Тёмная, тёмная энергия тёмной, тёмной материи...

– Сегодня мы как раз приступаем к общему обзору современной космологии, – сказал, наконец, профессор Гутт, – который и начнём с перечисления основных загадок, стоящих перед ней. Первая проблема – гравитационная сингулярность. Общеизвестна ньютоновская формула для гравитационного притяжения, зависящего от массы тела и от квадрата обратного расстояния до его центра. Если в формуле принять массу постоянной и устремить радиус сферического тела к нулю, то есть сжимать тело в точку, то гравитационная сила и плотность самого тела устремится в данной точке к бесконечности. Физики назвали точку бесконечного сжатия «сингулярностью» от латинского singularis – отдельный, особый.
Это не просто гипотетический случай. Ещё в двадцатом веке Чандра, Пенроуз и Хокинг математически строго доказали, что сжатие или коллапс массивной звезды неизбежен – его невозможно остановить! Следовательно, вещество звезды или всей Вселенной должно сжаться в сингулярную точку. Многие учёные считали, что наличие сингулярности в решении уравнений означает величайший кризис в физике…
Профессор посмаковал острую проблему сингулярности и воскликнул:
– Сжатие в точку целой Вселенной! Сотни миллиардов галактик; в каждой сотни миллиардов звёзд; любая весом в сотни миллионов миллиардов тонн раскалённого вещества – и всё должно уместиться в одной точке, не имеющей размера вообще! Да – судьба незавидная, но неизбежная. Ведь с математической теоремой не поспоришь! – и он назидательно посмотрел на спокойную Никки.
– Ну ну, профессор, – свободно сказала девочка с астероида, – с математической теоремой и не нужно спорить, нужно обсуждать – соответствует ли данная теорема физической реальности. Предположение о постоянстве массы сразу делает категоричный пафос теоремы о сингулярности неприменимым к реальной Вселенной. Теорема Пенроуза Хокинга математически верна, но физически бессмысленна!
– Предлагаю не высказывать ваши замечания до тех пор пока я не разрешу вам говорить! – вскричал негодующий профессор, дёрнул головой и продолжил лекцию. – Большинство полагает, что проблема сингулярности исчезнет в квантовой теории гравитации, к построению которой мы вплотную приблизились за последние десятки лет. Сжавшись в микроскопический объём, Вселенная впадет в квантовую дрожь из за неопределенности Гейзенберга и, возможно, избежит сжатия в точку, а может, снова расширится. Пока непонятно, как сжатая Вселенная преодолеет собственное могучее притяжение… Большинство надеется, что ещё не построенная квантовая теория гравитации решит и эту проблему.
Никки сердито, но тихо проворчала:
– Если справедливость теорий решается голосованием большинства, да ещё заранее, – значит, теоретическая наука тихо скончалась…
– Расширение Вселенной началось с Большого Взрыва. Причина Большого Взрыва и рождения нашей Вселенной – это вторая проблема современной космологии. Ближе всех к разгадке – буквально на её пороге! – стоит теория раздувания вакуума или инфляции.
Никки пробурчала себе под нос:
– Эта раздутая теория стоит на пороге разгадки так давно, что пустила там корни, обросла пенсионерами и стала достопримечательностью для туристов…
– Теория инфляции предполагает, что до Большого Взрыва ничего – даже самого времени! – не существовало. Вселенная родилась из нестабильного вакуума. Почему вакуум стал нестабилен?.. э э… не будем пока об этом… в некий момент времени… гм… это не совсем понятно, так как времени ещё не было… из вакуума выделилось обычное вещество с положительной энергией и гравитационное поле с отрицательной энергией… Мы ещё не знаем смысла отрицательной энергии, но надеемся скоро понять – что она из себя представляет…
– Кошмарный кошмар она из себя представляет. Зарплату таким мыслителям надо платить отрицательными долларами…
– В сумме энергия Вселенной равнялась нулю, но количество каждой из её компонент – положительной и отрицательной – увеличивалось… Почему эти компоненты решили вырасти – сказать трудно, но почему бы и нет если это разрешено правилом сложения отрицательных и положительных чисел?.. Так сказать, бесплатный ланч… хе хе… видимо, закон благотворительности работает и в космосе…
– Первый раз в своей детской жизни слышу такой детский лепет…
Аудитория засмеялась, и профессор обрадовался успеху своей лекции.
