Владилен Барашенков - Кварки, протоны, Вселенная

Размышляя о бесконечности мира, мы нередко представляем себе ее чем-то вроде прямой, уходящей в область исчезающе малых интервалов, с одной стороны, и в область неограниченно больших масштабов — с другой. Гипотеза фридмонов подсказывает еще одну возможность: в природе может существовать своеобразный круг мироздания, когда в микромире мы снова встречаемся с явлениями и объектами космического масштаба.

Но было бы неверно думать, что «круг мироздания» замыкается только благодаря фридмонам. К тому же выводу приводят и другие соображения. Представим себе, что мы вместе с двухмерными существами находимся на поверхности шара и измеряем длину окружности постепенно увеличивая ее радиус. Эти существа ничего не знают об искривленности их мира, поэтому увеличение окружности с ростом ее радиуса им кажется вполне естественным. Однако, начиная с определенного радиуса, окружность, к их удивлению, начнет вдруг уменьшаться и, наконец, стянется в точку. В трехмерном мире аналогичная ситуация: уходя в космические просторы, мы опять попадаем в микромир. Современная теория с разных точек зрения настойчиво подсказывает нам самозамыкающуюся картину мироздания.

Впрочем, картина бесконечной последовательности вложенных друг в друга миров тоже весьма приблизительна. Весь наш опыт свидетельствует о том, что любой процесс, любая последовательность рано или поздно претерпевают качественное изменение. Мелкие изменения, постепенно накапливаясь, приводят к качественному скачку. Другими словами, развитие происходит не по кругу, а вдоль витков бесконечной спирали. Первый виток рисует нам общая теория относительности Эйнштейна, но каким будет следующий?

Ну а наша Вселенная, может ли она сама быть фридмоном? Ведь если теоретические предсказания верны, они верны, так сказать, в обе стороны —и «внутрь» и «наружу». Почему модель «вложенных миров» должна быть справедливой лишь в одном направлении — только вглубь?

Скажем прямо: ничего здесь пока неизвестно. Из формул Фридмана вытекает, что в замкнутых и очень близких к ним по внутренним свойствам полузамкнутых мирах имеется вполне определенное количественное соотношение между радиусом мира, то есть измеренным в астрономических наблюдениях размером Вселенной, и плотностью распределенного в ней вещества. Согласно последним вычислениям, средняя плотность вещества в нашей Вселенной пока раз в 100 меньше той, которая была бы необходима для ее замыкания. Пока, говорим мы, ибо еще неизвестно, учтены ли все виды вещества в космосе. В частности, нет полной уверенности в том, что равна нулю масса покоя нейтрино; если она нулю не равна и если существуют все-таки космические кварковые «мешки», средняя плотность окажется, безусловно, выше, а следовательно, Вселенная может быть и замкнутой.

Плотность вещества не может более чем в 10 раз превосходить критическую, при которой мир становится замкнутым. Иначе расширение нашей Вселенной давно бы уже прекратилось и она бы перешла в цикл сжатия.

Продолжительность фазы расширения тоже ведь зависит от плотности вещества. Мы же пока, как известно, расширяемся. Пока... Не исключено, что скоро наш мир начнет сжиматься. Скоро — в космическом масштабе, конечно. Реально это могут быть многие миллиарды лет, практически — бесконечность.

Экспериментальное обнаружение предсказанных теорией черных микродыр, их излучения и взрывов явилось бы важным аргументом в пользу гипотезы фридмонов. Микроскопические черные дыры, как мы уже говорили, ведут себя в пространстве подобно ярко искрящимся бенгальским свечам, а их взрывы дают мощные импульсы электромагнитных и корпускулярных излучений. По этим признакам их и пытаются обнаружить. И действительно, и астрономы с Земли и автоматические станции (например, «Венера») не раз фиксировали всплески интенсивного гамма-излучения. Однако утверждать, что это сигналы о взрывах черных дыр, нельзя. Их можно объяснить и другими причинами, например взрывами нейтронных звезд. Никаких экспериментальных данных о существовании в доступном нам космическом пространстве микроскопических черных дыр, к сожалению, пока нет.

Вот с большими черными дырами дело обстоит гораздо лучше. Хотя они и невидимки, их присутствие можно обнаружить по действию их сильного гравитационного поля на окружающие тела — на расположенные вблизи звезды или на облака космической пыли. Астрофизикам известно несколько объектов, которые могут быть черными дырами. Прежде всего это компактный по величине и очень тяжелый источник рентгеновских лучей в созвездии Лебедя. Многое говорит за то, что эти лучи испускает засасываемое дырой плазменное вещество звезды-соседки.