Взрыв мироздания

В среде астрономов обнаружение антигравитационной квинтэссенции принесло не только радость научного открытия, но и множество трудноразрешимых проблем. Так, под угрозой оказался проверенный временем стандартный сценарий развития модели Большого взрыва. В то же время существует довольно много скептически настроенных ученых, которые вообще отказываются верить в само существование темной энергии и вызванное ею ускоренное расширение пространства. Такое ускорение, по их мнению, противоречит здравому смыслу и просто невозможно.

Сейчас уже можно сказать, что открытие удивительной квинтэссенции застигло врасплох не только астрономов, но и привыкших ко всяческим сюрпризам природы физиков-теоретиков – похоже, что вначале им просто нечего было предложить по существу. Первые объяснения феномена темной энергии были связаны со структурой физического вакуума. Возникли предположения, что в нем скрыто отрицательное давление и из-за этого в веществе возникает сила, приводящая к дополнительному расталкиванию галактик. Но ничего конкретного об этой субстанции науке не известно.

Другой путь привел к ранним построениям Эйнштейна, когда он пытался ввести в свои уравнения некий загадочный параметр – космологическую постоянную; впоследствии великий физик считал, что здесь он допустил свою самую большую научную ошибку. Если эту постоянную снова ввести в уравнения, то появится эффект антигравитации, приводящий к ускоренному расширению Вселенной. Однако космологическая постоянная предполагает некоторую кривизну пространства – времени. А свойства реликтового излучения свидетельствуют о том, что наша Вселенная «плоская» и никакой кривизны не имеет. В этой «темной» истории ясно одно: необходимы новые фундаментальные идеи о пространстве, времени и материи.

Подобные гипотезы призваны радикально изменить интерпретацию достаточно надежно наблюдаемого ускоренного расширения видимой части Метагалактики. Физическая основа этих теоретических работ выглядит элегантно: в результате инфляционного раздувания после Большого взрыва на ранней стадии развития образовалась Мультивселенная, в которой видимая нами Вселенная составляет лишь крошечную область; при этом наша Вселенная не обязательно должна покоиться в этой Мультивселенной, а может двигаться в ней с некоторой скоростью, причем скорость движения зависит от времени в космологическом понимании масштабов эволюции. Именно эта зависимость относительной скорости движения видимой нами Вселенной от времени, которая в общей теории относительности Эйнштейна трактуется как эффект распространения гравитационных волн с гигантским периодом колебаний, может наблюдаться как эффект ускоренного расширения нашей Вселенной.

Наблюдаемое сейчас ускоренное расширение Вселенной можно представить в виде гигантских волн пространства – времени, масштаб которых превышает размер видимой части Вселенной. Тут достаточно ввести в общую теорию относительности Эйнштейна новый ключевой элемент – гравитационную рябь на ранних стадиях эволюции Вселенной, чтобы объяснить наблюдаемое ускорение ее расширения. И тогда вроде бы нет никакой необходимости изобретать таинственные фантомы темной квинтэссенции. Другими словами, пространственно-временная рябь, образовавшаяся на инфляционной стадии, со временем превращается в гигантские гравитационные волны, пронизывающие наш мир.

Отсюда проистекает еще одно интересное следствие. Инфляционное расширение можно характеризовать как короткий период, во время которого физическая скорость света, то есть максимальная скорость причинно-следственного влияния одних событий на другие, сама увеличивалась гигантскими темпами. Так что видимая нами сейчас скорость распространения света существенно меньше, следовательно, и видимая часть Мультивселенной достаточно мала.

По-видимому, такая интерпретация наблюдаемых космологических эффектов может подлить очередную порцию масла в огонь споров о том, насколько постоянны так называемые фундаментальные физические постоянные, включая пресловутую скорость света. Но, как бы там ни было, уже сейчас появились как сторонники, так и противники этой гипотезы.

Глава 13. Великий аттрактор