– В первую долю секунды времени во Вселенной действовало мощное отталкивающее поле пока непонятной природы… отрицательное давление вакуума? – которое и породило Взрыв… Важно тщательно подобрать по величине это давление… мы ещё не знаем, откуда оно возьмётся в нужном нам количестве, но оно обязательно должно быть, так как без него наша теория работать не будет!
– …! Ой, извини, Робби, я как то обещала тебе не выражаться…
– Ладно, я не вижу на ваших лицах сосредоточенности, так что детальное изложение этой замечательной теории, в которой за многие годы интенсивного развития осталось не больше полудюжины туманных мест, я отложу на последующие лекции…
– О, Волопас, и этот инфантильный бред мы будем изучать? Космическая мыльная опера о выдувании пузырей…
– Третья космологическая проблема – ускорение Вселенной. Представим себе, что мы, стоя, скажем; на Земле, бросили вверх камень и вместо замедления подъёма и падения увидели поразительное самопроизвольное ускорение камня и уход его в дальний космос. Именно такое скандальное поведение вещества мы наблюдаем во Вселенной! На больших масштабах в нашем мире царит не притяжение, а отталкивание из за непонятной антигравитации. Сила, расталкивающая Вселенную, примерно в два раза превосходит силу притяжения между галактиками. Феномен ускорения Вселенной – величайшая загадка теоретической физики. «Модификаторы» пытаются заменить теорию относительности на новую теорию гравитации с отталкивающей силой.
– Прежде чем отказываться от теории старика Эйнштейна, хорошо бы найти хотя бы пару человек, которые доподлинно знают, в чём она заключается…
– «Кладоискатели» ищут неизвестные мировые субстанции: «тёмную энергию» – загадочное нечто с отрицательным давлением, – которая приводит к антигравитации… и ещё таинственное отталкивающее поле, названное «квинтэссенцией духов» или «настойкой из привидений» – очень уж оно неуловимо…
– Лишние сущности плодятся как мухи. Оккам устал махать бритвой… Впору звать священника со святой водой.
– Четвёртая главная проблема современной космологии – это темнота материи… – Профессор Гутт подошёл к столу и отпил воды из стакана. – Мы можем вычислить массу Вселенной, но мы не можем найти, где находится эта масса. Наблюдаемого вещества в виде воды… – профессор поднял повыше стакан, – земли и воздуха, звёзд и галактик недостаточно, чтобы обеспечить измеренную массу нашего мира. Поэтому «кладоискатели» ищут в космосе «тёмную материю» – ещё неизвестный вид элементарных частиц…
– Поставленные перед выбором: чего не хватает? – мозгового вещества в их головах или тёмного вещества во Вселенной – учёные единодушно решили, что ущербна Вселенная…
– … суммарный вес этих тёмных частиц во много раз больше, чем вес всех звёзд!
– Любителям тёмной материи стоит подумать о профессии золотаря…
– Я ответил на ваш вопрос об основных космологических проблемах, мисс Гринвич? – спросил Гутт.
– Сэр, вы поразили меня до глубины моей бесхитростной души, – ответила Никки. – Верно ли, что четыре основные проблемы космологии существуют очень долго и их решения принято искать по трём различным направлениям – в теории квантовой гравитации, в теории раздувания вакуума с парой новых физических полей и в рамках физики элементарных частиц, где потерялись тёмные частицы?
– В целом вы неплохо усвоили содержание сегодняшней лекции, – снисходительно похвалил Никки профессор Гутт.
– Профессор, я в недоумении, – продолжала Никки, – обычно наука находит объяснения для наблюдаемых феноменов довольно быстро. А тут четыре глобальные проблемы не решаются уже столько времени! Может быть, причина этого именно в том, что их решения ищутся в различных направлениях? Системология подсказывает: все четыре проблемы должны решиться в рамках единой концепции. Перепрыгнуть пропасть в три прыжка нельзя. Тесная связь всех космологических проблем очевидна – Большой Взрыв обратен гравитационному коллапсу, а тёмная материя сопоставима по количеству с тёмной энергией. Значит, все эти загадки должна решить теория гравитации – ведь других сил в масштабе Вселенной нет. Если гравитацию нельзя компенсировать другими физическими силами, то остаётся один вариант – победить гравитацию самой гравитацией. Гравитационное притяжение – вовсе не единственный эффект гравитационного поля, поэтому мы можем натравить гравитационные феномены друг на друга до полного взаимного уничтожения.
Профессор Гутт слушал с выражением глубокого скепсиса на лице.