Александр Гордон - Диалоги (июнь 2003 г.)

Ю.Е.На верхней диаграмме.

А.Ч.Да, да. Они ложатся скорее на верхнюю из тех прямых, которые там показаны. Прямые – это теории, а точечки – это наблюдения. И вот тонкое различие между двумя теоретическими линиями на самом деле означает возможность двух миров – мир, который расширяется с ускорением, и мир, который расширяется с замедлением. Верхние точечки ложатся на верхнюю линию, это как раз линия, соответствующая миру, который расширяется с ускорением. А расширяться с ускорением он может только по одной-единственной причине, других причин мы просто не знаем, но эта причина наверняка существует – это существование вакуума, это присутствие во Вселенной вакуума, вакуума с очень высокой плотностью. Когда мы говорим «вакуум», мы, как правило, имеем в виду пустоту. Но это не пустота, это, конечно, очень сильно разрежённая среда. Но всё-таки это среда, плотность которой в среднем по Вселенной такая, что она превышает суммарную плотность всех остальных невакуумных видов материй, включая так называемую тёмную материю.

Ю.Е.И этот вакуум – среда с отрицательным давлением.

А.Ч.С отрицательным давлением к тому же, да. Именно отрицательное давление этой среды и создаёт эффект ускорения. Дело в том, что согласно общей теории относительности, это впервые было понято Эйнштейном, гравитационную силу создаёт не только масса и плотность вещества, но также и давление вещества. Это замечательная была мысль, которая подтвердилась во множестве и теоретических, и экспериментальных результатов. И придуманный Эйнштейном вакуум… А это он придумал в 1917 году в первой работе по космологии, основанной на общей теории относительности, он указал на возможность стационарной Вселенной, что само по себе не очень интересно, как выяснилось в дальнейшем, но причина, по которой Вселенная могла быть стационарной, это всеобщее отталкивание, это всемирное антитяготение…

Ю.Е.Которое компенсирует тяготение.

А.Ч.Которое компенсирует тяготение вещества и потому создаёт возможность статичности в мире. На каждую частицу действуют две силы – отталкивание и притяжение, и если они равны друг другу по величине и направлены противоположно, частицы покоятся, и так мир может покоиться. Однако мир на самом деле не находится в состоянии покоя, мир находится в состоянии расширения. Это доказал сначала теоретически Фридман Александр Александрович, петербургский математик, а затем это было доказано Хабблом, которого мы уже упоминали, знаменитым американским астрономом. Мир находится в состоянии расширения. Но до сих пор считалось, что это расширение происходит благодаря какому-то изначальному толчку, и в дальнейшем должно затухать, замедляться благодаря всемирному тяготению. И в последние несколько лет стало известно, что, в действительности, Вселенная расширяется не с замедлением, а с ускорением. Меняется вся картина Мира с обнаружением ускорения расширения, и притом это ускорение, несомненно, связано с вакуумом, и вакуум этот преобладает во Вселенной по плотности.

Ю.Е.Вот это самый важный момент. (Эта картинка на экране относится просто к расширению Вселенной, как это было видно по галактикам.)

А.Ч.Между прочим, здесь возникает такой замечательный парадокс. Вселенная расширяется с ускорением, расширяется так, что галактики разбегаются друг от друга со всё большими и большими скоростями, они уносятся друг от друга, ускоряясь, расстояние между ними возрастает, возрастает всё больше и больше, скорости возрастают. А Вселенная в целом, четырехмерное пространство-время, при этом становится всё ближе и ближе к статическому. Четырехмерное пространство-время определяется в этом случае только одним вакуумом, но вакуум устроен так, что его плотность и давление не меняются со временем вообще, они не меняются ни в пространстве, ни во времени. Вакуум – это абсолютная статическая среда. И если вакуум создаёт пространство-время, а сам он статичен, значит, и пространство-время должно быть статично. Вот представьте себе, что имеется четырехмерное пространство-время, в котором со всё возрастающими скоростями происходит космологическое расширение. Такова современная картина мира, и она стала возможна благодаря этим наблюдениям Сверхновых. Совершенно новый подход ко всему, совершенно новый взгляд на вещи. Вот некий парадокс, который, однако, в теории разрешается сравнительно легко. В действительности, в теории Фридмана уже имелся с самого начала вариант такого неограниченно быстрого и ускоряющегося расширения, в котором четырехмерное пространство-время в итоге оказывалось статическим.

Ю.Е.Вот это как раз, я думаю, порция сложных формулировок, которые так любят зрители.

А.Ч.Это удивительное обстоятельство.

А.Г.Это удивительное и совершенно непредставимое обстоятельство.

Ю.Е.Непредставимое, да. Но мало того, что Вселенная расширяется с ускорением, по нему можно измерить плотность энергии вакуума, и оказалось, что около 70-ти процентов массы, или, лучше сказать, плотности энергии Вселенной определяется именно этим самим вакуумом. Это новая, фактически, физическая сущность, хотя признаки её существования в экспериментах были, но плотность энергии удалось измерить только астрономам, только на основании обнаружения далёких Сверхновых, о которых тут говорилось. А также, кстати, в последнее время и по новым измерениям на спутниках. 70 процентов всего, что мы видим во Вселенной, это практически ещё не изученный вакуум. Но и этого ещё мало.

Следующие 27 процентов тоже принадлежат, в общем, неизвестно чему. Правда, эта история довольно старая. Тут мелькнуло скопление галактик (скорости галактик в скоплениях ещё в 30-х годах были измерены очень хорошо), это скопление галактик в Коме (Волосах Вероники). В 30-х годах ещё Фриц Цвикки обнаружил, что скорости в этом скоплении очень высокие. Массы звёзд мы знаем, и знаем, примерно, сколько звёзд в галактиках, и значит, массы самих галактик. И получалось, что при таких массах галактик и их высоких скоростях эти скопления устойчивы быть не могут, силы взаимного притяжения не хватает. Об этом хорошо забыли, и уже в конце 50-х годов наш астроном В.А.Амбурцумян отсюда сделал вывод, что скопления неустойчивы, что там должны всё время рождаться новые галактики и так далее и так далее. Однако вскоре стало ясно, что и в галактиках, во многих галактиках тоже существует какое-то вещество, которое не является ни звёздами, ни газом, но вещество гравитирующее, так что массы галактик много больше, чем суммарная масса их звёзд. И природа этого вещества, которое составляет примерно 27 процентов от общей массы Вселенной, остаётся неизвестной до сих пор. По сравнению с природой вакуума задачка, казалось бы, более простая, но природа его неизвестна. Причём диапазон масс возможных объектов, ответственных за эту «скрытую массу» составляет много порядков, от массивных чёрных дыр до элементарных частиц. Скорее всего, это некий новый вид элементарных частиц, слабо взаимодействующие массивные частицы, которые ещё предстоит открыть. Вот как 30 лет искали нейтрино от Солнца, вот сейчас уже, наверное, лет, не знаю сколько, может быть, 5, 10 ищут эти частицы, они слабо взаимодействуют, но слегка изменяют некоторые ядерные реакции. И физики снова уходят под землю, чтобы исключить всякие помехи.