Владилен Барашенков - Кварки, протоны, Вселенная

Размышляя о бесконечности мира, мы нередко представляем себе ее чем-то вроде прямой, уходящей в область исчезающе малых интервалов, с одной стороны, и в область неограниченно больших масштабов — с другой. Гипотеза фридмонов подсказывает еще одну возможность: в природе может существовать своеобразный круг мироздания, когда в микромире мы снова встречаемся с явлениями и объектами космического масштаба.

Но было бы неверно думать, что «круг мироздания» замыкается только благодаря фридмонам. К тому же выводу приводят и другие соображения. Представим себе, что мы вместе с двухмерными существами находимся на поверхности шара и измеряем длину окружности постепенно увеличивая ее радиус. Эти существа ничего не знают об искривленности их мира, поэтому увеличение окружности с ростом ее радиуса им кажется вполне естественным. Однако, начиная с определенного радиуса, окружность, к их удивлению, начнет вдруг уменьшаться и, наконец, стянется в точку. В трехмерном мире аналогичная ситуация: уходя в космические просторы, мы опять попадаем в микромир. Современная теория с разных точек зрения настойчиво подсказывает нам самозамыкающуюся картину мироздания.

Впрочем, картина бесконечной последовательности вложенных друг в друга миров тоже весьма приблизительна. Весь наш опыт свидетельствует о том, что любой процесс, любая последовательность рано или поздно претерпевают качественное изменение. Мелкие изменения, постепенно накапливаясь, приводят к качественному скачку. Другими словами, развитие происходит не по кругу, а вдоль витков бесконечной спирали. Первый виток рисует нам общая теория относительности Эйнштейна, но каким будет следующий?

Ну а наша Вселенная, может ли она сама быть фридмоном? Ведь если теоретические предсказания верны, они верны, так сказать, в обе стороны —и «внутрь» и «наружу». Почему модель «вложенных миров» должна быть справедливой лишь в одном направлении — только вглубь?

Скажем прямо: ничего здесь пока неизвестно. Из формул Фридмана вытекает, что в замкнутых и очень близких к ним по внутренним свойствам полузамкнутых мирах имеется вполне определенное количественное соотношение между радиусом мира, то есть измеренным в астрономических наблюдениях размером Вселенной, и плотностью распределенного в ней вещества. Согласно последним вычислениям, средняя плотность вещества в нашей Вселенной пока раз в 100 меньше той, которая была бы необходима для ее замыкания. Пока, говорим мы, ибо еще неизвестно, учтены ли все виды вещества в космосе. В частности, нет полной уверенности в том, что равна нулю масса покоя нейтрино; если она нулю не равна и если существуют все-таки космические кварковые «мешки», средняя плотность окажется, безусловно, выше, а следовательно, Вселенная может быть и замкнутой.

Плотность вещества не может более чем в 10 раз превосходить критическую, при которой мир становится замкнутым. Иначе расширение нашей Вселенной давно бы уже прекратилось и она бы перешла в цикл сжатия.

Продолжительность фазы расширения тоже ведь зависит от плотности вещества. Мы же пока, как известно, расширяемся. Пока... Не исключено, что скоро наш мир начнет сжиматься. Скоро — в космическом масштабе, конечно. Реально это могут быть многие миллиарды лет, практически — бесконечность.

Экспериментальное обнаружение предсказанных теорией черных микродыр, их излучения и взрывов явилось бы важным аргументом в пользу гипотезы фридмонов. Микроскопические черные дыры, как мы уже говорили, ведут себя в пространстве подобно ярко искрящимся бенгальским свечам, а их взрывы дают мощные импульсы электромагнитных и корпускулярных излучений. По этим признакам их и пытаются обнаружить. И действительно, и астрономы с Земли и автоматические станции (например, «Венера») не раз фиксировали всплески интенсивного гамма-излучения. Однако утверждать, что это сигналы о взрывах черных дыр, нельзя. Их можно объяснить и другими причинами, например взрывами нейтронных звезд. Никаких экспериментальных данных о существовании в доступном нам космическом пространстве микроскопических черных дыр, к сожалению, пока нет.

Вот с большими черными дырами дело обстоит гораздо лучше. Хотя они и невидимки, их присутствие можно обнаружить по действию их сильного гравитационного поля на окружающие тела — на расположенные вблизи звезды или на облака космической пыли. Астрофизикам известно несколько объектов, которые могут быть черными дырами. Прежде всего это компактный по величине и очень тяжелый источник рентгеновских лучей в созвездии Лебедя. Многое говорит за то, что эти лучи испускает засасываемое дырой плазменное вещество звезды-соседки.

А недавно в центре одной галактики (астрономы называют ее объектом М-87) замечено темное образование с массой, в несколько миллиардов раз большей, чем у Солнца, и с чрезвычайно высокой плотностью — приблизительно в 100 триллионов раз плотнее свинца. Ближайшие окрестности этого необычного тела излучают энергию как 100 миллионов Солнц! Впечатление такое, что там происходит гравитационный коллапс: вещество галактики М-87 втягивается в черную дыру.

Есть еще несколько кандидатов в черные дыры, на-пример рентгеновский источник в Большом Магеллановом облаке, на расстоянии 180 тысяч световых лет от нас. Он, пожалуй, самый яркий из всех известных. Его интенсивность непрерывно изменяется, временами резко возрастает в 10—20 раз. Считается, что такие непостоянные источники являются двойными, спаренными системами, состоящими из нормальной звезды и какого-то невидимого компактного объекта — тяжелой нейтронной звезды или черной дыры. Вполне допустимо, что в Магеллановом облаке таким компактным объектом действительно является черная дыра. Некоторые астрофизики убеждены в том, что даже в центре нашей собственной Галактики — Млечного Пути — должна быть одна или даже несколько массивных черных дыр.

Достоверное обнаружение больших черных дыр существенно повысило бы доверие к гипотезе фридмонов. Ведь если есть большие дыры в космосе, то возможны и маленькие. К сожалению, нет пока ни одного объекта, о котором можно было бы с абсолютной уверенностью сказать: да, это черная дыра. Энтузиасты выдвигают аргументы, скептики же, которых, как всегда, не меньше, чем энтузиастов, — контраргументы. И это, без сомнения, очень хорошо. В науке скептики играют важную роль, предохраняя ее от поспешных выводов, от ошибок. Оценка достоверности наблюдения всегда субъективна. Хорошо, если доводы «за» или «против» резко перевешивают, тогда вероятность ошибки невелика. Но вот когда и «за» и «против» почти уравновешены, ошибиться очень легко: очень многие ученые склонны чуть-чуть преувеличивать весомость тех аргументов, которые подтверждают их позицию. Желаемое выдается за действительное, и мы сталкиваемся с сенсацией, за которой, увы, не кроется ничего, кроме эмоций. Можно ли осуждать за это тех, чей дар убеждать оказывается сильнее? Нет, конечно: каждый человек ищет подтверждения своим идеям, и мало кто старается выискать опровержения. Люди есть люди.