Знание-сила, 2006 № 08 (950)

«Только вакуум способен влиять и не испытывать на себе обратного влияния. Это единственный известный в физике пример, когда действие не равно противодействию — вопреки третьему закону Ньютона».

«У вакуума есть отличная от нуля (и притом отрицательная) активная гравитационная масса, а его пассивная гравитационная масса и инерциальная масса — обе равны нулю».

Для популярной брошюры столь крутой замес новой физики непривычен, но тем интереснее в него погружаться! Самое поразительное, что и это неожиданное свойство Вселенной Эйнштейн предвидел: в его теории есть место не только всеобщему притяжению, но и отталкиванию! Эчо невероятное свойство космического вакуума вписывается в рамки теории. Просто для него нет пока привычных нашему разуму интуитивных моделей.

«Новейшие успехи космологии поразительны. Астрономические наблюдения последних лет позволили обнаружить во Вселенной темную энергию, или космический вакуум. В мире присутствует не только всемирное тяготение, но и всемирное антитяготение».

В больших масштабах в современной Вселенной вакуум преобладает над обычным веществом, а его свойство отталкивания побеждает обычное тяготение. Поэтому галактики разбегаются друг от друга с возрастающими скоростями. Большой Взрыв продолжается, — утверждает Артур Чернин, — космологическое расширение происходит с ускорением, да и сама космология вступила сейчас в полосу взрывного развития: ее теоретические достижения и наблюдательные открытия следуют одно за другим с возрастающей быстротой. Стоит ли удивляться, что не только астрономы, но и прочие любознательные граждане сейчас пристально интересуются проблемами космологии. Издательство «Век-2» явно угадало с выбором этой темы, а профессор Чернин, как всегда — блестя ше воплотил идею в книжку. Ждем продолжения серии «Наука сегодня», ведь сегодняшняя наука — это наша завтрашняя жизнь.

Артур Чернин

Сила, что движет мирами, — так говорили о тяготении на гротяжении трех с лишним веков, считая от ньютоновых «Начал» (1687 год). Однако в последние несколько лет стало ясно, что и Вселенной как целым, и галактиками вблизи нас движет не тяготение, а антитяготение, универсальная сила космического отталкивания. В 1998—99 годах антитяготение было открыто на самых больших космологических расстояниях порядка 1000 мегапарсек (Мпк), сравнимых с расстоянием до горизонта мира.

В 2000 году его присутствие было замечено также и на относительно малых расстояниях порядка 1 Мпк, в нашем ближайшем галактическом окружении.

Если тяготение создается всеми телами природы — от элементарных частиц до гигантских скоплений и сверхскоплений галактик, — то источником антитяготения служат не тела, а некий не связанный с ними физический объект, который получил название «темной энергии». До 1998—2000 годов об антитяготении и темной энергии ничего не было известно ни из физических экспериментов, ни из астрономических наблюдений. Но в теоретической космологии возможность антитяготения давно уже обсуждалась. Гипотеза об универсальном космическом отталкивании была выдвинута в модифицированном варианте общей теории относительности, предложенном Эйнштейном в 1917 году (хотя таких слов, как антитяготение или темная энергия, у него не было ни тогда, ни позже). Антитяготение представлено в общей теории относительности всего одной величиной — эйнштейновской космологической постоянной.

Идея Эйнштейна получила развитие в середине 1960-х годов в работах Эраста Борисовича Глинера, работавшего тогда в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе в Ленинграде. Он показал, что гипотеза космологической постоянной эквивалентна предположению о том, что во Вселенной присутствует идеально однородная «среда» с плотностью, неизменной во времени и пространстве. Подобная среда является вакуумом: движение и покой относительно нее неразличимы, — таково основное механическое свойство вакуума. Далее мы будем говорить об этой среде как о вакууме Эйнштейна—Глинера (ЭГ- вакуум). Весьма вероятно — хотя это и не доказано пока окончательно прямыми наблюдениями, — что темная энергия — это энергия Э Г-вакуума.

Как бы то ни было, темная энергия определенно «темна», по крайней мере в двух смыслах. Во-первых, она невидима — не излучает света, не поглощает и не отражает его. Во-вторых, ее физическая природа и микроскопическая структура полностью неизвестны. При (почти катастрофическом) недостатке знаний о физике темной энергии, с нею тем не менее можно продуктивно работать, — прежде всего, наблюдать ее, что, конечно, важнее всего, но также и изучать ее теоретическими средствами.