Таинственный космос. Тайны космоса

С тех пор как люди узнали, что звезды не прикреплены к небесной тверди, а на самом деле являются светом далеких светил, и что за ними находятся необъятные просторы космоса, жажда открытий заиграла с удвоенной силой. До конца не открыв и не исследовав Землю, мы тянемся к далеким экзопланетам и двойникам Солнца, странным квазарам и еще более странным черным дырам. Неутомимый ум человека пытается решить все загадки космоса и вместе с их решением сталкивается с еще большим числом загадок и вопросов, которые еще ждут своего часа. Но мы верим, что однажды все загадки космоса будут решены. Хотя это вряд ли. Или нет?

В 2017 году основатели лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории были удостоены Нобелевской премии. Она была дана им за обнаружение гравитационных волн, которые образуются при столкновении двух массивных космических объектов вроде черных дыр и нейтронных звезд. В ходе двух первых циклов их поиска были зафиксированы волны, образованные от слияния двух черных дыр и еще девять подобных событий. С тех пор исследователи улучшили свое оборудование, и с 1 апреля 2019 года намерены запустить третий цикл поиска.

Космос всегда зачаровывал человека. Мы и сейчас смотрим на звёзды, как на что-то волшебное, удивительное. Вы никогда не пытались сосчитать их? Не хочется вас расстраивать, но даже при идеальных условиях наблюдения невооружённый глаз может разглядеть не больше 5000 этих точечек. Это вообще ничто, если учесть, что только в наблюдаемой нами вселенной более 170 миллиардов галактик, в каждой из которых от миллиарда до 100 триллионов звёзд. С помощью научного оборудования мы видим секстиллион звёзд. Даже самая богатая фантазия не может представить, что ждёт нас там, среди всего этого богатства и какие загадки космоса нам предстоит отгадать.

Древние знания

В древности знаний о космосе у людей было мало, но они присваивали звёздам имена и умели отличать их от планет – Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Революционный прорыв произошёл в 1608 году, когда голландец Иоанн Липперсгей запатентовал телескоп, открывший шикарный вид на просторы космоса. Сразу после него собственный телескоп построил и Галилео Галилей.

Ему удалось увидеть горы на Луне, миллиарды огоньков, сливающихся в Млечный путь, несколько спутников Юпитера и изящнейшие кольца, окружающие Сатурн. Это было начало расцвета астрономии, которая с той поры достигла немыслимых высот. Мы многое нашли и разглядели, в том числе такого, что не можем понять и объяснить.

Современная астрономия

Наверное, самыми любопытными из космических загадок являются те, что буквально заставляют нас уверовать в наличие инопланетян. Одна из них находится на поверхности Сатурна и выглядит как идеальный шестиугольник. Эта геометрическая фигура найдена астрономами в 2006 году в непосредственной близости от северного полюса планеты, и единственным объяснением её наличия там большинству людей кажутся те самые зелёные человечки.

Останемся ненадолго на Сатурне. Знаете ли вы, что учёные до сих пор не могут понять, как образовались его кольца, и почему они имеют такую безупречную форму? Считается, что они состоят изо льда и камня и появились в момент образования Солнечной системы около 4,5 миллиарда лет назад. Это могут быть раздробленные и перемолотые спутники планеты. Также вероятно, что они гораздо моложе. Мы этого пока не знаем наверняка.

Все наслышаны о «падающих звёздах». Кому-то посчастливилось даже загадать желание, вовремя заметив одну из них в небе. Те, кто хорошо учился в школе, знают, что это метеоры, которые сгорают в нашей атмосфере. Однако в космосе есть настоящие звёзды, которые, подобно метеорам, несутся с огромной скоростью на фоне неподвижных по сравнению с ними объектов. Это так называемые сверхскоростные звёзды. Их масса может быть равна массе нашего Солнца. В результате взаимодействия со сверхмассивной чёрной дырой они выстреливаются прочь со скоростью около трёх миллионов километров в час. Если верить исследователям из НАСА, всё происходит следующим образом – центр галактики пожирает одну звезду из двойной системы, а вторую выбрасывает, как из пращи, от места гибели её близнеца.

