Вселенная вовсе не напоминает некий застывший мир – карту галактик, приклеенную к небесной сфере. Нет, все здесь проникнуто движением.
Около двадцати лет назад было обнаружено, что группы галактик разлетаются совместно. Наш Млечный Путь вместе со скоплением галактик в созвездии Девы, вместе с суперскоплением галактик в созвездии Волосы Вероники, вместе с другими скоплениями космической материи мчится со скоростью 600 километров в секунду в сторону некоего неизвестного пока, но невероятно мощного источника гравитации. Уже первые расчеты показали, что суммарная масса этого объекта примерно такова, как у десяти тысяч крупных галактик, вместе взятых.
Половина всей нашей Вселенной затягивается в эту странную «воронку», где уже скопилось, наверное, столько материи, что невозможно себе даже представить. Пытаясь прибегнуть хоть к каким-то понятным сравнениям, скажем, что так же неотвратимо материя в центре нашей Галактики соскальзывает в черную дыру.
Один из космических картографов, Алан Дресслер, назвал этот таинственный, влекущий к себе объект, «Великим Аттрактором» (от англ, attraction – тяготение), «Великим Источником Притяжения». Однако разглядеть что-либо в той дали, куда все мы мчимся, пока не удалось.
О природе этого объекта много спорили. Предполагали даже, что это скопление материи, неизвестной пока науке. Согласно другой гипотезе, это – «космическая струна», невероятно массивный реликтовый объект, возникший в пору ранней молодости Вселенной – своего рода нитевидное искривление пространства-времени. Впрочем, дальнейшие наблюдения показали, что Великий Аттрактор является очень крупным скоплением галактик.
Расстояние от Млечного Пути до Великого Аттрактора составляет примерно 300 миллионов световых лет. Расположен Великий Источник Притяжения в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов.
Другие галактики движутся в иных направлениях. С точки зрения автомобилиста, в космосе царит полный кавардак. Это приводит к частым столкновениям самих галактик и даже их скоплений (см. «Знание – сила», 2000, № 11).
Черные дыры, расположенные посреди галактик, могут сливаться при их столкновении. После такой сшибки черные дыры теряют до 40 процентов своей массы, излученной в виде гравитационных волн очень низкой частоты. Это приводит к деформации пространственно-временной структуры, как еще в 1916 году предсказывал Альберт Эйнштейн.
Распространяются гравитационные волны со скоростью света. В считанные доли секунды они излучают больше энергии, чем Солнце за все время своего существования. Они пронизывают пространство, словно сейсмические волны – Землю, пробегают с одного конца Галактики на другой, и вся толща материи, лежащая на их пути, не способна их ослабить. «Под действием гравитационных волн, – поясняет известный американский физик Кип Торн, – материя поочередно растягивается и сжимается в направлении, перпендикулярном оси движения волн». Однако эти отклонения минимальны. Мы не замечаем их. Так, если бы мы имели дело с мостом, выстроенным от Земли до Солнца, то под действием гравитационной волны он удлинился бы на величину… атомного ядра.
Возможно, в ближайшие годы удастся обнаружить эти волны. Во всяком случае, сейчас ставится ряд экспериментов по их поиску.
«Быть может, – отмечает известный британский физик Мартин Рис, – при столкновении галактик черные дыры иногда выбрасываются в межгалактическое пространство». В таком случае в темных далях, разделяющих галактики, могут сновать целые стаи незримых гравитационных монстров.
Как же возникли гигантские скопления галактик? Почему они выглядят так, а не иначе? Подобные вопросы неминуемо влекут за собой другие: «Как возник наш мир? Почему он таков, каким мы его видим?».
Согласно общепринятому мнению, наш мир родился около 15 миллиардов лет назад в пламени Большого Взрыва. Единственной силой, упорядочившей материю, была гравитация. Однако сила эта слаба, и пока она упорядочит материю, пройдет слишком много времени. Чем больше структура, тем дольше она будет формироваться.
