Знаки Всесвіту: Учені спостерігають у космосі незрозумілий феномен і підозрюють у ньому якесь послання
За деякими “непрямими” ознаками вчені бачать щось дуже дивне у великомасштабній структурі Всесвіту.
Напевно, більшість людей бачили хоча б один ось такий анімаційний ролик, який одночасно і викликає захоплення, і, можливо, наводить певний жах: ми з вами вплетені в тканину великої космічної павутини. До того ж здебільшого ця тканина невидима: нитки, уздовж яких простягаються блискучі в темряві галактики, складаються здебільшого з так званої темної матерії — матерії, яку не видно, але яка разів у п’ять масивніша за всі галактики Всесвіту, разом узяті. Саме її гравітація й утримує ці галактики. Темна матерія — основа, каркас усієї цієї космічної архітектури. Можна сказати, галактики — це лише невелика прикраса чудової й невідомої за своєю природою тканини.
Мимоволі виникає запитання: як людському розуму вдалося осягнути такий масштаб, як ми, земляни, змогли побачити цю фантастичну картину? Почалося це ще близько сотні років тому, коли з’ясувалося, що таких галактик, як наш рідний Чумацький Шлях, і таких, що на нього зовсім несхожі, незліченна безліч. І вони одна від одної віддаляються дедалі швидше і швидше: Всесвіт розширюється під дією таємничої “антигравітації” – якоїсь, на наш погляд, надприродної сили, якою володіє загадкова “темна енергія”. Ця енергія становить близько 70-75% усього, що є у Всесвіті. Далі з’ясувалося, що в будь-якій галактиці укладено в кілька разів більше маси, ніж маса всіх її зірок і чорних дір, разом узятих, і вчені зрозуміли, що є прихована маса — темна матерія. Вона, за підрахунками, являє собою відсотків 20 усього сущого. І решта відсотка чотири — все те, що ми бачимо: галактики, зірки, планети, і щонайменше на одній із цих планет — розумні істоти, які хочуть зрозуміти, де і для чого вони опинилися.
Те, що між порожнечами, які роздмухуються темною енергією, переплітаються нитки речовини, яка має гравітацію, спочатку вчені побачили “в умі”. Однією з ключових фігур у пізнанні великомасштабної структури Всесвіту був радянський фізик Яків Зельдович, з яким, треба сказати, неодноразово зустрічався Стівен Гокінг у ті часи, коли про легендарного тепер британського космолога ще мало хто знав. А потім побудована фізиками суто умоглядна картина стала підтверджуватися спостереженнями. Ось, приміром, одне з них — скупчення з півтори, а можливо, і двох тисяч галактик у сузір’ї Діви мало не за 500 мільйонів світлових років від нас. Як видно, біля нього ще кілька менших галактичних скупчень, і вони разом із нашою Місцевою групою (що складається з Чумацького шляху й Андромеди з їхніми численними карликовими галактиками — супутниками) утворюють Місцеве надскупчення.
Галактичне скупчення Діви. Фото © Wikipedia / Олександр Антонов
Поблизу від нього, в сузір’ї Волосся Вероніки, спостерігається ще одне подібне надскупчення. Видно й багато інших. І якщо продовжувати “збільшувати масштаб”, то виходить ось така плоска, неймовірних розмірів структура, що складається з галактичних ниток, на перетинах яких розташовані “вузли”, гігантські згустки з галактик. “Велика стіна”.
Великомасштабна структура Всесвіту “Велика стіна CfA2”. Фото © Wikipedia / Pablo Carlos Budassi
З подібних “великих стін” і побудовано Всесвіт, який доступний нам для спостереження в радіусі близько 46 мільярдів світлових років і який існує близько 13 мільярдів років. А оскільки, зазираючи в Космос, ми зазираємо в минуле, то за станом вселенського павутиння можна скласти уявлення, як він формувався і дійшов до того стану, в якому є зараз. Як пояснюють астрофізики з Університету Мічигану, кожен згусток видимої та зрозумілої нам матерії згодом ущільнюється, вбирає в себе дедалі більше й більше галактичних скупчень і надскоплень, і таким чином зростає. Одночасно між цими згустками стають дедалі виразнішими галактичні нитки. Загалом виходить, що павутина стає дедалі яскравішою, більш насиченою і значною.
Хронологію еволюції космічної павутини вчені відновлювали за двома ознаками. По-перше, за тим, як через Всесвіт проходить реліктове випромінювання — залишкова енергія Великого вибуху, яка досі заповнює Космос як якесь слабке “фонове” випромінювання. Астрофізики розпізнають його, тому що воно відрізняється від світла зірок і галактик. Так ось, ці реліктові фотони на своєму шляху до земних телескопів обов’язково проходять через великомасштабні ниткоподібні вселенські структури. Гравітація великого павутиння спотворює ці потоки реліктового випромінювання, і за цим ефектом спотворення можна судити, наскільки солідні й масивні його причини. І, по-друге, приблизно за тим самим принципом відстежують, як іде світло від галактик: воно теж спотворюється під впливом величезних структур космічної павутини. При цьому за реліктовим випромінюванням судять про всесвітню тканину на більш ранніх етапах її “життя”, а за світлом від галактик — про те, що вона собою являє зараз або являла собою не так давно.
Так ось, під час зіставлення результатів цих двох способів дослідження космічного павутиння виявилася дуже загадкова річ: цей процес його розростання з незрозумілих причин зараз відбувається набагато повільніше, ніж ми можемо припускати, з урахуванням впливу і темної матерії, яка “плете” це павутиння, і темної енергії, яка розширює простір між нитками. Дослідники навіть пишуть, що цей процес, який аномально гальмується, є протиріччям Загальної теорії відносності Ейнштейна, а ця теорія відкрила нам, що гравітація — це викривлення тканини простору-часу будь-якою речовиною, що має масу. Якщо спочатку зростання космічного павутиння йшло інтенсивніше, ніж зараз, то щось заважає гравітації збирати, ущільнювати й нарощувати велике павутиння Всесвіту. Вчені підкреслюють, що спостереження і вимірювання на цю тему вони повторювали неодноразово, тому тут або йдеться про систематичні помилки, або все-таки про те, що ми знову стикаємося з чимось невідомим, поки що не зрозумілим.
– Чесно кажучи, я відчуваю, що Всесвіт намагається нам щось сказати. Тепер ми, космологи, повинні інтерпретувати ці результати, — поділився професор фізики Мічиганського університету Драган Хутерер.
