Релятивистская механика: новый взгляд по-старому

Впрочем, насчёт обнаружения изменения скорости убегания какой-либо из "окраинных" галактик - это я загнул: такое в принципе возможно, но вряд ли могло быть пока осуществлено. Судите сами: "мгновенное" ускорение "окраинных" галактик нашей эпохи мы оцениваем примерно в 1 нм/сек

²

, а это значит, что на 1 м/сек скорость подобной галактики увеличится за миллиард секунд. То есть - за треть века. Почему взяли 1 м/сек? Потому что знаем: метод лучевых скоростей, посредством которого ищутся экзопланеты, на сейчас способен обнаружить изменение лучевой скорости на 1 - 3 м/сек. Ну, в смысле, астроном способен ныне различить смещение спектра звезды, производимое изменением её скорости на 1 - 3 м/сек вдоль луча зрения на неё. То же, надо полагать, он сможет и для галактики. И если взять спектр какой-нибудь галактики, полученный треть века назад, да сличить с нынешним (если найдёшь теперь именно ту галактику), то... Но треть века назад оптика была хуже, так что тогдашние спектры не могут на равных сличаться с нынешними. Да и увериться, что речь идёт о той же самой галактике, тоже непросто.

Короче, на умозаключение об ускоренной ныне разбегаемости галактик вышли как-то иначе, менее прямым образом. Отсюда и неполная уверенность в факте такого ускорения, всё ещё характерная для академических кругов. Тут уместно привести отрывок из "краткой истории времён", как она - в свете налички такого ускорения - видится современным физикам (в пересказе одною из научно-популярных статей, что довелось мне читать в журналах за текущий год).

"По неизвестным пока причинам, возможно, из-за квантовой флуктуации, в пространстве Вселенной возникает физическое поле, которое в возрасте (Имеется в виду возраст Вселенной. - Прим. автора.) около 10 ^{- 35}секунд заставляет Вселенную расширяться с колоссальным ускорением. Этот процесс называют инфляцией, а вызывающее его поле - инфлатоном. В отличие от экономики, где инфляция является неизбежным злом, с которым нужно бороться, в космологии инфляция, то есть экспоненциально быстрое увеличене Вселенной, - это благо. Именно ей мы обязаны тем, что Вселенная обрела большой размер и плоскую геометрию. В конце этой короткой эпохи ускоренного расширения запасённая в инфлатоне энергия порождает известную нам материю: разогретую до огромной температуры смесь излучения и массивных частиц, а также едва заметную на их фоне тёмную энергию. Можно сказать, что это и есть Большой взрыв. Космологи говорят об этом моменте как о начале радиационно-доминированной эпохи в эволюции Вселенной, поскольку большая часть энергии в это время приходится на излучение. Однако расширение Вселенной продолжается (хотя теперь уже и без ускорения) и оно по-разному отражается на основных типах материи. Ничтожная плотность тёмной энергии со временем не меняется, плотность вещества падает обратно пропорционально объёму Вселенной, а плотность излучения снижается ещё быстрее. В итоге спустя 300 тысяч лет доминирующей формой материи во Вселенной становится вещество, большую часть которого составляет тёмная материя. (Под этим термином здесь подразумевается тёмное вещество. - Прим. автора.) С этого момента рост возмущений плотности вещества, едва тлевший на стадии доминирования излучения, становится достаточно быстрым, чтобы привести к образованию галактик, звёзд и столь необходимых человечеству планет. Движущей силой этого процесса является гравитационная неустойчивость, приводящая к скучиванию вещества. Едва заметные неоднородности оставались ещё с момента распада инфлатона, но пока во Вселенной доминировало излучение, оно мешало развитию неустойчивости. Теперь основную роль начинает играть тёмная материя. Под действием собственной гравитации области повышенной плотности останавливаются в своём расширении и начинают сжиматься, в результате чего из тёмной материи образуются гравитационно-связанные системы, называемые гало. В гравитационном поле Вселенной образуются "ямы", в которые устремляется обычное вещество. Накапливаясь внутри гало, оно формирует галактики и их скопления. Этот процесс образования структур начался более 10 миллиардов лет назад и шёл по нарастающей, пока не наступил последний перелом в эволюции Вселенной. Через 7 миллиардов лет (это примерно половина нынешнего возраста Вселенной) плотность вещества, которая продолжала снижаться из-за космологического расширения, стала меньше плотности тёмной энергии. Тем самым завершилась эпоха доминирования вещества, и теперь тёмная энергия контролирует эволюцию Вселенной. Какова бы ни была её физическая природа, проявляется она в том, что космологическое расширение вновь, как в эпоху инфляции, начинает ускоряться, только на этот раз очень медленно. Но даже этого достаточно, чтобы затормозить формирование структур, а в будущем оно должно вовсе прекратиться: любые недостаточно плотные образования будут рассеиваться ускоряющимся расширением Вселенной. Временное "окно", в котором работает гравитационная неустойчивость и возникают галактики, захлопнется уже через десяток миллиардов лет.