Знание-сила, 2001 №11 (893)

Именно эти результаты Пиблз доложил в начале 1965 года на той лекции, что слушал Тернер, рассказавший о ней Бурке, который упомянул о ней Пензиасу, посоветовав ему связаться с Дикке. К этому времени в Принстоне практически уже была готова установка для поиска остаточного излучения. Говорят, что когда Дикке по звонку Пензиаса снял трубку и услышал о «неустранимой помехе» и ее странных особенностях – изотропности и низкой температуре, он повернулся к своим ученикам, случайно оказавшимся в кабинете, и сказал им: «Ребята, нас обскакали». Он мгновенно понял, что молодым радиоастрономам на Холмделе улыбнулась неслыханная удача: сами того не зная, не понимая и, в сущности, даже не иша, они совершили великое открытие века – обнаружили то остаточное излучение, в котором запечатлелся облик Вселенной на огненной заре ее долгой жизни. В сущности, «прорубили окно» в невероятную вселенскую рань, где скрывались тайны Биг Бэнга.

Такой могла бы выглядеть наша Вселенная: сферической, плоской (евклидовой) или гиперболической Недавние исследования, проведенные с помощью телескопов "Бумеранг" и "Максима ” окончательно доказали, что мы живем в плоской, вечно расширяющейся Вселенной

Дикке с учениками приехали на Холмдел, убедились, что их действительно «обскакали», и быстренько договорились: Пензиас и Вильсон пишут в «Астрофизический журнал» о своем открытии, а Дикке с учениками направляют туда же теоретическую статью с объяснением этих результатов. Пензиас и Вильсон были довольны: они не хотели связывать свое открытие с тем или иным толкованием. Эта осторожность пошла им на руку. Прочитав статью Дикке и его учеников, Гамов пришел в ярость, поскольку его вклад в ней попросту игнорировался. Последовал обмен разъяснениями, но это не помогло. В кругах физиков возникло ошушение некой неловкости, почти скандала, тем более что Альфер и Харманн вскоре после этого вообще ушли из физики. В результате, когда в 1978 году зашла речь о Нобелевской премии за открытие оста» оч но го излучения, никто из замешанных в скандал теоретиков ее не получил – она была разделена между Пензиасом и Вильсоном.

Но самое пикантное в этой истории состояло в том, что в ту самую пору, в конце 1964 года, когда будущие лауреаты возились со своей «чертовой помехой», на другой сторонке земного шарика, в Москве, два молодых физика, Новиков и Дорошкевич, опубликовали обзор всех известных на тот момент источников космического радиоизлучения. В конце этого обзора они бегло упомянули, что существует, возможно, еще и остаточное излучение ранней горячей Вселенной (их учитель Яков Зельдович догадывался об этом), причем в сантиметровых волнах, где его не перекрывают другие источники, но оно, если есть, так ничтожно, что обнаружить его могут лишь очень чувствительные телескопы. Самым подходящим для этого инструментом, заключали авторы, была бы антенна «Лабораторий Белл», что в Холмделе. Та самая. Даже холодок по спине. До Холм дел а, однако, этот обзор дошел лишь через много лет, Пензиас упомянул о нем в своей Нобелевской речи 1978 года.

Еше позже стало известно, что остаточное излучение наблюдали многие экспериментаторы еще в пятидесятых годах (один из них, Шмонаев, даже сделал на этом диссертацию), но никто не догадался, что именно он наблюдает, не было с ними рядом ни Дикке, ни Зельдовича. Однако все это осталось в прошлом: остаточное излучение было открыто, опознано, названо, и оставалось понять, что же оно рассказываете рождении Вселенной. Действительно, что?

Балонныи телескоп "Бумеранг"уловил тончайшие перепады реликтового излучения Вселенной. Его разрешающая способность была в 35 раз выше, чем спутника "СОВЕ”. Справа: старт телескопа в Антарктиде

Остаточное излучение, испущенное Вселенной в возрасте 300 тысяч лет, было своего рода окошком, позволявшим «увидеть» процесс рождения Вселенной. Ученым безумно хочется понять, что тогда происходило, но они располагают для этого только теоретическими возможностями. Гипотез много, а выбрать между ними позволяют лишь экспериментальные данные. Открытие остаточного излучения как раз и принесло первые такие данные.

Постепенно, по мере того как другие ученые вслед за Пензиасом и Вильсоном исследовали его на разных миллиметровых, сантиметровых и дециметровых волнах (да, такая вот обыденность: его непрестанное «шипенье» в дециметровом диапазоне составляет около одного процента всех шумов в наших телевизорах), выяснилось, что его спектр (распределение энергии по разным длинам волн) близок к спектру равновесного теплового излучения, как если бы его излучало тело, нагретое примерно до трех градусов Кельвина. И на всех длинах волн оно демонстрировало завидное постоянство: в любой точке неба его температура была одинакова. Значит, в момент «расцепления света с веществом» все излучающие участки Вселенной тоже имели одинаковую температуру, то есть находились, как говорят, в тепловом равновесии друг с другом.

Но если вдуматься, в этом предсказании была некая неувязка. Если Вселенная была совершенно однородной, как могли образоваться те галактики, которые мы видим в ней сегодня? А тем более тот сложный пространственный узор, который они образуют, собираясь в огромные плоские скопления вроде «стенок», разгораживающих космос на «пустые ячейки», а также в «струны», прорезающие эти «стены»?

Теория Биг Бэнга решала вопрос о происхождении галактик, предполагая, что случайные сгущения вещества, ставшие зародышами будущих галактик, образовались много позже «расцепления света с веществом». Но подсчеты теоретиков показали, что в таком случае эти зародыши даже за 15 миллиардов лет не могли образовать такую сложную пространственную структуру, которая наблюдается сегодня. Однако те же подсчеты постепенно начали выявлять в стандартной теории Биг Бэнга и другие противоречия, настоятельно требовавшие решения. Такие решения выдвигались, но для их проверки нужен был более тонкий «щуп», чем первоначальная грубая карта остаточного излучения Пензиаса – Вильсона, позволявшая различить только детали больше десяти угловых градусов.

Например, чтобы решить, существовали ли зародыши галактик уже в ранней (горячей) Вселенной, нужна была карта с десятикратно более высоким разрешением. По всему поэтому решено было запустить в космос специальный спутник, который бы «заснял» эту карту без земных помех и с помощью более чувствительных приборов. Этот спутник, получивший название СОВЕ (Cosmic Background Explorer), был запущен НАСА в 1999 году, но сбор данных и их обработка потребовали такого времени, что результаты были объявлены только в 1992 году. Они произвели сенсацию. На второй «фотографии прошлого», сделанной с разрешением в один угловой градус, выявились некие поразительные детали, которые научный руководитель эксперимента Джордж Смут метафорически назвал «морщинами времени» на «лице Бога». Его фраза облетела мир, сделала его знаменитым и принесла ему гонорар в 600 тысяч долларов за книгу об этих «морщинах», а также укоры со стороны некоторых коллег. Что, однако, означала эта фраза? Чтобы понять ее, нам снова придется немного углубиться в теорию.