Версия для печати
Вернуться к списку

Родом из вакуума

Американские ученые объявили о находке "послания Создателя Вселенной". По мнению астрофизиков Стивена Хсу и Энтони Зи, послание зашифровано в реликтовом излучении - в самых древних электромагнитных волнах, возникших при зарождении Вселенной

Создатель отправил послание в очень неспокойное время. Шел трехтысячный год с момента Большого взрыва. Все это время Вселенная представляла собой кипящую плазму - разрозненные элементарные частицы из-за высокой температуры никак не могли собраться в атомы. Весь свет, излучаемый плазмой, тут же поглощался обратно. Трехтысячный год стал знаменательным в истории Вселенной. Температура упала до привычных нам масштабов, образовались первые атомы, а кипящий бульон превратился в газ. Вселенная стала прозрачной, и тогда хлынул свет. Этот свет и называют реликтовым излучением. Спустя 14 миллиардов лет древний свет потерял былую силу и превратился в слабые радиоволны.

ПИСЬМО ИЗ КОСМОСА

- Сегодня реликтовое излучение представляет собой волны в диапазоне частот от 500 Мгц до 500 Ггц, - говорит ведущий сотрудник Института ядерной физики академик РАН Валерий Рубаков. - Это излучение есть буквально везде, каждый кубический сантиметр пространства Вселенной содержит 500 древних фотонов. Но, чтобы их обнаружить, нужны высокочувствительные антенны. Лучше всего реликтовое излучение ловить непосредственно в космосе, где на порядок меньше посторонних шумов.

Непосредственно в космосе реликтовое излучение вот уже шесть лет ловит американский зонд WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Недавно специалисты НАСА расшифровали данные последних трех лет наблюдений и составили детальную карту распределения температуры реликтового излучения. На карте холодные точки обозначены синим, а теплые - красным. Именно это причудливое распределение температур и сподвигло астрофизиков Хсу и Зи на свою гипотезу. Они предположили, что это не что иное, как двоичный код, которым Создатель зашифровал послание. По оценке ученых, сообщение содержит примерно 10 килобайт информации - две страницы текста. Авторы идеи считают, что там зашифрованы фундаментальные законы физики, хотя есть мнения, что Создатель мог просто оставить некоторый штамп, типа "изделие N такое-то".

"Создатель вряд ли адресовал свое "послание" одним лишь людям. Скорее сразу всем существам во Вселенной, - пишут астрофизики в своей статье "Письмо с неба". - Следовательно, "послание" должно быть универсальным, видимым отовсюду и храниться неограниченно долго. По всем этим параметрам лучше реликтового микроволнового излучения и не найти".

Так или иначе, но для расшифровки послания требуется более детальная карта распределения температур реликтового излучения. Это будет возможно после запуска в следующем году аппарата Plane - европейского зонда нового поколения.

ВСЕ ИЗ НИЧЕГО

Сегодняшняя карта распределения температур выглядит очень красиво - красные и синие точки сливаются на небесной сфере в невиданные материки. Я старательно вглядываюсь в нагромождение точек: вдруг "послание Создателя Вселенной" откроется мне и так, без расшифровки двоичного кода.

- Какой Создатель? ! Какое послание? ! - недоумевает Рубаков. - Реликтовое излучение прекрасно вписывается в существующую картину мира, в которой нет места потусторонним силам.

Он тоже смотрит на карту, но видит на ней не руку Создателя, а некоторые возмущения плотности, которые присутствовали в юной Вселенной.

- Если реликтовое излучение одним разом хлынуло в пространство, почему оно бывает холодным и горячим? - спрашиваю я академика.

- Все дело в том, что плотность во Вселенной неоднородна. Сегодня эта неоднородность очевидна - где-то существуют скопления галактик, а где-то вещество разрежено. Но и тогда, в возрасте трех тысяч лет, плотность была разной. Более "горячие" фотоны приходят к нам из областей, где вещество было более плотным и горячим. Но разница "горячих" и "холодных" реликтовых фотонов очень мала - примерно одна стотысячная градуса.

Тогда, на заре Вселенной, "высокая плотность среды" означала не твердый комок вещества, а всего лишь радиоволны. Те волны, которые обладали большим напряжением, притягивали к себе новые элементарные частицы, обрастая ими, как снежный ком. Зная благодаря карте WMAP, откуда пришли "горячие" фотоны, ученые просчитывают, каким образом перераспределялось вещество во Вселенной.

- Смотрите, - Рубаков показывает на красное скопление точек, - раз здесь было такое сильное возмущение, то со временем оно скорее всего выросло до скопления галактик. Это буквально фотография Вселенной, какой она была в возрасте трех тысяч лет с момента образования.

