Знание-сила, 2002 №09 (903)

Напомним, о чем идет речь. Планеты вращаются вокруг Солнца, потому что оно притягивает их гравитационной силой, говоря языком Ньютона. Зная массу Солнца, можно подсчитать эту силу, а зная эту силу, можно подсчитать, как быстро должна вращаться каждая планета на ее расстоянии от Солнца. То же самое должно выполняться для галактики в целом. Ее наружные части вращаются под действием гравитационной силы внутренних звезд. Зная массу этих звезд, можно подсчитать эту силу, а зная силу, можно подсчитать, как быстро должны вращаться наружные части галактики. Ну, так вот, они вращаются быстрее, чем предписывает им такой расчет. Это означает, что либо законы Ньютона неприменимы к движению галактик (так полагает израильский физик Мильгром), либо неверно оценена их внутренняя масса (так полагают подавляющее большинство прочих физиков).

Для наведения порядка нужно предположить, что масса галактики больше, чем масса всех ее видимых звезд и газа, а следовательно, где-то в галактике содержится невидимое, несветящееся, «темное» вещество (по тем же подсчетам оно, кстати, составляет 90 процентов всей галактической массы; светящееся вещество – звезды и газ – всего 10 процентов). Из чего бы могло состоять это странное вещество? Одна из гипотез утверждает, что в галактическом «гало» (так называется вздутая шаром центральная часть галактического диска) имеются многочисленные тяжелые невидимые звезды, которые и составляют искомое «темное» вещество. Прошлогоднее открытие как раз и состояло в том, что в «гало» нашего Млечного Пути было обнаружено сразу несколько десятков (38 для точности) крайне старых и тусклых звезд, то есть холодных белых карликов, которые по своему расположению и практической невидимости вполне подходят на роль «темного» вешества.

Авторы открытия утверждали, что эти карликовые звезды и составляют «темное» вещество или, по крайней мере, какую-то его часть. Поначалу они оценили эту часть в 2 процента, позже их аппетиты разгорелись, и они заговорили о том, что, возможно, по мере улучшения методов обнаружения этих холодных звезд удастся установить, что их в «гало» много больше, чем найдено сейчас, может быть – даже до 30 процентов от всей массы «темного» вешества.

Если припомнить, что за частицами или крупными невидимыми телами, которые составляют «темное» вещество, ученые охотятся уже 30 лет – и безуспешно, – то станет понятно, почему это открытие привлекло напряженное внимание и вызвало глубокие сомнения. Основания для них были. Главное состояло в том, что методы, использованные авторами исследования, захватывали в поле зрения не только звезды «гало», но и близлежащую часть галактического диска с его собственными звездами, которые, как уже раньше показали косвенные соображения, не играют роли в «темном» веществе. По мнению критиков, в такой ситуации легко было спутать и принять белые карлики из диска за карлики в «гало» (где только и должно быть сосредоточено «темное» вещество). На это авторы открытия ответили, что имеется очень простая возможность отделить звезды диска от звезд «гало»: первые вращаются вокруг центра Млечного Пути со средней скоростью 22 километра в секунд* (как и наше Солнце), вторые практически неподвижны.

Однако уже после первой публикации результатов открытия критики обрушились на авторов с утверждением, что их методы недостаточно чувствительны, чтобы отличить, «отсепарировать» белые карлики из диска от белых карликов из «гало». По мнению критиков, обнаруженные авторами звезды принадлежат к давно известной популяции нашего Млечного Пути и не имеют никакого отношения к «темному» веществу Поток неодобрительных замечаний нарастал. Были обнаружены ошибки в расчетах авторов и предложены другие объяснения их результатов.

Весь этот жаркий спор завершился, когда подошло время для публикации подробного отчета авторов в том же журнале «Сайенс» (первая публикация была, так сказать, «заявочной» и потому предельно краткой, но после этого авторы, не дожидаясь подробной публикации там же, опубликовали все свои данные в Интернете; это, собственно, и послужило началом дискуссии). Журнал, заботясь о своей высокой научной репутации, счел необходимым обратиться к большому числу экспертов и запросить их мнение об утверждениях авторов открытия и их критиков. Единодушное мнение экспертов (а все они, как оказалось, были уже знакомы с интернетовской дискуссией) свелось к тому, что авторы скорее всего действительно наблюдали холодные белые карлики в «гало», но их утверждения о роли этих звезд и «темном» веществе скорее всего изрядно преувеличены.

Соломонов суд, ничего не скажешь. Теперь к старинному: «Темна вода в облацех» можно смело прибавить ультрасовременное: «И темно «темное» вещество там же».

Наука, однако, не всегда обнадеживает – иногда ее открытия и пугают. Строго говоря, так оно и должно быть. Вселенная возникла не ради нас, людей, и то, что ученые все-таки находят в ней там и сям средства, облегчающие наше существование, – это, скорее, результат направленной эгоистической изобретательности человеческого мозга, чем следствие какой-нибудь «доброжелательности природы».

Вселенная сама по себе, без этой защищающей нас изобретательности, – место нам чужое, жестокое и убийственное, и недавнее открытие двух американских астрономов, Клайна и Отвиновского из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, лишний раз в этом убеждает. Эти молодые ученые заинтересовались происхождением загадочной группы так называемых гамма-вспышек, объединяющей примерно 1,5 процента их общего числа. Все вспышки указанной группы имеют примерно одинаковые характеристики и были замечены в одной и той же части неба, что свидетельствует об их «местном» происхождении, то есть о том, что все они произошли в нашей галактике (Млечный Путь).

Напомню, что гамма-вспышки – это мощные пучки высокоэнергетичных гамма-лучей (их энергия намного превосходит энергию рентгеновских лучей). Эти вспышки продолжаются несколько секунд и появляются на небосводе в самых разных местах, демонстрируя этим, что их источники находятся в самых разных частях Вселенной, преимущественно на ее окраине, очень далеко от нас. Предполагают, что эти вспышки выбрасываются при рождении или столкновении огромных «черных дыр», образовавшихся на самой ранней стадии эволюции Вселенной. Поскольку за истекшее время такие «дыры» за счет расширения Вселенной успели разлететься «до самых до окраин», то именно оттуда к нам и доходят – лишь сейчас – их гамма-фейерверки.