ЗАГАДКА ТЕМНОЙ МАССЫ РАЗГАДАНА

17 мая, 1996, 00:00 Распечатать Выпуск №20, 17 мая-24 мая

Одна из научных сенсаций недавней зимы - открытие 40 миллиардов галактик. Это не конкретные галакти...

Одна из научных сенсаций недавней зимы - открытие 40 миллиардов галактик. Это не конкретные галактики, обнаруженные в определенном месте, а новая оценка их общего количества во Вселенной, произведенная после того как космический телескоп Хаббла заглянул в глубь пространства и времени и запечатлел на снимках все, на что оказалась способна его камера.

До последнего времени считалось, что всего галактик во Вселенной - миллиардов 10, теперь же - что их не меньше 50 миллиардов. Сколько же тогда звезд, если в нашем Млечном Пути, который числится в рядовых, ничем не примечательных галактиках, их насчитывается от 50 до 100 миллиардов! Ну, пусть только 50. Получается 25 с двадцатью нулями.

Для наблюдений астрономы выбрали тоже ничем не примечательный сектор небосвода в созвездии Большой Медведицы, около ручки Большого Ковша. Крошечный сектор в одну двадцать пятую градуса. На окружности небосвода он все равно, что песчинка на вытянутой руке. И никакими особыми звездами и галактиками эта песчинка не изобиловала. Но стоило телескопу Хаббла сфокусироваться на ней и не упускать ее из виду в течение 12 дней (с 18 по 29 декабря 95-го года), как астрономы различили в этом секторе тысячи новых галактик. А так как Вселенная в больших масштабах более или менее однородна, то все, что предстало перед астрономами в этом секторе, можно было смело распространить и на остальные части мироздания.

Камера фотографировала галактики через красный и синий фильтры, через инфракрасный и фиолетовый. Они и сами были разноцветными - то голубыми, то красноватыми, то желтыми. Все зависело от расстояния до них и от их возраста. Но не оттенки поразили видавших виды астрономов, а форма галактик. У одних была привычная форма - спираль или эллипс. Другие неожиданно вытягивались в линию или образовывали причудливую фигуру, которой и названия-то не подберешь. Одни отличались четкой структурой, другие были аморфны, как кучевое облако. Некоторые, совсем бесформенные, по-видимому, еще не вышли из стадии протогалактик - так 10 миллиардов лет назад должен был выглядеть наш Млечный Путь.

В астрономии соотношение между пространством и временем очень простое: чем дальше объект нашего наблюдения, тем ближе он к эпохе Большого Взрыва, к рождению Вселенной. С помощью телескопа Хаббла ученым удалось разглядеть объекты в 4 миллиарда раз более тусклые, чем самый тусклый объект, который мы можем различить на небе невооруженным глазом. И в 10 раз более тусклые, чем различает самый мощный телескоп с Земли. И вот среди этих наитускнейших астрономы обнаруживают совсем юные, еще формирующиеся галактики или только зачатки будущих галактик. Это значит, что они видят Вселенную такой, какой она была в очень далекие времена, раз в 10, а то и в 20 ближе к мигу ее рождения.

Все это беглый, предварительный анализ. Роберт Уильямс, руководитель Хаббловского института в Балтиморе, рассказывая на недавнем заседании Американского астрономического общества о наблюдениях близ Большого Ковша, заметил, что к этому сектору телескоп будет возвращаться еще лет десять, пока все сведения, которые можно извлечь из этого участка неба не станут достоянием науки.

Не успели члены астрономического общества переварить одну сенсацию и уж тем более начать ее обсуждение, как на них обрушилась следующая. Дэйвид Беннет из Национальной лаборатории Лоуренса в Ливерморе (Калифорния) сообщил, что его международной команде удалось, наконец, разгадать загадку темной материи, или, как ее еще называют, темной, или скрытой массы. Загадку, над которой астрономы бились целых двадцать лет.