Бродяги в космосе

Но в космосе есть не только выброшенные из своего дома звёзды, но и бродячие планеты. Наука жалостливо называет их планетами-сиротами. Один такой объект величается CFBDSIR2149. Это небесное тело не сошлось характерами со своей солнечной системой, поэтому было катапультировано в космос, где странствует неизвестно с каких пор и по сей день. Учёные предполагают, что в таком же неприкаянном состоянии могут находиться миллиарды .

Но быть без дома всё равно лучше, чем быть съеденным заживо. Эта аналогия сразу приходит на ум, когда узнаёшь, что галактики могут пожирать друг друга. Поэтому не удивительно, что это явление называется галактическим каннибализмом. Ближайшая к нам галактика называется Андромеда. Может быть, она проголодается и захочет попробовать Млечного пути? Вряд ли. Она слишком далеко, в 2,5 миллионах световых годах. Хотя некоторые эксперты считают, что мы неизбежно столкнёмся где-то через 4 миллиарда лет. Но до этого ещё надо постараться, чтобы дожить. В любом случае победит та галактика, у которой окажется более сильное гравитационное притяжение.

Темный поток

От явления пожирания перейдём к феномену высасывания. Он наблюдается сразу за границей наблюдаемой нами Вселенной. Учёные называют его «Тёмный поток». Стоит отметить, что обозреваемая часть мироздания имеет диаметр в 93 миллиарда световых лет. Так вот, сразу за этим пределом лежит необъяснимое пока нечто, что могло сформироваться во время Большого взрыва или через некоторое время после него. Этот поток засасывает в себя всё. Тут очень много непонятного, поэтому один из главных экспертов по этому вопросу выразился следующим образом: “За горизонтом нашей вселенной находится некая структура. И эта структура воздействует на нашу вселенную”.

Однако довольно на сегодня астрономической гастрономии. Перейдём к прекрасному. Знаете ли вы, что в космосе есть алмазная звезда? Именно так. Алмазная. И размером приблизительно с нашу Землю. Это самый холодный из всех найденных белых карликов. Он настолько холоден, что весь его углерод кристаллизировался, образовав то, что по всем меркам и стандартам считается алмазом. Очень дорогим, наверное.

Если алмазная звезда не кажется вам таким уж чудом, что скажете насчёт планеты, которая состоит из чрезвычайно горячего льда? Лёд ведь должен быть холодным? Астрономы называют это небесное тело, имеющее размеры нашего Нептуна, «планетой из горячего льда». Она находится не так далеко, в 30 световых годах, и имеет не очень поэтичное обозначение GJ436b. Её звезда не так ярка, как Солнце, и намного меньше его. Она называется Глизе 436. Планета расположена близко к своему светилу, и на ней очень жарко – температура доходит до 530 градусов по Цельсию.

Из-за довольно необычного газового состава водяной лёд находится здесь в крайне необычном состоянии, который астрономы называют «Лёд-X». Он покрывает всю планету и настолько горяч, что вы не почувствуете даже лёгкого холодка, прикоснувшись к нему. Расплавитесь просто. Делов -то…

Однако погостили и хватит. Вернёмся поближе к дому. Что, как вы думаете, самое странное из того, что когда-либо было замечено рядом с Землёй? Черника на Марсе? Но то были скалы, и только выглядели необычно. Микки-Маус на Меркурии? Инопланетяне проявляют своеобразное чувство юмора? Нет, это игра света – именно она заставляет верующую братию видеть своего бога на поджаренных тостах, в плохо вымытых окнах и дождевых тучах.

Предлагаем считать таковым объектом межзвёздный астероид, вошедший не так давно в Солнечную систему и привлёкший к себе самое живое внимание. Дело в том, что он похож на инопланетный корабль, какими мы их себе представляем. Он называется Оумуамуа и летит со скоростью 95000 километров в час. Считается, что он прибыл к нам от Веги – звезды, находящейся на расстоянии около 25 световых лет. Это тёмно-красный объект диаметром 400 метров, сравнительно гладкий, состоящий из металлов и льда. Особенным его делает также то, что это первый замеченный нами объект, прилетевший из такой дали. Учёные продолжают изучать его, надеясь выяснить, как он добрался до нас.

