Знание-сила, 2001 № 11 (893) | страница 27




Остаточное излучение, испущенное Вселенной в возрасте 300 тысяч лет, было своего рода окошком, позволявшим «увидеть» процесс рождения Вселенной. Ученым безумно хочется понять, что тогда происходило, но они располагают для этого только теоретическими возможностями. Гипотез много, а выбрать между ними позволяют лишь экспериментальные данные. Открытие остаточного излучения как раз и принесло первые такие данные.

Постепенно, по мере того как другие ученые вслед за Пензиасом и Вильсоном исследовали его на разных миллиметровых, сантиметровых и дециметровых волнах (да, такая вот обыденность: его непрестанное «шипенье» в дециметровом диапазоне составляет около одного процента всех шумов в наших телевизорах), выяснилось, что его спектр (распределение энергии по разным длинам волн) близок к спектру равновесного теплового излучения, как если бы его излучало тело, нагретое примерно до трех градусов Кельвина. И на всех длинах волн оно демонстрировало завидное постоянство: в любой точке неба его температура была одинакова. Значит, в момент «расцепления света с веществом» все излучающие участки Вселенной тоже имели одинаковую температуру, то есть находились, как говорят, в тепловом равновесии друг с другом.

Но если вдуматься, в этом предсказании была некая неувязка. Если Вселенная была совершенно однородной, как могли образоваться те галактики, которые мы видим в ней сегодня? А тем более тот сложный пространственный узор, который они образуют, собираясь в огромные плоские скопления вроде «стенок», разгораживающих космос на «пустые ячейки», а также в «струны», прорезающие эти «стены»?

Теория Биг Бэнга решала вопрос о происхождении галактик, предполагая, что случайные сгущения вещества, ставшие зародышами будущих галактик, образовались много позже «расцепления света с веществом». Но подсчеты теоретиков показали, что в таком случае эти зародыши даже за 15 миллиардов лет не могли образовать такую сложную пространственную структуру, которая наблюдается сегодня. Однако те же подсчеты постепенно начали выявлять в стандартной теории Биг Бэнга и другие противоречия, настоятельно требовавшие решения. Такие решения выдвигались, но для их проверки нужен был более тонкий «щуп», чем первоначальная грубая карта остаточного излучения Пензиаса – Вильсона, позволявшая различить только детали больше десяти угловых градусов.

Например, чтобы решить, существовали ли зародыши галактик уже в ранней (горячей) Вселенной, нужна была карта с десятикратно более высоким разрешением. По всему поэтому решено было запустить в космос специальный спутник, который бы «заснял» эту карту без земных помех и с помощью более чувствительных приборов. Этот спутник, получивший название СОВЕ (Cosmic Background Explorer), был запущен НАСА в 1999 году, но сбор данных и их обработка потребовали такого времени, что результаты были объявлены только в 1992 году. Они произвели сенсацию. На второй «фотографии прошлого», сделанной с разрешением в один угловой градус, выявились некие поразительные детали, которые научный руководитель эксперимента Джордж Смут метафорически назвал «морщинами времени» на «лице Бога». Его фраза облетела мир, сделала его знаменитым и принесла ему гонорар в 600 тысяч долларов за книгу об этих «морщинах», а также укоры со стороны некоторых коллег. Что, однако, означала эта фраза? Чтобы понять ее, нам снова придется немного углубиться в теорию.