Во Вселенной найдены объекты старше ее самой

Если вы не любите научных революций и вам нравится стабильность устоявшихся знаний, вам просто не надо строить новые, более мощные, инструменты. Телескоп Уэбба обнаружил, что наша Вселенная, когда была совсем молодой, уже изобиловала звездами и галактиками, как будто она старая и повидавшая виды. И только что из его же данных извлекли совсем невероятное: во Вселенной полно объектов, которые старше ее. Как такое возможно?

ТАИНСТВЕННЫЕ ШАРИКИ

Шаровые звездные скопления – это очень красиво. Если бы мы жили в центре такого скопления… у нас не было ночи. Звезды заполняли бы собой все небо.

Вы можете увидеть шаровое скопление в созвездии Геркулеса. В бинокль – «волосатый» шарик, но уже в слабый телескоп – этакий светлячок из бриллиантов. Жители Южного полушария любят смотреть на похожее скопление в созвездии Тукана. Так вот, его возраст – 20 миллиардов лет. Возраст Вселенной – 13,6 миллиарда лет.

То, что шаровые скопления очень старые, известно давно. Фактически они вне нашей Галактики – окружают ее, словно облаком. Но формально – "нашенские", потому что с нашей Галактикой связаны гравитационно. Всякий раз, когда оценивали их возраст, и получали странные результаты, сами себя били по рукам. Ну не может же так быть? Значит, мы ошиблись. А теперь понятно: шаровые скопления действительно старше Вселенной. Только что еще два шаровых скопления получили «новые паспорта», теперь и им по 20 миллиардов.

Телескоп Уэбба не только доставил новые данные – он еще и изменил сознание исследователей. Уэбб позволяет заглянуть в далекое прошлое. Вселенной тогда было всего 300 миллионов лет. Что мы ожидаем там увидеть?

Наверное, раскаленный газ, всякие вихри, в общем – Хаос древних писаний. Но мы увидели там… да примерно то же, что и сейчас. Тишь да гладь. Вполне себе сформировавшиеся звезды. Галактики. Как будто тому, древнему миру миллиарды лет. Это все равно, что сесть на машину времени, прилететь в палеолит, а там смартфоны у всех.

И это странно, согласитесь. Вселенная словно существует вне времени.

МАФУСАИЛ ПУТАЕТ КАРТЫ

Вообще-то еще до запуска Уэбба подозрения были. И источником смуты выступил предшественник Уэбба – телескоп Хаббл. Так, несколько лет назад случился скандал вокруг звезды HD 140283. Ей оказалось 14,5 миллиарда лет. И ее прозвали Мафусаил, по имени библейского героя, который жил-не тужил, помирать столетиями не собирался.

Проблему Мафусаила пытались решить классическим путем – манипуляциями с цифрами. Уже на первом курсе студентов-технарей учат теории ошибок. У каждого наблюдения есть потенциальный шанс оказаться неточным. Ошибки накладываются на ошибку… Все суммировали, и с огромным трудом сделали так, что это звезда вроде как моложе Вселенной. Но всего на 150 миллионов лет.

И это ничего не дало. Вселенная, которой лишь 150 миллионов лет, не могла породить такую звезду. Дело в том, что в молодой Вселенной химических элементов – всего ничего. Таблица Менделеева там очень короткая. Водород да гелий. Легкие только элементы. Все прочее сформировалось в недрах звезд. И то не сразу. В звездах первого поколения одни элементы, в звездах второго – чуть более тяжелые, и так далее. Атомы, из которых вы состоите, созданы в недрах давно погибших звезд. А другого источника просто не существует.

А в этой звезде уже и металлы, и тяжелые ядра. Откуда что взялось. Поругались астрономы, да и забросили это дело до лучших времен.

Звезда HD 140283

А ОТКУДА МЫ ВООБЩЕ ЗНАЕМ ВОЗРАСТ ВСЕЛЕННОЙ?

Методы, которыми работают астрономы и физики, невероятно сложны. Приборы – точны и хитро сконструированы. Но в основе всегда лежит простая идея, которую легко объяснить «на пальцах».

Вселенная – это шар, правильно? Он постоянно расширяется после Большого взрыва, верно? И мы знаем скорость расширения. Следовательно, если мысленно «перемотать пленку назад», мы получим точку – где и был Большой взрыв. Собственно, насколько долго пленку придется перематывать, таков и возраст.

Из этого понятно: скорость расширения – параметр критический. Эта скорость задается так называемой постоянной Хаббла. Как бы ее поточнее узнать. И вот тут начинаются проблемы.

Первые наблюдения говорили, что скорость разбегания галактик большая, а Вселенная очень молодая. Но мы тогда видели лишь близкие галактики. Их случайные движения друг относительно друга мешали выделить тот вектор, что задан Большим взрывом. Но наконец мы задействовали далекие (и старые) галактики, и получили возраст в 13,799 миллиарда лет. С точностью до 20 миллионов лет. Какая точная точность!