Мы же на сегодня прощаемся, оставляя вас размышлять о том, сколько всего удивительного и интересного ждёт нас в необъятных просторах космоса.

Космос по-прежнему остается непознанным: чем больше мы погружаемся в его тайны, тем больше вопросов возникает.

Происхождение Вселенной

Это загадка из загадок, над которой еще долго будет биться человечество. Одна из самых первых научных гипотез – теория «Большого Взрыва» – была выдвинута советским геофизиком А. А. Фридманом в 1922 году, однако и сегодня является наиболее популярной при объяснении происхождения Вселенной.

Согласно гипотезе, в начале вся материя была сжата в одну точку, представляющую из себя однородную среду с чрезвычайно высокой плотностью энергии. Как только критический уровень сжатия был преодолен, произошел Большой Взрыв, после которого Вселенная начала свое постоянное расширение.

Ученых интересует, что же было до Большого Взрыва. По одной из гипотез - ничего, по другой – все: Большой Взрыв - это лишь очередная стадия бесконечного цикла расширений и сжатий пространства.
Однако теория Большого Взрыва имеет и уязвимые места. По мнению некоторых физиков, расширение Вселенной после Большого Взрыва сопровождалось бы хаотичным распределением вещества, а оно, напротив, упорядочено.

Границы Вселенной

Вселенная постоянно растет, и это установленный факт. Еще в 1924 году американский астроном Эдвин Хаббл с помощью 100-дюймового телескопа обнаружил расплывчатые туманности. Это были такие же галактики, как наша. Через несколько лет он доказал, что галактики удаляются друг от друга, подчиняясь определенной закономерности: чем дальше галактика, тем быстрее она движется.
С помощью мощных современных телескопов астрономы, погружаясь в глубины Вселенной, одновременно переносят нас в прошлое – в эпоху формирования галактик.

По свету, приходящему из дальних рубежей Вселенной, астрономы высчитали ее возраст – около 13,7 млрд. лет. Так же определился размер нашей галактики Млечный Путь – около 100 тыс. световых лет и диаметр всей Вселенной – 156 млрд. световых лет.

Однако американский астрофизик Нил Корниш обращает внимание на парадокс: если движение галактик так и будет равномерно ускоряться, то со временем их скорость превысит скорость света. По его мнению, в будущем уже нельзя будет «увидеть так много галактик», потому что сверхсветовой сигнал невозможен.
А что же находится за пределами обозначенных границ Вселенной? На этот вопрос пока нет ответа.

Черные дыры

Несмотря на то, что о существовании черных дыр было известно еще до создания теории относительности Эйнштейна, доказательства их присутствия в космосе получены сравнительно недавно.

Саму черную дыру увидеть нельзя, но астрофизики обратили внимание на движение межзвездного газа в центре каждой из галактик, в том числе и в нашей. Особенности поведения вещества дали ученым понять, что притягивающий его объект обладает «чудовищной» гравитацией.

Мощность черной дыры настолько велика, что окружающее ее пространство-время просто схлопывается. Любой объект, включая свет, попадая за так называемый «горизонт событий», оказывается навсегда втянут в черную дыру.

В центре Млечного Пути, по предположению ученых, располагается одна из самых массивных черных дыр – в миллионы раз тяжелее нашего Солнца.

Британский физик Стивен Хокинг предположил, что во Вселенной имеются и сверхмалые черные дыры, которые можно сопоставить с массой горы, уплотнившейся до размера протона. Может быть, изучение этого явления окажется доступным для науки.

Сверхновая

Когда звезда погибает, она озаряет космическое пространство ярчайшей вспышкой, способной по мощности превзойти свечение галактики. Это сверхновая звезда.

