Маркус дю Сотой - О том, чего мы не можем знать. Путешествие к рубежам знаний

Некоторые звезды заканчивают свое существование катастрофическим взрывом, который называют сверхновой. Светимость такого события так высока, что сверхновые можно видеть с огромного расстояния. Все взрывающиеся сверхновые класса Ia имеют одинаковую яркость независимо от того, в какой точке Вселенной они находятся. Сравнив это значение с их видимой яркостью, мы можем определить, на каком расстоянии от нас расположена такая сверхновая.

Если Вселенная расширяется с постоянной скоростью, то, зная расстояние от сверхновой до Земли, можно предсказать ожидаемую величину красного смещения с учетом такого постоянного расширения. Но, когда такое теоретическое красное смещение сравнили со значениями, измеренными для удаленных сверхновых, астрономы были поражены. Значения красного смещения не совпадали. При постоянной скорости расширения Вселенной красное смещение должно было быть гораздо большим. Скорость изменения красного смещения далеких галактик, свет которых позволяет нам заглянуть в прошлое, оказалась меньшей, чем та же скорость, измеренная для более близких галактик. Единственное возможное объяснение состоит в том, что расширение пространства было значительно более медленным в ранней Вселенной, а потом начало ускоряться, разрывая космос на части.

Судя по всему, около 7 миллиардов лет назад случилось нечто драматическое. Вплоть до этого момента расширение, по-видимому, замедлялось, как и следовало ожидать, с учетом тормозящего эффекта гравитационного воздействия содержащейся во Вселенной материи. Но затем, примерно в середине прошедшего на данный момент периода существования Вселенной, характер расширения изменился, и его скорость начала возрастать, как будто кто-то резко нажал на педаль газа. Ученые называют топливо, питающее это ускорение, темной энергией.

Насколько мы можем судить, в течение первой половины периода существования Вселенной плотность материи была достаточной для создания замедляющего гравитационного притяжения. Однако по мере расширения Вселенной эта плотность уменьшилась до такого уровня, на котором смогла вступить в игру скрытая до тех пор темная энергия. Считается, что плотность темной энергии не уменьшается с расширением. Согласно этой точке зрения, она является свойством самого пространства.

Если такое ускорение продолжится, это может иметь самые удивительные последствия. Сфера, заключающая в себе видимую Вселенную, увеличивается с течением времени, в результате чего мы должны видеть все большую и большую часть пространства. К сожалению, само это пространство расширяется так быстро, что звезды, находившиеся раньше внутри сферы видимой Вселенной, оказываются вытолкнуты за край этой сферы. Так что в будущем все галактики кроме нашей собственной должны исчезнуть из виду и навечно остаться за пределами сферы нашей видимой Вселенной. Хотя эта сфера и расширяется, скорость ее расширения никогда не будет достаточной, чтобы догнать галактики, уносимые от нас ускоряющимся расширением пространства.

Представим себе, что развитие жизни заняло больше времени и люди начали заниматься астрономией лишь после того, как все интересные объекты уже были вытеснены за горизонт. Наше представление об эволюции Вселенной было бы совершенно иным. Она выглядела бы как та статичная Вселенная, которую мы представляли себе до того, как наши телескопы смогли разглядеть другие галактики. Поэтому то, что мы можем знать, зависит от времени появления человека во Вселенной. Наши занятия астрономией стали возможны потому, что мы живем в особое время.

Астрономы отдаленного будущего не будут забираться на высокие горы и смотреть в телескопы, подобные тому, что стоит в обсерватории «Сфинкс». Вместо этого им придется обращаться к книгам и журналам, хранящим данные, собранные предыдущими поколениями астрономов прежде, чем то, что они наблюдали, было вытолкнуто за наши космические горизонты. Может быть, астрономия будущего будет лучше подходить подобным мне жителям долины Темзы, которые предпочитают высокогорным обсерваториям низинные библиотеки.

Стоит отметить, что звезд нашей Галактики мы не лишимся. Нашу Галактику скрепляет локальное гравитационное притяжение, воздействующее на близлежащие звезды. Расширения пространства недостаточно, чтобы растащить эти звезды в разные стороны, но оно заставляет задуматься о том, что уже успело исчезнуть из нашего поля зрения, которое могло бы быть совершенно иным.