Виктор Рогожкин: Эниология

До сих пор остается загадкой, как, собственно, во взрывающейся Вселенной происходило образование галактик и, как следствие, - звезд и планетарных систем. Согласно популярной на протяжении 40 лет модели горячей Вселенной, Мир имел в прошлом высокую плотность и температуру вещества и излучения; в результате расширения (Большого Взрыва), сопровождавшегося остыванием, сначала возникли атомы ионизированного газа, а затем - под воздействием гравитации

Рис. 9. Объемная модель распределения материи во Вселенной

- протогалактики, галактики, звезды и т.д. Позже появилась теория инфляционной (раздувающейся) Вселенной, которая предполагает, что расширение было сильно неравномерным: очень быстрым вначале - 10-30с, а затем - все более замедляющимся. В этой теории есть очень важное положение - существование большой "скрытой массы".

Увлечение ученых математическим аппаратом ОТО Альберта Эйнштейна привело к отрыву от физической реальности. При этом приходилось пренебрегать законами сохранения: энергии-импульса, момента количества вещества и гравитационного поля. А без законов сохранения теория не может быть удовлетворительной. Поэтому в продолжение идей ОТО возникла релятивистская теория гравитации (РТГ), в которой строго выполняются законы сохранения в пространстве Минковского. Согласно РТГ фридмановская однородная и изотропная Вселенная бесконечна, и она может быть только плоской: ее трехмерная геометрия - евклидова. В этом случае плотность вещества во Вселенной точно равна критической плотности. Таким образом, РТГ предсказывала существование во Вселенной "скрытой массы", в 40 раз превышающей наблюдаемую.

Другим важным следствием РТГ является утверждение о равности нулю суммарной плотности энергии, вещества и гравитационного поля, которое, однако, до сих пор не удалось детектировать и до конца понять сам принцип его действия. Однако релятивистская теория внесла коренные изменения во фридмановскую модель на базе ОТО.

Далее, из ОТО следует, что объекты с массой, превышающей тройную массу Солнца, за конечный промежуток собственного времени должны неограниченно сжиматься гравитационными силами - коллапсировать, образуя черные дыры, границы которых непроницаемы даже для света. РТГ же в корне изменяет представление о гравитационном коллапсе - сжатие массивного тела в сопутствующей системе отсчета происходит за конечное собственное время при конечной плотности не более 1016 г/см3. При этом не происходит гравитационного "самозамыкания" звезды и вещество не исчезает из нашего пространства-времени.

Наука не стоит на месте, и очередное открытие радиоастрономами реликтового излучения с температурой 3 оК (градусы Кельвина) вновь внесло сумятицу в уже сложившийся сценарий эволюции Вселенной. Расчеты показали, что это излучение является остатком горячей фазы Вселенной, когда весь Мир заполняла плазма с температурой 3000 оК, делавшая его непрозрачным. В дальнейшем, при охлаждении, она превратилась в нейтральный, прозрачный для излучения газ и в результате рекомбинации водорода появились первичные возмущения в газе, ставшие ядрами для формирования протогалактик. Однако эксперименты на радиотелескопе РАТАН-600 (рис. 10),

Рис. 10. Радиотелескоп РАТАН-600

проведенные в 1968 году Дж. Силком, показали, что наблюдаемые пространственные неоднородности фонового излучения как минимум на порядок меньше, чем предсказанные в этом сценарии. Ученым фактически нужно было признать, что в природе произошло своего рода космическое чудо: до какого-то момента времени Вселенная была везде однородной и изотропной, и "вдруг" Мир стал состоящим из скопления метагалактик, галактик, звезд, планет...

В некоторой мере появилась надежда в 1979 году, когда выяснилось, что нейтрино - хорошо известные частицы микромира, возможно, имеют не нулевую массу покоя. Однако дальнейшие уточнения сценариев первых мгновений эволюции Вселенной убедили ученых, что экстраполяция законов "современной" физики на те условия просто невозможна: в тех условиях должна работать совершенно другая физика, абсолютно не известная человеку и требующая кардинального пересмотра всех свойств микромира и геометрии пространства.