Становление космоса могло протекать двояким образом: «сверху вниз» (top down), когда в «первородном супе» зародились, а потом разрослись структуры, наблюдаемые нами теперь, или же «снизу вверх» (bottom up) – по этому сценарию газовые туманности сгущались в звезды, звезды стягивались в галактики, те образовывали скопления и, наконец, возникала космическая пена.
В последнее время подобные процессы удалось моделировать на компьютере. В первом случае все интересовавшие структуры – космическая «пена», суперскопления и скопления галактик, а также отдельные галактики – возникали, но это занимало очень много времени, тогда как старейшие галактики появились уже 13 миллиардов лет назад. Во втором случае образовались лишь галактики и их скопления, но никакой космической «пены», никакого «Великого Аттрактора» не было.
Зато, разумеется, не было недостатка в самых рискованных гипотезах, объяснявших влечение галактик друг к другу. Так, нобелевский лауреат по физике Ханнес Альфвен предположил, несмотря на скепсис коллег, что в космосе существует еще одна сила, пока неизвестная нам. Возможно, гигантские космические структуры возникают благодаря плазменным токам – электрически заряженным и высокоэнергичным потокам газа – и созданным им магнитным полям.
Быть может, в мироздании есть и другие силы, о которых мы пока ничего не знаем? Возможно, галактики – это не просто скопление мертвой материи. Возможно, они, подобно животным, сами «сбиваются в стаи», испытывая друг к другу симпатию. Ведь никакие законы гравитации или магнетизма не заставляют муравьев строить себе общежитие – муравейник.
Бенуа Мандельброт – человек, придумавший термин «фрактал», – сравнил структу ру Вселенной с перистым облаком. По его словам, весь мир организован по фрактальному принципу. Мироздание имеет «волокнистую» структуру, напоминая крону дерева или бронхи легких. Если это действительно так – а многое говорит в пользу этой гипотезы, – то сие будет иметь самые фатальные последствия для наших космологических спекуляций. Ведь они опираются в основном на формулы теории относительности. Однако те справедливы лишь для однородной Вселенной, в которой материя распределена сравнительно равномерно. Для фрактальной Вселенной они не действуют. Подводя итог, повторим: никто не знает, почему во Вселенной возникли громадные структуры и сколько времени ушло на их формирование.
Можно лишь отметить, как похож этот космический узор на «Мультивселенную» российского космолога Андрея Линде – множество не сообщающихся друг с другом Вселенных (см. «Знание – сила», 2000, Ne 1; 2001, № 11). Ведь ее тоже можно сравнить с мыльной пеной, усеянной множеством пузырьков: одни из них раздуваются, другие сдуваются – одни Вселенные рождаются, другие гибнут. Большой Взрыв, породивший наш мир, вовсе не является уникальным событием. Это – не первый и не последний Большой Взрыв, раздавшийся в Мультивселенной, но вся она, сотрясаемая бессчетным множеством взрывов, порождает все новые Вселенные, размножаясь таким образом.
Если уж мы позволили себе сравнить Вселенную с живым существом, то эти пузырьки, возникающие в Мультивселенной, напоминают… икринки: многие из них вскоре погибнут, и лишь некоторые разовьются в огромные, полные жизни организмы – новые Вселенные. Впрочем, подобное сравнение, скорее, достойно пера писателей-фантастов.
Однако не будем забывать, что космос полон тайн, и, может быть, даже наша, «обжитая» Вселенная обладает свойствами, которые нам трудно себе представить.
Адреса в Интернете:
Модели космических структур: http://archive. ncsa.uiuc.edu/Cyberia/Cosmos/CosmosCompHorne.html
Возникновение космических структур: http://zeus.rcsa.uiuc.edu:8080/GC3Horne Page.html
Космические структуры: http://universe.gsfc.nasa.gov/