Нова істина найбільше
страждає від старої помилки.
Й.Гете
Динамізм нашого часу особливим чином відбився на всіх сферах суспільної свідомості. Змінюється не лише навколишній світ. Найголовніше — змінюється наше бачення його. Система поглядів інтелігента ХIХ століття так само не схожа на світогляд сучасної людини, як старенький дагеротип — на цифрову фотокамеру.
Наука — одна з форм суспільної свідомості. Змінюючи наше бачення навколишнього світу, вона змінюється сама. Особливість науки третього тисячоліття в тому, що динамізм її майже вибухового розвитку зруйнував органічний зв’язок «наука — соціум», що існував досі. Сучасне суспільство, за винятком найбільш обдарованої його частини, уже не спроможне адекватно оцінювати значимість наукових досягнень. Астрономія, можливо, належить до небагатьох наук, де така недооцінка виявляється найбільшою мірою.
Герой «у чорному»
Порівняно недавно, у першій половині ХХ століття, чимало астрономів ще вважали Всесвіт статичним і що на нього, врешті-решт, чекає «теплова смерть» — виснаження всіх джерел енергії. Але в той самий час, завдяки працям американського астрофізика Е.Габбла, в науці міцніло переконання: Всесвіт розширюється. Вчені декілька десятиліть сперечалися: чи з уповільненням відбувається це розширення, чи з прискоренням. Від простих арифметичних знаків «плюс» або «мінус» залежала доля всіх видимих світів, а заразом — і доля кількох космологічних гіпотез.
Нині твердо встановлено: весь видимий Всесвіт не просто розширюється, а розширюється з прискоренням. Це, на перший погляд, алогічне твердження, підспудно таїлося в умах деяких учених ще років сімдесят тому. Але тоді його не поспішали озвучувати: занадто великим був авторитет гравітації — сили, що має доцентрову властивість і перешкоджає розбіганню, розосередженню і взаємному віддаленню. У гравітації в астрофізиці тоді не було серйозних конкурентів. У космологічних моделях світу, придуманих ученими, скіпетр влади належав саме їй. Із цієї причини до голосу «інакомислячих», що несміливо натякали на прискорене розширення світу, просто не прислухалися. Більше того, апологети цариці-гравітації почали шукати аргументи, які зміцнюють позиції цієї сили.
У Всесвіті, говорили вони, є багато невидимої речовини, яка створює значиму гравітацію, просто ми поки що не можемо її виявити. Таким чином, на сцені астрофізичної драми з’явився перший герой «у чорному» — невидима й загалом невиявна матерія, на яку, за початковими припущеннями, припадала половина чи навіть більша частина всієї наявної у світобудові речовини. Спостереження справді дозволяли припускати, що крім звичайної речовини, з якої складаються тіла зірок, планет, міжзоряної матерії тощо, є невиявний агент, що не з’являється на сцені, а діє, так би мовити, з-за лаштунків. Його умовно назвали «прихованою масою».
Темний агент
Проте сценічна роль нового героя виявилася далеко не першорядною — навіть введення в розрахунки астрофізиків гіпотетичної прихованої, невидимої маси не могло стримати прискореного розширення Всесвіту. Нині факт розбігання галактик із прискоренням установлено двома незалежними методами: власне за швидкостями далеких галактик і за відстанями до так званих наднових зірок типу Iа. Ці спостереження підтверджують: у космосі панує щось сильніше від гравітації.
Розвиток сюжету зажадав, аби вчені ввели в список дійових осіб нового, більш значимого героя. І вони це зробили. Знятою з голови гравітації короною увінчали чоло зовсім юної героїні, що виступає на космологічній сцені під ім’ям «темної енергії». Що воно таке — сказати виразно поки що ніхто не може, тому вона й має таку «ненаукову» назву. (Оскільки цей термін не вважається усталеним, у спеціальній літературі можна зустріти інші назви темної енергії: «квінтесенція», нове фізичне поле, фізичний вакуум із негативним тиском тощо.) Але саме вона, долаючи силу гравітації, розсовує межі видимого світу і змушує всі елементи Всесвіту взаємно віддалитися один від одного з прискоренням. Темна енергія та прихована маса — позадослідні категорії. Їх введено як гіпотези ad hoc, тобто спеціально для пояснення даного випадку.
Нематеріальні матеріальності
Кульмінаційний момент драматичних взаємин між трьома речовинними субстанціями Всесвіту — звичайною матерією, прихованою масою і темною енергією — настав, коли на основі несуперечливого пов’язування видимого розширення з космологічною моделлю вчені кількісно оцінили роль або значимість кожної з трьох субстанцій. Результати не просто здивували, вони приголомшили.