Только что ученые, работавшие с телескопом Хаббла, увидели, как 10 миллиардов лет назад формировались галактики. Но что заставляло их формироваться? Чему подчинялась их геометрия? Скрытой массе! Из наблюдений над искривлением лучей света, проходящих мимо галактик, и из теоретических расчетов выходило, что все эти галактики, все звезды, все скопления межзвездного газа - все, что мы видим земными телескопами, составляет малую часть общей массы Вселенной. Даже если галактик становится не 10 миллиардов, а 50, видимая масса не превысит 10 процентов общей массы, а 90 процентов останется за невидимой. И этой скрытой массой обладают все галактики, в том числе и наш Млечный Путь, и все галактические скопления, где ее иногда раз в 50, если не в 100 больше, чем видимой.

Что же это за масса? Почему она не отражает ни лучей света, ни хотя бы радиоволн? И скапливается в определенных местах галактик, а не где попало? Обычное вещество не может вести себя так необычно. Уж не маленькие ли это черные дыры, где гравитация так интенсивна, что из ее плена не в состоянии вырваться даже свет?

Нет, возражают сторонникам черных дыр представители физики частиц, это вимпы. Уже несколько лет идут поиски вимпов (wimp). Название образовано из первых букв английских слов и расшифровывается как «слабо взаимодействующая массивная частица» (то есть частица, имеющая массу покоя). На роль вимпа больше всего подходит нейтрино, но доказать это пока не удается...

Возникает еще один кандидат на роль элемента загадочной материи - мэчо (macho). Аббревиатура расшифровывает, как «массивный компактный галообъект». Так в лаборатории Лоуренса стали называть гипотетические газообразные тела вроде нашего Юпитера.

«Их может быть миллионы миллиардов в любой галактике, - говорил ливерморский астроном Чарлз Элкок, - но мы их не видим, потому что светятся они еле-еле, а может и совсем не светятся. Зато они могут заставить далекую звезду целую неделю сиять ярче обычного. Это случится тогда, когда мэчо пересечет ее лучи и, как линза, усилит их своим гравитационным полем».

Ливерморская лаборатория оказалась ближе всего к истине. Ее астрономы объединились со своими коллегами из нескольких американских университетов и обсерваторий Австралии, Чили, Новой Зеландии и Израиля. Была разработана программа поисков мэчо. Не черные дыры, не вимпы - только массивные объекты, какими бы они ни оказались! И австралийская группа обнаружила их. Телескоп, установленный близ Канберры и оборудованный новейшей аппаратурой, был направлен на Большое Магелланово облако, самую близкую галактику, удаленную от нас всего на 150 тысяч световых лет, и зафиксировал семь мэчо.

Австралийский телескоп просматривает за ночь 10 миллионов звезд, а в Магеллановом облаке их даже меньше - 9 миллионов. Никакие перемены в яркости звезд, даже длящиеся не дольше одной ночи, не укрылись бы от этого телескопа. А перемены длились по два-два с половиной месяца: медленно и величаво проплывал мэчо на пути светового потока, идущего к Земле от звезд Магелланова облака. И под воздействием его тяготения поток раздваивался, огибал пришельца с двух сторон, становился во много раз ярче, а потом, когда пришелец уплывал, возвращался к обычной форме и яркости.

Так что такое эти мэчо? По общему мнению тех, кто наблюдал их, вернее, производимый ими эффект, это не что иное, как белые карлики - выгоревшие и потухшие звезды. Наше Солнце пока еще желтый карлик, через пять миллиардов лет станет белым карликом. Кстати, масса белых карликов, замеченных на фоне магеллановых звезд, сопоставима с солнечной.

К тому времени, когда Солнце выгорит и погаснет, мы переберемся в другую звездную систему. Это уже решено. Но сохранятся ли звездные системы вообще? Будет ли Вселенная расширяться беспредельно, начнет ли сжиматься снова в точку или замрет на полпути, что было бы для нас желательней всего? На этот роковой вопрос никто ответить не может, пока неизвестна средняя плотность вещества во Вселенной. Если окажется, что скрытая масса состоит из одних белых карликов и никакие экзотические объекты к ним не примешиваются, вычислить среднюю плотность и предсказать будущее Вселенной можно будет без труда.

Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №38, 13 октября-19 октября Архив номеров | Содержание номера < >
Вам также будет интересно