Наша Вселенная, возможно, не одинока

Астрофизики стоят на пороге одного из самых потрясающих открытий за последние полвека.

Независимо друг от друга две группы исследователей заявили о том, что нашли предварительные доказательства того, что наши базовые представления о Вселенной, её возникновении и истории должны быть в корне пересмотрены.

Помните, как у Борхеса? "Идея абсолютного пространства... которое для Бруно было освобождением, стала для Паскаля лабиринтом и бездной. Этот страшился Вселенной и хотел поклоняться Богу, но Бог для него был менее реален, чем устрашающая Вселенная. Он сетовал, что небосвод не может говорить, сравнивал нашу жизнь с жизнью потерпевших кораблекрушение на пустынном острове. Он чувствовал непрестанный гнёт физического мира, чувствовал головокружение, страх, одиночество и выразил их другими словами: "Природа - это бесконечная сфера, центр которой везде, а окружность нигде".

Кажется, эти времена возвращаются снова. Современная космология обязана своим формированием созданной Альбертом Эйнштейном общей теории относительности. Ключевыми для наших сегодняшних представлений об истории Вселенной стали работы наших соотечественников - Александра Фридмана, описавшего расширение Вселенной и предположившего, что она должна была возникнуть из какого-то компактного состояния, и Георгия Гамова, создавшего концепцию Большого взрыва. Уже в середине ХХ века было доказано расширение Вселенной, а затем и открыто предсказанное Гамовым пронизывающее весь космос слабое микроволновое излучение - остаток первоначального взрыва.

До последнего времени это излучение считалось достаточно однородным. Однако в последние годы, при более тщательном анализе данных, полученных с космических спутников, эта однородность стала подвергаться сомнению.

В середине прошлого века космологи (одному из первых эта идея пришла в голову Георгию Гамову) предположили, что после Большого взрыва, породившего нашу Вселенную, должно сохраниться слабое остаточное излучение. Именно его в 1965 году обнаружили американские учёные Пензиас и Уилсон (а в 1978 году получили за это Нобелевскую премию по физике). И в общем с этим реликтовым излучением не было никаких особых проблем, пока точность приборов не достигла некоторого порога, за которым в 2005 году английские астрофизики обнаружили удивительный феномен. Картина распределения реликтового излучения, вместо ожидаемого случайного распределения чуть более и чуть менее "горячих" областей, разбросанных в произвольном порядке по Вселенной, оказалась упорядоченной в определённом направлении.

В ноябре 2010 года Роджер Пенроуз из Оксфордского университета и Вахе Гурзадян из Ереванского госуниверситета объявили о том, что на карте фонового микроволнового излучения ими найдены кольцевые концентрические паттерны.

По мнению учёных, именно такие следы должны остаться на реликтовом фоне, если Вселенная не возникла когда-то в один момент Большого взрыва, но была всегда, просто периодически расширялась и сжималась. Каждый цикл расширения заканчивался сжатием, после которого происходил новый Большой взрыв и расширение. Такая циклическая Вселенная должна быть похожа на матрёшку: каждое её предыдущие состояние содержится в последующем. И нынешняя Вселенная должна "помнить" о предыдущей, во всяком случае о её последних днях, когда сжимавшаяся Вселенная коллапсировала в катастрофических столкновениях немногих оставшихся гигантских чёрных дыр.

Концепция циклической Вселенной противоречит общепринятой космологической теории, до последнего времени предполагавшей, что даже задавать вопрос о том, что было до Большого взрыва, просто бессмысленно, а мир - вместе с пространством и временем - возник из сингулярности, в ходе катастрофического и единичного события.

Почти одновременно с публикациями материалов Пенроузом и его коллегой из Армении другая группа исследователей - Стивен Фини и Хиранья Пейрис из Лондонского университетского колледжа, Мэтью Джонсон из канадского Института теоретической физики "Периметр" и Дэниэл Мортлок из лондонского Имперского колледжа - заявила, что в эхе Большого взрыва нашли кое-что ещё. Сформулированная ими концепция непрерывной инфляции (порождения) Вселенной предполагает, что видимая нами Вселенная - лишь одна из множества других, существующих в каком-то большем по размеру космосе. Этот космос наполнен многочисленными "пузырями" вселенных, внутри которых могут действовать и другие законы физики.

У этих "пузырей" может быть бурная история взаимодействия. Если так, то их столкновения должны оставить на них "космические синяки", следы которых и могут быть видны на фоне пронизывающего нашу Вселенную микроволнового излучения. Стивен Фини и его коллеги считают, что они действительно нашли некоторые свидетельства в пользу этой концепции - как раз в форме кольцевых паттернов космического фона. На карте микроволнового излучения, в своё время полученной американским космическим зондом Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, они обнаружили четыре таких паттерна. По мнению учёных, это говорит о том, что наша Вселенная уже несколько раз сталкивалась с другими мирами.

Для современной космологии свидетельство того, что существуют и другие вселенные, помимо нашей, - это удивительный результат.


Сейчас полностью исчезли иллюзии о возможности однократного божественного сотворения мира. Это было ещё как-то возможным, когда все думали об одном Большом взрыве как о рождении одной Вселенной. А сейчас, когда мы понимаем, что таких вселенных и больших взрывов бесконечное количество, то становится невозможно обсуждать сотворение всего этого единым богом.

Конечно, не исключено, что всё это всего лишь обман зрения. На карте фонового излучения, как и на любой картинке со случайным визуальным "шумом", можно найти при желании всё что угодно. Когда только была составлена первая относительно подробная карта фонового излучения, астрономы вполне успешно развлекались тем, что находили на ней образы, похожие на буквы, цифры и даже надписи (не говоря уже о чёртиках, ликах святых и т.д.). Правда, в пользу концепции Фини и его коллег говорит то, что они не выискивали кольцевых структур, но отправили на их поиск специальную программу, которая самостоятельно, без вмешательства человека, должна была находить (и вроде бы нашла) аномалии в распределении температуры излучения.

Мнения коллег астрофизиков разошлись. За пару недель, прошедших с момента публикации препринта Пенроуза и Гурзадяна, несколько исследовательских групп подтвердили их выводы, другие же их опровергли. Возможно, та же неопределённость мнений ждёт и работу Фини и его коллег.

Единственный на сегодняшний день способ проверить справедливость концепций цикличной Вселенной и непрерывно возникающих вселенных - дождаться новых данных наблюдений. И скоро они будут получены с космического аппарата "Планк", специально запущенного на орбиту для нового сканирования микроволнового фона, только уже с на порядок большим разрешением и точностью, чем это делал когда-то зонд WMAP.

Примерно через два года астрофизики получат новый массив информации, при анализе которого загадочные кольца на фоне или станут более чёткими, или растворятся в шуме помех, как это однажды произошло со знаменитым "лицом на Марсе", вроде бы отчётливо видимым на фотографиях, переданных на Землю с "Викинга-1". На снимках с большим разрешением стало очевидно, что никакого лица на поверхности Марса нет, а кажущееся "лицо" - только случайный обман зрения, вызванный удачным сочетанием угла съёмки и падающей тени.

Впрочем, независимо от того, подтвердят данные с "Планка" новые космологические теории или нет, они многое прояснят в наших представлениях о Вселенной. Или, может быть, всё-таки вселенных?