Виявляється, у нашому світі (у нього входять мільярди видимих галактик, разом із нашою) на звичайну речовину припадає лише близько 4% усієї маси, а в зірках її зосереджено й того менше — якийсь 1%. Частка прихованої маси становить близько 29%, а більша частина (67%) припадає на таємничу темну енергію. Нехай читача не дивує, що ця енергія виступає тут в іпостасі матерії. Їхня еквівалентність, установлена А.Ейнштейном, виражається відомою формулою E = mc2.
Звісно, ці цифри мало тривожать свідомість обивателя, але людей обізнаних вони не повинні залишити байдужими. Адже виходить, що всі наші знання про навколишній світ грунтуються на результатах вивчення лише дещиці світової субстанції! А чим є недоступні для дослідження 96 відсотків — залишається таємницею. Всесвіт, у якому ми живемо, виявляється зовсім не таким, яким його протягом останніх трьох-чотирьох століть малювала наука: звична для нас фізична матерія відіграє в ньому незначну роль. Реальний світ, у якому діють приховані й темні «агенти», може виявитися навіть фантастичнішим, ніж припускали письменники-фантасти.
Більше того, відомі фундаментальні фізичні закони встановлено на основі неповного вивчення мізерної кількості існуючої матерії, яка, до того ж, якісно відрізняється від усієї іншої. Правда, це зовсім не означає, що фундаментальні закони помилкові. Аж ніяк! У царині освоєного наукою пізнавального простору вони діють бездоганно. Але тепер ясно, що сфера їхньої придатності локальна і повинні існувати більш загальні закони світобудови, у середовищі яких наші «фундаментальні» виконують окрему, другорядну роль.
Підводне каміння астрономії
Таким чином, в астрофізиці на наших очах мирно відбувається справжнісінька революція (про це, до речі, тижневик писав у № 1—2 за 2000 р. — Прим. ред.). Світ, відбитий у фактах і спостереженнях, змінюється настільки швидко, що ми не встигаємо збагнути, що ж відбувається насправді. Лавині фактів не може протистояти слабка «гіпотезотворна» активність учених. Наука, наче переповнений фактами Левіафан, стоїть на слабеньких концептуальних ніжках. Ми багато чого бачимо, але мало розуміємо, а пояснити можемо ще менше. Ця ситуація в науці небезпечна тим, що з’являється дедалі більше скоростиглих спроб інтерпретувати складні й часто, здавалося б, суперечливі спостереження, виходячи з сьогохвилинного розуміння ситуації, тоді як справжньою причиною явищ можуть бути ще не пізнані закономірності.
В астрономії таких прикладів — хоч греблю гати, а найяскравіший із них — горезвісні чорні дірки. Цим терміном у науці позначено теоретично цілком імовірні, але такі, що безпосередньо не спостерігаються, об’єкти, у яких сила гравітації настільки велика, що втримує в полі своєї дії навіть промінь світла, що намагається залишити його межі. Останнім часом деякі виявлені екзотичні об’єкти ставили вчених у безвихідь, аж надто незвичайними здавалися їхні властивості. І тут гіпотетичні чорні дірки відіграли роль своєрідної палички-стукалочки. Їхньою присутністю почали пояснювати все, що не знаходило іншого розумного пояснення: і викиди надгарячої речовини з ядер галактик, і неймовірну енергетику квазарів, і аномалії в серцевині Чумацького Шляху, і біполярні струмені об’єкта SS 433, і багато чого іншого. Навіть була спроба використати мініатюрну чорну дірку для інтерпретації тунгуського феномена 1908 року. І все чудово розуміючи, що одним незрозумілим не можна пояснювати інше незрозуміле.
Тепер, можливо, під впливом того факту, що баріонна речовина (об’єкт усіх фундаментальних досліджень) не є основою світобудови, а породжувана нею гравітація поступається першістю темній енергії, свідомість учених дещо розкріпачиться і вони визнають принципово нові типи взаємодії в природі. А це, у свою чергу, приведе до необхідності переглянути й доповнити методологію наукових досліджень, яку, до речі, формували переважно вчені-фізики. Будувати пізнання принципово нового неможливо, залишаючись на старих методологічних позиціях. Великий філософ середньовіччя, автор знаменитого гасла «Знання — сила», Френсіс Бекон писав: «Марно чекати великого збільшення знання від щеплення нового до старого. Треба здійснити оновлення до останніх основ, якщо ми не хочемо вічно обертатися по колу з найнезначнішим просуванням уперед».
Проте відмовитися від наукового пізнання світу сьогодні вже неможливо. Наука вносить у нашу свідомість світло істини, і вона ж сама через концептуальну слабкість може затьмарити його. Про це слід пам’ятати тим, хто береться малювати картину світобудови, не підготувавши фарби й пензлі, які б відповідали масштабу задуманого.
Але доти, поки вдосконалену методологію наукового наближення до істини не розроблено, існує небезпека скоростиглої та необгрунтованої інтерпретації нових відкритих фактів. В астрономії така небезпека найбільша, оскільки ця наука виводить людство на новий рівень розуміння світу.