или даже меньше. В таких условиях каждая степень десяти на космических часах, отсчитывающих возраст Вселенной, – каждый лишний ноль после запятой – была наполнена событиями и должна в равной мере приниматься в расчет. Таким образом, переход от отметки 10 –14к 10 –35секунд больше (по той причине, что между ними больше степеней десяти), чем временно́й интервал между трехминутным пределом, когда сформировался гелий (примерно 200 секунд от начала Большого взрыва) и настоящим временем (3×10 17секунд или 10 млрд лет). С такой точки зрения даже на более ранних этапах произошло множество событий.