ОТКРЫТИЕ ПРОШЛОГО

Открытие реликтового излучения трудно переоценить. Впервые его существование предположил еще в 1946 году российский академик Георгий Гамов, который разработал модель "горячей" Вселенной, применив в космологии идеи ядерной физики и термодинамики. Ученые справедливо полагали, что от любого горячего предмета, будь то сковорода или Вселенная, должно исходить тепло - реликтовое излучение, которое бы полностью подтвердило "горячую" модель. С другой стороны, считалось, что поймать древние фотоны просто невозможно. Слишком фантастичным в те годы казалось, что можно обнаружить нечто отдаленное от нас на миллиарды лет в прошлое. Предполагали, что реликтовое излучение заглушается другими шумами и его нельзя разглядеть с помощью наблюдательных приборов. Тем не менее излучение открыли в 1965 году, правда, совершенно случайно. Американские радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Вильсон испытывали антенну для передачи изображения из Америки в Европу. После того как эксперименты были закончены, ученые решили измерить радиоизлучение межзвездной среды внутри нашей Галактики. Но работа не заладилась - чувствительный радиотелескоп выдавал непонятный посторонний шум. Больше месяца американцы пытались избавиться от шума, предполагая, что дело в самой антенне. Но шум никуда не девался, он был постоянным, шел сразу со всех сторон, в любое время суток. Тут-то и стало ясно, что ученые нашли то, что считалось ненаходимым, - реликтовое излучение. За свое открытие Вильсон и Пензиас получили Нобелевскую премию.

После этого главной задачей астрофизиков стало определение характера реликтового излучения - нужно было найти те "шероховатости", которые отпечатались в древнем свете при контакте с первовеществом. Такие данные были получены в Институте космических исследований АН СССР в ходе эксперимента "Реликт". За полгода наблюдений спутник "Прогноз-9" сделал свыше 10 тысяч измерений реликтового излучения. Правда, компьютеры тогда были настолько несовершенны, что обработка данных заняла годы. В итоге об открытии разницы температур в реликтовом излучении было объявлено лишь в январе 1992 года, но документально это исследование оформить не успели. А через три месяца с аналогичным открытием выступили специалисты НАСА, которым и достались лавры первооткрывателей. Они первыми опубликовали радиокарты - самые первые "фотографии" молодой Вселенной.

- Уже тогда газеты посвящали этому событию статьи и окрестили эти радиокарты ликом Господа Бога, - вспоминал позже один из участников эксперимента "Реликт", Михаил Сажин. - Но все-таки хочется заметить, что первым "лик Бога" увидел наш соотечественник Андрей Брюханов.

ВОЗМУЩЕНИЕ ПУСТОТЫ

С тех пор "послание Создателя" стало важнейшим источником информации для астрофизиков всего мира. Благодаря ему был точно определен возраст нашей Вселенной - 13, 7 миллиарда лет (до этого данные грешили двумя-тремя миллиардами). Было также просчитано, что на самом деле наша Вселенная плоская, а не шарообразная, как считалось раньше.

Другая сенсация подтверждается буквально сегодня. Новые данные WMAP доказывают существование инфляционной стадии Вселенной. Инфляционная стадия -это мгновения до Большого взрыва, когда не было ничего, кроме вакуума, по которому, как рябь по воде, проходили слабые звуковые и гравитационные волны. Мгновенное расширение Вселенной колоссально увеличило эти возмущения, превратив их из ряби в огромные волны, которые позже стали теми точками отсчета, вокруг которых образовалось вещество.

- Последние исследования WMAP указывают, что им удалось увидеть в реликтовом излучении "отпечаток" тех самых древних гравитационных волн, - поясняет Рубаков. - Представляете, что значит подтверждение инфляционной теории?

- Нет, - честно призналась я

- Это значит, что все, что мы сегодня видим, включая нас самих, - порождение флуктуации вакуума.

- Порождение пустоты? - переспросила я. - Да, что-то подобное многим приходит в голову по утрам. А как вы считаете, стоит ли американским астрофизикам пытаться разглядеть в реликтовом излучении "послание Творца"?

- В науке есть много серьезных физиков, которые верят в Бога, - признает Рубаков напоследок. - Но никто из них не будет искать Бога так уж прямолинейно.

- Как все начиналось Перед тем как приобрести сегодняшний вид, Вселенная прошла восемь стадий развития:

1 Планковская эра 10.43 секунд. Происходит отделение гравитационного взаимодействия. Размер Вселенной в этот момент равен 1.35 метру. На 10.37 секунде происходит инфляционное расширение Вселенной.

2 Эра великого объединения 10.35 секунд. Разделение сильного и электрослабого взаимодействий.

3 Адронная эра 10.6 секунд. Аннигиляция протон-антипротонных пар. Кварки и антикварки перестают существовать как свободные частицы.

4 Лептонная эра 1 секунда. Формируются ядра водорода. Начинается ядерный синтез гелия.

5 Эра нуклеосинтеза 3 минуты. Вселенная состоит на 75 процентов из водорода и на 25 процентов из гелия, а также следовых количеств тяжелых элементов.

6 Радиационная эра 1 неделя. К этому времени излучение термализуется.

7 Эра вещества 300 тысяч лет. Ядра водорода и электроны рекомбинируют. Вселенная становится прозрачной для излучения. Через 10 тысяч лет во Вселенной появляется вещество.

8 Звездная эра 13, 7 млрд. лет. Текущий момент развития Вселенной. В течение 1-го миллиарда лет были сформированы первые галактики, за ними - в течение еще 1 млрд. лет - первые звезды. Еще 9 млрд. лет ушло на образование Солнечной системы.