Несмотря на то, что по мнению астрономов, сверхновые звезды возникают регулярно, полные данные наука имеет только по вспышкам, зафиксированным в 1572 году Тихо Браге и в 1604 году Иоганном Кеплером.

По свидетельству ученых, продолжительность максимума блеска сверхновой около двух земных суток, однако последствия взрыва наблюдаются спустя тысячелетия. Так, считается, что одно из самых удивительных зрелищ во Вселенной – Крабовидная туманность – порождение сверхновой.

Теория сверхновых звезд еще далека от завершения, но уже сейчас наука утверждает, что это явление может возникать как при гравитационном коллапсе, так и при термоядерном взрыве. Некоторые астрономы высказывают гипотезу, что химический состав сверхновых звезд - это строительный материал галактик.

Космическое время

Время – величина относительная. Эйнштейн полагал, если отправить со скоростью света в космос одного из братьев-близнецов, то при возвращении он окажется гораздо моложе своего брата, оставшегося на Земле. «Парадокс близнецов» объясняется теорией, по которой чем быстрее движется человек в пространстве, тем медленнее течет его время.

Однако есть и другая теория: чем сильнее гравитация, тем больше замедляется время. Согласно ей, время на поверхности Земли будет течь медленнее, чем на орбите. Данную теорию подтверждают и часы, установленные на КА GPS, которые в среднем опережают земное время на 38700 нс/день.

Впрочем, исследователи утверждают, что за полгода пребывания на орбите космонавты наоборот выигрывают примерно 0,007 секунды. Все зависит от скорости движения космического аппарата. Чтобы на практике проверить теорию относительности.

Пояс Койпера

Обнаруженный в конце XX века за орбитой Нептуна пояс астероидов (пояс Койпера) изменил привычную картину Солнечной системы. В частности он предопределил судьбу Плутона, который из семейства планет перекочевал в когорту планетоидов.
Часть газов, оказавшихся при формировании Солнечной системы в наиболее удаленной и холодной области, превратилась в лед, образовав множество планетоидов. Сейчас их насчитывается больше 10 000.

Интересно, что совсем недавно был обнаружен новый объект – планетоид UB313 превышающий в своих размерах Плутон. Находку некоторые астрономы уже прочат на место убывшей девятой планеты.

Пояс Койпера расположившийся на расстоянии 47 астрономических единиц от Солнца, казалось бы, очертил окончательные границы для объектов Солнечной системы, однако ученые продолжают находить все новые, гораздо более удаленные и загадочные планетоиды. В частности астрофизики предположили, что ряд объектов пояса Койпера «к Солнечной системе отношения не имеют и содержат вещество чужой нам системы».

Обитаемые миры

По Стивену Хокингу, физические законы Вселенной везде одинаковы, следовательно, законы жизни тоже должны быть универсальными. Ученый допускает возможность существования жизни, подобной земной и в других галактиках.

Оценками жизнепригодности планет на основании сходства с Землей занимается относительно молодая наука – астробиология. Пока основные усилия астробиологов направлены на планеты Солнечной системы, но результаты их исследований не утешительны для тех, кто надеется найти органическую жизнь недалеко от Земли.

В частности, ученые доказывают, что на Марсе жизни нет и не могло быть, так как гравитация планеты слишком мала чтобы удерживать достаточно плотную атмосферу.

Более того, недра таких планет, как Марс, быстро остывают, что приводит к прекращению геологической активности, поддерживающей органическую жизнь.

Единственная надежда ученых - это экзопланеты других звездных систем, где условия могут быть сопоставимы с земными. Для этих целей в 2009 году был запущен космический аппарат «Кеплер», который за несколько лет работы обнаружил больше 1000 кандидатов в обитаемые планеты. Размер 68 планет оказался таким же, как и у Земли, но до ближайшей из них - не менее 500 световых лет. Так что поиск жизни в столь удаленных мирах - это вопрос не очень близкого будущего.

