Открытие слабого и равномерно заполняющего всю вселенную так называемого реликтового радиоизлучения, оставшегося с древнейших времен, подтвердило правильность наших представлений о начальной стадии расширения вселенной. Уже одно то, что сегодня удается воссоздавать процессы, которые шли много миллиардов лет назад и с которых начиналось развитие вселенной, говорит о том, какой могучей силой познания стала нынешняя физика.
Примером того, насколько сильно физические исследования влияют на наши представления о вселенной, может служить определение массы нейтрино. Нейтрино с момента своего открытия (а точнее — введения; нейтрино сначала было придумано теоретиками, а затем через много лет обнаружено в эксперименте) представлялось как частица с нулевой массой покоя, хотя не было достоверных данных, что это именно так. Результаты многолетних работ, проведенных в Институте теоретической и экспериментальной физики, свидетельствуют о том, что масса покоя нейтрино не равна нулю. По предварительным данным, она составляет 20—30 эВ (электрон-вольт). Это очень малая величина, она примерно в 30—50 тысяч раз меньше, чем масса такой легкой частицы, как электрон, и в 40 миллионов раз меньше массы протона.
И вот, несмотря на такую невероятную легкость, нейтрино с массой покоя, отличной от нуля, оказалось в центре внимания астрофизиков. Подсчеты показали, что в целом ряде звездных скоплений никак не сходится динамический баланс: если, измерив скорость звездных объектов скопления, подсчитать их кинетическую энергию, то она окажется заметно больше, чем должна быть с учетом видимой массы. Иными словами, видимой массы этих объектов просто недостаточно для того, чтобы гравитационное притяжение тел, препятствующее их разлету, удерживало движущиеся объекты в их скоплении. А это значит, что в движении объектов участвует некая скрытая масса. Вполне вероятно, что ее образуют именно нейтрино — их во вселенной должно быть очень много, а их суммарная масса, возможно, значительно больше массы небесных тел, межзвездного газа, пыли и т. п. В этом последнем случае по-новому представляется и весь процесс расширения вселенной в будущем: расширение уже не может быть беспредельным, как предсказывает модель, построенная без учета скрытой массы; через какое-то время оно должно смениться обратным процессом — сжатием.
На примере астрофизики наглядно видно, как много значат в науке измерения, совершенство измерительных приборов и методов. Всю жизнь астрономы наблюдали звездный мир сквозь довольно узкое оптическое окно, прикрытое к тому же атмосферой. А за несколько последних десятилетий были созданы приборы для наблюдения неба в радиодиапазоне, в инфракрасных, ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучах; диапазон наблюдаемых частот (длин волн) по сравнению с видимым светом расширился на 12—14 порядков, то есть в тысячи миллиардов раз. Всеволновая астрономия не только дала дополнительную информацию о видимых в оптике объектах, но и показала нам объекты, которые в световом диапазоне с Земли не видны. Причем появились совершенно новые инструменты наблюдений, такие, например, как межконтинентальные радиоинтерферометры с разрешающей способностью в десятые доли угловой миллисекунды. Имея оптический прибор с таким разрешением, мы могли бы из Москвы увидеть предмет миллиметровых размеров, находящийся в Ташкенте. С помощью интерферометров высокого разрешения был, кстати, замечен далекий звездный объект, вокруг которого на расстоянии порядка 1 а. е. (астрономическая единица — расстояние от Земли до Солнца, то есть 150 миллионов километров) обнаружены водяные пары, что дает право думать об этом объекте как о некотором подобии солнечной системы.
Предложенная в Институте космических исследований методика объединения радиотелескопов в большие межконтинентальные системы давно получила мировое признание, и уже много лет лучшие инструменты разных стран в совместных экспериментах добывают ценнейшую информацию об астрофизических объектах, в том числе у самого горизонта видимой вселенной.
Серьезных успехов добилась в последние годы и гамма-астрономия. Достаточно вспомнить выполненные довольно скромными средствами работы ученых Ленинградского физико-технического института, поставивших оригинальный космический эксперимент на межпланетных станциях и получивших обширные данные о вспышках, всплесках гамма-излучений. Сейчас источники таких всплесков надежно отождествляются с нейтронными звездами, а еще совсем недавно гамма-всплески относили к таинственным явлениям вселенной.