Виктор де Касто - Pro темную материю

И статья Хумая по 13 сверхновым, и статья Рисса о его методе вышли в одном номере «Астрофизического журнала» в январе 1995 года. Оба автора также попытались вывести значение постоянной Хаббла. У Хумая получилось 62–67 (км/с)/Мпк, а у Рисса 67 ± 7 (км/с)/Мпк. Если постоянная Хаббла равна 50, это означает, что возраст Вселенной составляет около 20 млрд лет. Если постоянная Хаббла выше 60, это означает, что Вселенной около 10 млрд лет и она получается моложе своих самых старых звезд. Сандадж, наследник Хаббла, который очень трепетно относился к параметру своего учителя, настаивал, что постоянная Хаббла должна быть меньше 60, поскольку этого требует возраст Вселенной. Другие астрономы получали данные в диапазоне от 50 до 100 (км/с)/Мпк. Рисс и Киршнер опубликовали еще одну статью, используя данные Хумая, на этот раз – об изучении движения галактик.

Тем временем Брайан Шмидт приехал работать в Чили, где у группы было забронировано время для работы на телескопе в обсерватории Серро-Тололо. За осень 1995 года группа открыла 11 сверхновых. Конечно, астрономы все еще зависели от погодных условий, а в Чили еще время от времени случались землетрясения, но работать в целом, конечно, стало проще. Вселенная состоит из миллиардов галактик, звезды взрываются постоянно, так что сверхновых там тысячи, если не миллионы. Просто нужно было научиться их находить. Но теперь работа по открытию и анализу данных была, можно сказать, поставлена на конвейер.

То же самое можно сказать и о группе Сола Перлмуттера, которая постоянно конкурировала с Брайаном Шмидтом. Используя метод Сола Перлмуттера, описанный выше, они открыли 22 дальние сверхновые, по большей части типа Ia. Они доказали, что могут предсказать дату открытия сверхновой и даже место ее нахождения среди тысяч галактик.

К осени 1997 года у двух групп было достаточно данных, чтобы попытаться найти, по крайней мере, предварительный ответ на вопрос, как сильно замедляется расширение Вселенной и к чему идет Вселенная – Большому хлопку или Большому морозу.

Группа под руководством Сола Перлмуттера заявила, что на основе изучения семи сверхновых типа Ia можно сделать вывод о том, что Вселенная плоская и она не будет вечно расширяться, но и не сожмется в конце концов. Правда, ученые заметили, что это лишь предварительный результат.

Герсон Голдхабер, германо-американский астрофизик (1924–2010)

Что астрономы, физики и астрофизики понимают под словом «плоский»? Когда говорят, что Вселенная плоская, не имеется в виду, что она плоская, как лист бумаги. Речь идет о свойстве трехмерной плоскостности – евклидовой геометрии в трех измерениях. В астрономии евклидов мир является удобной сравнительной моделью окружающего пространства. Материя в таком мире распределена однородно, то есть в единице объема содержится одинаковое количество материи, и она изотропна, то есть распределение материи одинаково по всем направлениям. Кроме того, материя там не эволюционирует (например, не загораются радиоисточники и не вспыхивают сверхновые), а пространство описывается простейшей геометрией. Но ведь сверхновые-то появлялись! То есть получается, что модель плоской Вселенной не соответствует результатам наблюдений. Материя вокруг нас распределена неоднородно и анизотропно (где-то есть звезды и галактики, а где-то их нет), скопления материи эволюционируют, то есть меняются со временем, а пространство, как известно из экспериментально подтвержденной теории относительности, искривлено. Но ученые все равно говорят о плоской Вселенной. Это происходит, потому что в космологии Вселенная рассматривается как целый объект. И как целый объект она обладает определенными свойствами. Например, начиная с некоторых очень больших линейных масштабов (здесь можно рассматривать и 60 мегапарсек, то есть 180 млн световых лет, и 150 Мпк), материя во Вселенной распределена однородно и изотропно. На меньших масштабах наблюдаются скопления и сверхскопления галактик и пустоты между ними, которые называются войдами, то есть однородность нарушена.

Запись в блокноте Адама Рисса, 1997

Герсон Голдхабер из группы Перлмуттера решил составить таблицу из 38 сверхновых, открытых группой из Беркли за время ее работы, основываясь на яркости и красном смещении. Он поместил их в колонки, соответствующие количеству материи, которая требовалась Вселенной (на основании данных по этой сверхновой) для того, чтобы расширение остановилось: от 0 до 20 % необходимой плотности массы, от 20 до 40 % и так далее, до 100 %. Две получившиеся большие колонки (в одной было 10 сверхновых, в другой – 9) показали, что во Вселенной не то что недостаточно материи для остановки расширения, а она находится в минусе! Голдхабер получил отрицательные значения от 0 до минус 40 %. Кто бы мог такое подумать?