С начала времен человек смотрел на звезды, пытаясь разгадать их тайну. С тех пор в области астрономии, математики и физики было сделано множество прорывов. Но чем больше нам кажется, что мы понимаем, тем меньше мы на самом деле знаем.
Изображения в туманности Орел

Это одна из самых странных фотографий, когда-либо снятых в космосе. На самой картинке должно было быть изображено рождение звезды из газовых облаков. Однако когда фото показали на CNN, стали поступать сотни звонков от людей, рассказывающих про лицо в облаках. Когда поправили цвет изображения, стало отчетливо видна человеческая фигура. Ученые так и не смогли объяснить этот феномен.
Как образовались галактики?


Наука только недавно смогла объяснить, откуда появились звезды и планеты. Затем ученые обратили свое внимание на более глубокую тайну: откуда же появились галактики? Известно, что галактики не разбросаны как попало по космосу, скорее они находятся в скоплениях. У ученых есть 2 основные теории по поводу образования галактик. Первая состоит в том, что газы, оставшиеся после большого взрыва, скапливались вместе в галактики, в которых рождались звезды и планеты. Вторая же идет в обратном направлении: газы от большого взрыва образовали звезды и планеты по всей вселенной, и те сами из-за силы гравитации сгруппировались в галактики. Однако ни одна из теорий не была принята.
Другие Земли


Наша звезда, Солнце, всего лишь одна из миллиардов во вселенной. Если посмотреть на тот факт, что у нашей звезды 8 планет, и сделать расчеты, то можно представить, что, во вселенной приблизительно в 8 раз больше планет, чем звезд. Неужели невозможно, чтобы хотя бы на одной из них зародилась жизнь? Фактически с 2000 г были открыты сотни солнечных планет, вращающихся вокруг далеких звезд. Некоторые из них похожи на Землю, как например, планета Gliese 581d, на которых, говорят, есть вода. Но есть ли там жизнь? С достижениями в технике мы скоро это узнаем ответ на этот непростой вопрос. А пока это все еще одна из самых больших тайн космоса.
Есть ли другие вселенные?


Это один из самых противоречивых вопросов. Существует теория, согласно которой есть бесконечное число вселенных, каждая из которых имеет свои законы физики. Многие ученые отвергают эту теорию, так как нет математического закона, который бы доказал существование других вселенных. Однако нет и доказательств против. Это одна из тех тайн, которые можно было бы раскрыть, если бы мы могли путешествовать в космосе. Но так как вселенная все время расширяется, вряд ли человечество когда-либо узнает ответ.
Темная материя


Уравнение Альберта Эйнштейна E = MC^2 является одним из самых известных. Однако если применить его к космосу, появляются нестыковки. Когда мы используем это уравнение, чтобы определить, сколько материи должно быть во вселенной, то понимаем, что по его подсчетам всего лишь 4 %! И где же остальное? Многие верят, что оно существует в виде темной материи. Тогда где эта темная материя находится? Она везде, где нет видимой материи. Ученые еще не доказали, что такая материя существует. Тот факт, что ее нельзя увидеть, потрогать, а свет и радиоволны беспрепятственно проходят сквозь нее, только усложняет задачу.
Связь Марса и Земли


Говоря о жизни на других планетах, некоторые предлагают сначала поискать хотя бы в нашей собственной солнечной системе. Считалось, что на Марсе есть жизнь. Появлялись различные фотографии, доказывающие это, как например, лица, пирамиды и фигура похожая на обезьяну, сидящую на камне. Хотя ученые разоблачаю эти слухи, они все же признают, что, скорее всего, когда- то поверхность Марса покрывали жидкие океаны, до того как исчезло его магнитное поле. Возможно ли, что жизнь на Марсе все же существовала? Современные исследования должны дать ответ на этот вопрос.
Контакт с НЛО


Астронавты НАСА – одни из самых натренированных и специализированных работников в мире. Часто - это продвинутые ученые, способные объяснит практически все. Но даже их можно удивить. Один из самых известных случаев произошел в прямом эфире на NBC в 1963г. Майор Гордон Купер заканчивал свое 22 путешествие на орбите, когда от него пришел отчет, что из одного из окон корабля он увидел быстро приближающийся горящий зеленым светом объект. Затем объект резко повернулся и улетел. Майор был уверен, что это ему не привиделось, так как радары тоже засекли НЛО. По возращению на землю, журналисты хотели выяснить о происшествии, однако представители НАСА не позволили.
«Белые» дыры


