Сергей Реутов - В поисках космического разума. Тайны иных миров

Модель Фридмана предполагает, что эволюция Вселенной может идти двумя путями: либо бесконечное разбегание вещества от точки взрыва, либо смена в какой-то момент фазы расширения фазой сжатия вплоть до коллапса, когда Вселенная снова обратится в точку. Выбор пути зависит от критической плотности вещества мира. Если плотность выше некоторой величины, то происходит коллапс. Если меньше – то наши далекие потомки все так же будут наблюдать на небосклоне удаляющиеся друг от друга звездные скопления.

В 1929 году Эдвин Хаббл обнаружил «красное смещение» в спектрах далеких галактик – понижение частоты их излучения в зависимости от расстояния от Земли. Строго говоря, смещение спектра светимости далеких галактик в красную область было замечено пятнадцатью годами ранее американским астрономом В. Слайфером, однако именно Хаббл предположил, что смещение является следствием разбегания галактик, и сформулировал закон, получивший его имя. Согласно закону Хаббла, степень красного смещения удаленных объектов пропорциональна их расстоянию от наблюдателя. То есть чем дальше от нас галактика, тем быстрее она удаляется. Эти величины связаны между собой коэффициентом – постоянной Хаббла. В каждый данный момент времени постоянная Хаббла одинакова для любой точки Вселенной. Однако ясно, что когда скорость разбегания замедлится – такое должно происходить по мере того, как Вселенная остывает, – коэффициент должен уменьшаться.

Гигантский начальный взрыв в модели «горячей Вселенной», очевидно, сопровождался мощным первичным излучением. Его следы непременно должны были обнаруживаться и теперь. Впервые предположение о существовании первичного излучения высказал американский физик, эмигрант из России Георгий Гамов. Термин «реликтовое излучение» придумал член-корреспондент АН СССР И. Шкловский.

В 50-х годах ХХ века инженер Т. Шмаонов, испытывая радиоантенну новой конструкции, обнаружил странные сигналы из космоса на длине волны около 3 см, о чем сообщил в статье, опубликованной в журнале «Приборы и техника эксперимента». Статью эту астрофизики не заметили, поскольку журнал для них был непрофильным. Тем не менее, как очень скоро подтвердилось, Шмаонов был первым, кто «услышал» именно реликтовое излучение («Наука и жизнь», № 6, 2009).

Изучение артефакта и углубление теории шло параллельно. В начале 1960-х годов советские ученые А. Дорошкевич и И. Новиков установили, в каком диапазоне частот и как искать реликтовое излучение, а также предсказали его предполагаемые характеристики. Теперь излучение начали изучать физики всего мира.

В 1980-х годах возникла дискуссия о тонкой структуре реликтового излучения. Оказалось, что только в первом приближении оно изотропно и однородно. Академик А. Д. Сахаров предсказывал его квантовые осцилляции. Это предположение подтвердилось, когда ученые Института космических исследований АН СССР И. Струков и М. Сажин организовали пионерский эксперимент со спутником «Реликт» по проверке неоднородности реликтового излучения. Результаты были опубликованы в научных журналах, в том числе и в США. Этот эксперимент через некоторое время воспроизвели американцы со спутником СОВЕ, и хотя при проведении эксперимента использовалось более совершенное оборудование, результаты его фактически продублировали полученные нашими учеными. Тем не менее Нобелевскую премию «за открытие спектра черного тела в реликтовом излучении и анизотропии этого излучения» в 2006 году получили американцы.

Однако реальность Большого взрыва все равно вызывает сомнения. Кстати, сам автор термина «Большой взрыв» – нобелевский лауреат Фредерик Хойл из США – в эту теорию не верил. Теория рождает много парадоксов, но не объясняет их.

В 1970-е годы по инициативе академика Б. Зельдовича ученые СССР и США построили компьютерную модель распределения материи во Вселенной. Оказалось, что галактики объединяются в метагалактики и располагаются в пространстве как бы в узлах некой ячеистой структуры с шагом порядка 100 млн световых лет. Внутри ячеек царит относительная пустота. Пространственно-временной континуум Вселенной оказался структурированным. Наблюдения показывают, что уже на масштабах 109 световых лет материя распределена в пространстве вполне однородно (ячейка однородности). Куда ни посмотри – Вселенная везде одинакова. Результат «взрывного разброса» вещества должен бы выглядеть несколько иначе.

Это несколько ослабило авторитет сторонников фридмановской «расширяющейся Вселенной» и теории Большого взрыва. Интересно, что тогда же эффект структурирования пространства был открыт российскими учеными и при исследовании биологических объектов: колонии одноклеточных водорослей (хлореллы) в аквариуме либо принимали объемную форму дерева, либо выстраивались в ячеистую структуру, подобную пространственному распределению метагалактик.