Знание-сила, 2001 №11 (893)

Расчеты показывают, что карта остаточного излучения должна поэтому быть испещрена пятнами более низкой температуры размером в один угловой градус и меньше. Карта Пензиаса и Вильсона их не могла показать, потому что ее разрешение было слишком малым. Приборы спутника СОВЕ были рассчитаны специально на то, чтобы эти пятна найти или не найти (что означало бы крах инфляционной теории). И они их нашли! Именно эти следы галактических «зародышей», выросших за 300 тысяч лет из постинфляционных квантовых флуктуаций, Смут и назвал «моршинами времени». Выходит, картина рождения Вселенной «по Гуту» оказалась правильной? А инфляционная теория Биг Бэнга (в отличие от прежней, «стандартной») – абсолютно верной?

Как сказать? Лучше всего так: «Верной. Но опять не абсолютно».

Спутник действительно обнаружил в пространственном распределении остаточного излучения более холодные (на несколько стотысячных долей) пятна, но – не указанного размера. Его карта оказалась «смазанной».

Казалось бы, главное предсказание теории все равно подтверждено: наличие пятен, вызванных существованием в ранней Вселенной «зародышей» будущих галактик, доказано. Но вот что пишет по этому поводу сам создатель инфляционной теории Алан Гут: «В силу нерезкости своего зрения СОВЕ не смог увидеть тонкие детали в распределении температур остаточного излучения. Тем не менее даже те широкие пятна, которые он увидел, показали волнующую картину неоднородности Вселенной в очень ранние времена ее жизни, совпадавшую с предсказаниями теории инфляции. Однако из-за своей нерезкости эта картина совпадала также и с предсказаниями других теорий, которые утверждали, что эти неоднородности порождены не инфляцией, атак называемыми космическими струнами (огромные загадочные скопления вешества в виде струн длиной в сотни миллионов световых лет, пересекающие в разных направлениях космическое пространство), которые могли образоваться благодаря превращениям некоторых особых полей на ранних стадиях существования Вселенной».

Отмеченная Гутом неоднозначность результатов СОВЕ ставила под сомнение и другие предсказания теории инфляции, и прежде всего – о «плоском» характере видимой части нашей Вселенной. А между тем именно этот вопрос начал к тому времени (1992 год) приобретать едва ли не первостепенное значение. Если наблюдаемая нами часть Вселенной, как утверждает инфляционная теория, является «плоской», то нужно срочно искать еще что-то «темное», невидимое, что дополняло бы среднюю плотность до критической, а такие поиски уводят очень далеко, к совершенно кардинальной перестройке представлений о Вселенной.

Как видим, космология опять оказалась на распутье, в том чреватом многими волнующими возможностями состоянии, когда предстоит выбор между радикально различными теориями. Этот выбор означал переход к новому этапу современной космологии с его очередным расширением картины Вселенной и очередными дерзкими гипотезами. Первым шагом к нему стали новые эксперименты, имевшие целью желанное уточнение результатов СОВЕ. Два таких эксперимента – «Бумеранг» и «Дэйзи» (так произносится сокращение DASI – Degree Angular Scale Interferometer) – было намечено провести в Антарктике, где сочетание требуемых условий было наиболее благоприятным, третий – «Максима» – в Техасе. В гонку включились сразу три научные группы; Калифорнийского технологического института (Калтех), Чикагского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния).

Первыми к финишу пришли калтеховцы. В конце 1998 года они запустили над Антарктикой воздушный шар «Бумеранг», оснащенный 1,2-метровым телескопом и шестнадцатью детекторами, что делало его в тридцать семь раз более чувствительным, чем СОВЕ. Шар был поднят на высоту более 35 километров и провел там почти десять дней, совершив за это время несколько миллионов измерений, а затем благодаря постоянно дующим над антарктическим континентом круговым высотным ветрам вернулся почти на то же место, откуда поднялся, тем самым оправдав свое название. Снова, как и в случае спутника СОВЕ, на обработку и тщательный анализ полученных данных потребовалось около полутора лет. Лишь в апреле 1999 года научные руководители эксперимента Эндрью Ланге и Паоло де Бернардис сообщили, что их группа закончила составление «предварительной карты» остаточного излучения. Только эта карга была представлена научной общественности, как вокруг нее вспыхнули такие лютые споры, каких космология не знавала, кажется, со времен появления теории Биг Бэнга.

1. В начале не было ни одной элементарной частицы. Всюду простиралось особое энергетическое поле – так называемое поле Хиггса.

2. Оно стремительно расширялось. На этой «инфляционной стадии» в нем накаливалось все больше энергии.

3. За счет так называемых квантовых флуктуаций в этом поле возникали хаотические колебания энергии. В поле Хиггса появлялись свои пики и впадины.

4. Во всех энергетических максимумах произошел Большой Взрыв. Так возникла не только наша Вселенная, пригодная для жизни человека, но и множество других Вселенных, в которых, быть может, жизнь никогда не зародится

Когда же несколько недель спустя в научной печати появились такие же «предварительные результаты», полученные воздушным шаром «Максима» в Техасе, споры стали предельно острыми. В самом конце апреля нынешнего года были почти одновременно опубликованы результаты чикагской группы «Дэйзи» и окончательные результаты «Бумеранга» и «Максимы», и споры стали еще ожесточенней.

Существующие ныне конкурентные теории эволюции Вселенной поразному описывают эту картину. Теория «космических струн» говорит, что к этому времени во Вселенной сохранились только относительно большие сгустки вешества, из которых позднее сформировались такие огромные структуры, как эти «космические струны» и им подобные. Расчеты этой теории приводят к выводу, что карта остаточного излучения, покинувшего в тот момент такую Вселенную, должна содержать сегодня множество участков одной и той же температуры (2,728 градуса Кельвина), а кроме того, участки размером в один угловой градус с несколько меньшей температурой (эта радиация, потерявшая часть энергии на крупных неоднородностях) и длинный «хвост» таких же участков, но еще меньшего углового размера.