Одним из самых великих достижений А. Эйнщтейна было математическое доказательство существования черных дыр. С развитием техники мы уже смогли обнаружить несколько, а одна из них, скорее всего, находится в центре нашей галактики. Удивительно, однако, то, что Эйнштейн на этом не остановился и доказал еще существование и белых дыр. Являясь полной противоположностью черным, белые дыры из ничего выстреливают огромное количество материи. Такой объект должен легко находиться, но это не так. Если такое произойдет, то мы сможем объяснить загадки, как например, откуда взялась материя, из которой сделаны галактики.
Руины на Луне


Возможно ли, что в поисках жизни не нужно далеко ходить? Теория о жизни на луне утверждает, что на спутнике есть древние руины и здания, но такие факты пресекаются. У этой теории до недавнего времени не было доказательств. Но появился человек, утверждающий, что он работал с изображениями луны и что там действительно были изображены какие строения. Недавно ученые объявили, что, возможно, они обнаружили воду под поверхностью луны. Для некоторых людей таких доказательств больше, чем достаточно.
Темная энергия


Темная энергия является самой большой загадкой вселенной. Говорят, она находится вокруг нас. Этим объясняется, почему в законах гравитации происходит столько аномалий. По закону гравитации такие большие объекты, как скопления галактик, должны притягивать друг друга. Но на самом деле галактики все больше отдаляются. Все это из-за того, что вселенная очень быстро расширяется. Чтобы ответить на вопрос, почему так происходит, ученые разработали теорию темной энергии, которая имеет противоположный гравитации эффект. Математические подсчеты показали, что если она все же существует, то занимает 74 % нашей вселенной, перевешивая гравитацию, и поэтому вселенная расширяется. Но до сих пор у нас нет убедительных доказательств, и эта тайна так и остается нераскрытой.

Чем дольше остается нерешенной загадка темной материи, тем больше появляется экзотических гипотез о ее природе, включая новейшую идею о наследовании гигантских черных дыр у предыдущей Вселенной.

Для того чтобы знать, что нечто существует, видеть его необязательно. Так когда-то по гравитационному влиянию на движение Урана были открыты Нептун и Плутон, а сегодня ведется поиск гипотетической Планеты Икс на дальних окраинах Солнечной системы. Но как быть, если такое влияние мы обнаруживаем повсюду во Вселенной? Взять хотя бы галактики. Казалось бы, если галактический диск вращается, то скорость звезд должна уменьшаться с ростом орбиты. Именно так, например, обстоит дело с планетами Солнечной системы: Земля несется вокруг Солнца на 29,8 км/с, а Плутон - на 4,7 км/с. Однако уже в 1930-х наблюдения за туманностью Андромеды показали, что скорость вращения ее звезд остается почти постоянной, как бы далеко на периферии они ни находились. Такая ситуация типична для галактик, и в числе других причин она привела к появлению концепции темной материи.

Карнавал проблем

Считается, что напрямую мы ее не видим: это загадочное вещество практически не взаимодействует с обычными частицами, в том числе не испускает и не поглощает фотоны, - но можем заметить по гравитационному влиянию на другие тела. Наблюдения за движениями звезд и облаков газа позволяют составлять детальные карты гало темной материи, окружающей диск Млечного Пути, говорить о важной роли, которую она играет в эволюции галактик, скоплений и всей крупномасштабной структуры Вселенной. Однако дальше начинаются трудности. Чем является эта таинственная темная материя? Из чего состоит и какими свойствами обладают ее частицы?

Главными кандидатами на эту роль уже многие годы остаются вимпы - гипотетические частицы, неспособные участвовать ни в каких взаимодействиях, кроме гравитационного. Обнаружить их пытаются как косвенно, по продуктам редких взаимодействий с обычной материей, так и напрямую, с помощью мощнейших инструментов, включая Большой адронный коллайдер. Увы, в обоих случаях результатов нет.

