АДЧ: “В 1998 — 1999 гг. выяснилось, что динамикой наблюдаемой Вселенной управляет не тяготение, а совсем иная сила — космическое отталкивание, или антитяготение. Антитяготение действует на разбегающиеся галактики и стремится еще более отдалить их друг от друга; из-за этого расширение Вселенной происходит с ускорением”. Он же справедливо отмечает (если истолкование наблюдений с помощью темной энергии правильно): “Для того чтобы представить себе силу антитяготения, которую способна создать антигравитирующая среда с такой плотностью, вообразим, что два нейтральных атома водорода помещены в пространство, в котором нет ничего кроме темной энергии. На эти атомы действуют две силы: ньютоновская сила их взаимного притяжения и эйнштейновская сила отталкивания. Оказывается, что антитяготение сильнее тяготения, если расстояние между атомами больше полуметра”.
Проблема состоит в трудности получения такого вакуума: в окружающем нас космосе в каждом кубическом метре миллионы атомов, и их масса вызывает обычное притяжение, маскирующее эффект темной энергии.
8. Альтернативы темной энергии
Я попытался показать, как сверхновые “работают” на фундаментальную физику. Они как будто доказали, что свойства вакуума нетривиальны и что Вселенная должна быть на три четверти заполнена темной энергией. Насколько надежен вывод о наличии во Вселенной темной энергии?
Необходимо заметить, что во всех работах по сверхновым с большим z использовались соотношения типа Псковского — Филлипса (максимальная светимость — темп падения блеска), полученные из анализа близких объектов. Но даже для близких SN Ia отклонения отдельных объектов от зависимости Псковского — Филлипса не могут быть объяснены только ошибками наблюдений.
Рассматривая возможность использования SN Ia в космологии, мы давно пришли к выводу, что статистика далеких сверхновых пока не позволяет делать твердых выводов о параметрах ускорения Вселенной1. В частности, земные эксперименты показывают, что режим горения при взрыве не всегда удается точно предсказать заранее. Для сверхновых ситуация аналогичная: вполне возможно, что различие в начальных условиях лишь меняет вероятность того, что горение будет развиваться по тому или иному пути, но не определяет его точно. А поскольку режим горения сильно влияет на форму кривой блеска, то и скорость спада нельзя достоверно предсказать, зная только начальные условия. Вероятность той или иной скорости спада блеска, которая играет столь большую роль в определении космологических параметров, можно будет выяснить, лишь набрав достаточно большую наблюдательную статистику SN Ia при разных красных смещениях.
С ростом статистики сверхновых можно будет выявлять и более тонкие эффекты: постоянна ли плотность темной энергии, и если нет, то как она меняется со временем. Эти попытки пока преждевременны, поскольку они совсем не учитывают возможности эволюции с возрастом Вселенной свойств самих сверхновых, их режимов горения и кривых блеска.
У астрофизиков есть и другой сильный аргумент в пользу реальности темной энергии. Они знают из угловых размеров горячих и холодных пятен микроволнового реликтового излучения, что мир должен быть плоским, близким к параболической модели.
Как они это узнали? Физический размер пятен они знают из возраста Вселенной на момент рождения реликтовых фотонов (около 400 тысяч лет) и скорости распространения звука в горячей плазме, которая близка к скорости света. То есть природа дает нам некоторую стандартную линейку в несколько сотен тысяч световых лет, по которой мы можем замерить расстояние. Сейчас та область, откуда вышел реликтовый свет, находится на расстоянии в десяток миллиардов световых лет. Казалось бы, мы должны видеть линейку (пятно) под очень малым углом — в несколько секунд (если сотни тысяч световых лет поделить на 10 миллиардов — примерный возраст Вселенной). А на самом деле мы видим пятна с характерным размером в один градус — в тысячу раз больше — просто потому, что свет был испущен, когда Вселенная (ее масштабный фактор) была в тысячу раз меньше. Наблюдаемый размер пятен реликтового излучения получается только в том случае, если пространство не искривлено ни по Риману, ни по Лобачевскому. В то же время холодного вещества (видимой и темной материи) имеется всего примерно четверть от плотности, нужной для того, чтобы мир стал параболическим. Нехватку как раз может дать темная энергия, и, казалось бы, все сходится.