И все-таки что-то тут не так. А с чего мы решили, что Вселенная расширяется равномерно? А что нам еще остается делать? Мы понятия не имеем. Значит, надо предположить самое естественное. Но теоретикам бытовой здравый смысл не писан. Еще в 1929 году Фриц Цвикки подумал: что, если свет, когда летит далеко, устает и теряет энергию? Не зная этого, мы обманемся в возрасте Вселенной, когда будем наблюдать очень далекие галактики.

Но до поры все эти дискуссии носили отвлеченный характер. Объекты, которые мы видели, вполне ложились в эти пресловутые 13 миллиардов лет. Уэбб все изменил. И надо что-то делать.

А ЧТО ИМЕННО ДЕЛАТЬ

Сейчас все обсуждают модель, которую предложил профессор Раджендра Гупта. Согласно этой модели, на самом деле Вселенной 26,7 миллиарда лет. Ошиблись вдвое! А как же такие точные цифры после запятой? А вот так.

Гупта взял старую идею Фрица Цвикки об усталости света. Применительно к далеким галактикам это означает вот что. Нам кажется, что они существуют во Вселенной, которой всего 300 миллионов лет. Но это иллюзия. На самом деле на тот момент Вселенной уже 2 миллиарда лет. Нас обманывает свет, который утомился в дороге.

Похоже, астрономы уцепились за эту возможность. И наперебой анализируют модель Гупты. И она вроде оказывается даже ничего, вполне рабочей.

Но есть проблемы. Во-первых, и это понимал еще сам Цвикки, коли свет устает, далекие галактики должны выглядеть размытыми. Уж устал так устал! Но они на всех снимках – резкие, словно только что из фотостудии.

Во-вторых, в усталом свете все должно развиваться как бы в замедленном темпе. Например, сверхновая должна взрываться меееедленно, очень медленно. И такого тоже вроде бы нет.

В-третьих, эхо Большого взрыва – реликтовое излучение. Большой взрыв не прошел бесследно. Он оставил после себя световое эхо, которое мы хорошо видим и с Земли, и со спутников (даже некоторые любители его наблюдают). Усталый свет должен искажать микроволновой фон. Но мы такого не наблюдаем.

И самое главное. Эффект усталого света мы вполне можем засечь у себя в лабораториях. Ведь Вселенная едина, и вы на столе пользуетесь теми же законами физики, которые работают за миллиарды световых лет. Это очень тонкие опыты, но их можно поставить. Скоро поставят, и? Мой прогноз – модель Гупты не подтвердится.

И ЧТО ЭТО ЗНАЧИТ?

Модель Гупты пытается спасти здание, которое астрономы и физики любовно возводили последние сто лет. Теорию Большого взрыва. Кажется, спасти не получится. Так бывает. Геоцентрическая (Земля – в центре) модель строилась около трех тысяч лет. И все равно в утиль пошла. Теперь вы понимаете, каким смелым был Николай Коперник?

У теории Большого взрыва есть одно доказательство (всего) – то самое световое эхо. Его обнаружили в 1965 году и тут же трактовали именно как послесвечение вселенской катастрофы. Потому что еще в 1948-м Георгий Гамов, рассуждая о Большом взрыве, вывел, что нечто подобное должно наблюдаться. Нашли. Интерпретировали. Но верно ли?

Сегодня Большой взрыв стоит на многих подпорках, как на костылях. Ему требуется невидимая темная материя, чтобы объяснить характер гравитации во Вселенной, и темная энергия, чтобы обосновать характер расширения Вселенной. Тоже принципиально невидимая. Это странно. Теории, когда вводится что-то невидимое, как правило, оказываются неверны.

Есть и другие проблемы. И они могут решаться двояко. Или законы природы не стабильны, а меняются. Или Большого взрыва не было, а расширение Вселенной – случайное и отчасти иллюзорное дело.

Если бы вы спросили меня (а почему бы и не спросить), то мне нравится теория Творения Вселенной из ничего, причем это творение идет постоянно. Во Вселенную просто откуда-то все время прибывает вещество. Из вакуума. Вот она и расширяется. Подсчитали: чтобы обосновать расширение Вселенной, достаточно производить один атом в кубометре за миллион лет.

Когда теорию только предложили, в 1940-х, она казалась странной, но теперь мы знаем, что вакуум прямо-таки нашпигован энергией, и преобразовать эту энергию в видимое нами вещество, конечно, не составляет труда. Элементарные частицы прыгают туда-сюда постоянно, как показал еще Ричард Фейнман в своей квантовой электродинамике.

В этом случае основной части Вселенной в самом деле – лишь 13 миллиардов лет. Но в ней, как изюм в булочке, могут содержаться части других вселенных. И им уже может быть сколько угодно миллиардов лет. Как вам такой вариант?

Все прекрасно понимают: чтобы отказаться от Большого взрыва, нужны доказательства ого-го. Телескоп Уэбба доставляет наблюдения. Но наблюдений мало. Нужны действительно хорошие теоретические модели с высоким потенциалом предсказаний (модель Гупты, как видим, что ни предскажет, все мимо) и лабораторные опыты.

Сколько еще продержится Большой взрыв в учебниках? Лет десять, наверное. Дольше вряд ли.