«Вариант, при котором БАК найдет только бозон Хиггса и ничего больше, недаром назвали «кошмарным сценарием», - говорит профессор Франкфуртского университета Сабина Хоссенфельдер. - То, что признаков новой физики не обнаружилось, служит мне однозначным сигналом: что-то тут неправильно». Уловили этот сигнал и другие ученые. После опубликования отрицательных результатов поисков следов темной материи с помощью БАК и других инструментов интерес к альтернативным гипотезам о ее природе явно растет. И некоторые из этих решений выглядят даже экзотичнее бразильского карнавала.

Мириады дыр

Что, если вимпов не существует? Если темная материя - это вещество, которое мы не можем увидеть, но видим эффекты его гравитации, то, быть может, это просто черные дыры? Теоретически на самых ранних этапах эволюции Вселенной они могли образоваться в огромном количестве - не из погибших звезд-гигантов, а в результате коллапса сверхплотной и горячей материи, заполнявшей раскаленный космос. Одна беда: до сих пор не удалось найти ни одной первичной черной дыры, и достоверно неизвестно, существовали ли они когда-нибудь вообще. Впрочем, во Вселенной достаточно и других черных дыр, подходящих на эту роль.

Зонд Voyager 1

Наблюдения дальнего космического зонда Voyager 1 не обнаружили никаких следов хокинговского излучения, которое могло бы свидетельствовать о появлении первичных черных дыр микроскопического размера. Впрочем, это еще не исключает существования более крупных подобных объектов.

Начиная с 2015 года интерферометр LIGO зарегистрировал уже 11 гравитационных волн, и 10 из них были вызваны слияниями пар черных дыр массами в десятки масс Солнца. Само по себе это крайне неожиданно, ведь подобные объекты образуются в результате взрывов сверхновых, и погибшая звезда теряет при этом большую часть своей массы. Получается, что предшественниками слившихся дыр были звезды действительно циклопических размеров, какие уже давно не должны рождаться во Вселенной. Другую проблему создает образование ими двойных систем. Взрыв сверхновой - событие настолько мощное, что любой близкий объект будет выброшен далеко прочь. Иными словами, LIGO зарегистрировал гравитационные волны от объектов, появление которых остается загадкой.

В конце 2018 года к таким объектам обратились астрофизик Гринвичского научно-технологического института Николай Горькавый и нобелевский лауреат Джон Мазер. Их расчеты показали, что черные дыры массами в десятки масс Солнца вполне могли бы сложить галактическое гало, которое останется практически невидимым для наблюдений и при этом создаст все характерные аномалии в строении и движении галактик. Казалось бы, откуда на далекой периферии галактики взяться нужному количеству таких больших черных дыр? Ведь подавляющее большинство массивных звезд рождается и гибнет ближе к центру. Ответ Горькавый и Мазер дают почти невероятный: эти черные дыры не «взялись», они в определенном смысле существовали всегда, с самого начала Вселенной. Это остатки предыдущего цикла в бесконечной череде расширений и сжатий мира.

Скорости движения звезд в центре и на периферии галактики

Сплошной линией показана реальная орбитальная скорость звезд и газа, вращающихся вокруг центра галактики; пунктирной - ожидаемая при отсутствии влияния темной материи.

Реликты перерождений

Вообще, Большой отскок - модель в космологии не новая, хотя и недоказанная, существующая наравне со множеством других гипотез эволюции космоса. Возможно, что в жизни мироздания периоды расширения действительно сменяются сжатием, «Большим схлопыванием» - и новым отскоком-взрывом, рождением мира следующего поколения. Однако в новой модели этими циклами дирижируют черные дыры, выступая в роли и темной материи, и темной энергии - таинственной субстанции или силы, вызывающей ускоренное расширение нашей Вселенной.

Предполагается, что, поглощая вещество и сливаясь друг с другом, черные дыры могут накапливать все большую часть от общей массы Вселенной. Это должно приводить к замедлению ее расширения и затем к сжатию. С другой стороны, при слиянии черных дыр значительная часть их массы теряется с энергией гравитационных волн. Поэтому образующаяся в результате дыра будет легче суммы своих бывших слагаемых (например, первая зарегистрированная LIGO гравитационная волна родилась при слиянии черных дыр массами 36 и 29 солнечных с образованием дыры массой «всего лишь» 62 солнечных). Так может терять массу и Вселенная, сжимаясь и заполняясь все более крупными черными дырами, включая одну самую большую - центральную.

Масса черных дыр и нейтронных звезд LIGO

Наконец, после долгой череды слияний черных дыр, когда значительная часть массы Вселенной «утечет» в виде гравитационных волн, она начнет разлетаться во все стороны. Со стороны это будет похоже на взрыв - Большой взрыв. В отличие от классической картины Большого отскока, полного уничтожения предыдущего мира в такой модели не происходит, а новая Вселенная напрямую наследует некоторые объекты у материнской. Прежде всего это все те же черные дыры, готовые снова сыграть в ней обе главные роли - и темной материи, и темной энергии.

Николай Горькавый, доктор физико-математических наук, лауреат Государственной премии СССР, директор Гринвичского научно-технологического института (GIST): «Вселенная полна черных дыр, при слиянии сбрасывающих массу в гравитационные волны. Их множественные слияния и быстрое уменьшение массы в момент сжатия Вселенной легко объясняют сильную «антигравитацию» Большого взрыва. А долговременный рост с поглощением гравитационных волн и их обратным превращением в массу объясняет относительно слабую «гипергравитацию» и ускоренное расширение современной Вселенной. Такая модель базируется только на общей теории относительности, свободна от введения любых «темных сущностей» и предсказывает весь спектр черных дыр, от звездных масс до сверхмассивных. Проверить ее помогут новые наблюдения LIGO».

Великая праматерь

Итак, в этой необычной картине темной материей оказываются крупные черные дыры, передающиеся по наследству от Вселенной к Вселенной. Но нельзя забывать и о «центральной» черной дыре, которая должна формироваться в каждом таком мире накануне его гибели и сохраняться в следующем. Расчеты астрофизиков показали, что ее масса в нашем сегодняшнем космосе может достигать невероятных 6 х 1051 кг, 1/20 от массы всей барионной материи, - и непрерывно увеличиваться. Ее рост может приводить ко все более быстрому растяжению пространства-времени и проявляться как ускоряющееся расширение Вселенной.

Конечно, присутствие такой циклопической массы должно приводить к появлению заметных неоднородностей в крупномасштабной структуре Вселенной. Кандидат на такую неоднородность уже имеется - астрономическая Ось зла. Это сравнительно слабые, но весьма тревожные признаки анизотропии Вселенной - структурированности, которая проявляется в ней на самых больших масштабах и никак не согласуется с классическими взглядами на Большой взрыв и все, происходившее после него.

Попутно экзотическая гипотеза решает и еще одну астрономическую загадку - проблему неожиданно раннего появления сверхмассивных черных дыр. Такие объекты расположены в центрах крупных галактик и неизвестным пока способом успели набрать массу в миллионы и даже миллиарды масс Солнца уже в первые 1−2 млрд лет существования Вселенной. Неясно, где они могли бы в принципе найти столько вещества и тем более когда могли бы успеть его поглотить. Но в рамках идеи с «наследуемыми» черными дырами эти вопросы снимаются, ведь зародыши их могли достаться нам еще от прошлой Вселенной.

Жаль, что экстравагантная гипотеза Горькавого пока всего лишь гипотеза. Чтобы она стала полноценной теорией, нужно, чтобы ее предсказания совпали с данными наблюдений - причем с такими, которые невозможно объяснить традиционными моделями. Конечно, будущие исследования позволят сверить фантастические выкладки с реальной действительностью, но случится это явно не в ближайшее время. Поэтому пока вопросы о том, где скрывается темная материя и что такое темная энергия, остаются без ответа.