Во Вселенной обнаружена связующая нить

Осенью 2003 года совместная российско-итальянская группа астрономов, в которой лидирующую роль играл профессор МГУ имени М.В. Ломоносова Михаил Сажин, сообщила о возможной идентификации уникального объекта Вселенной – космической струны. Ученые обнаружили пару практически идентичных галактик CSL-1, расположенных от нас на расстоянии 6–7 млрд. световых лет. Расстояние между самими галактиками – около 40 килопарсек (1 парсек = 3 световых года, 3,1х10¹⁶ м). Астрофизикам давно известны подобные объекты – такое «раздваивание» вызвано наличием массивных тел (гравитационных линз) на пути лучей света от объекта к земному телескопу. Однако большинство таких линз приводят к существенным искажениям изображения, незаметным в случае с CSL-1. Появление такого изображения возможно, если в качестве линзы выступает пока еще гипотетический объект – космическая струна.

Что же это такое – космическая струна?

Сказать, что это экзотический объект, – ничего не сказать. Толщина струны (трудно назвать этот параметр диаметром) 10^–29 сантиметра. (Это, например, заметно меньше размера элементарных частиц.) Погонная масса 10¹⁹–10²² граммов на сантиметр. (1 тыс. км такой нити весит столько же, сколько наша планета.) Погонная плотность энергии соответствует энергетическим масштабам 10¹⁵–10¹⁶ ГэВ. (Строящийся сейчас в ЦЕРНе (Женева) ускоритель LHC сможет разгонять элементарные частицы до энергий порядка 14 тыс. ГэВ.) Длина этой струны как минимум сотни килопарсек.

Тогда, два года назад, комментируя по нашей просьбе сообщение о возможном экспериментальном обнаружении подобного космического объекта, академик Валерий Рубаков заявил: «Некоторый класс теорий элементарных частиц предсказывает существование протяженных объектов – струн. Буквально: тонкие, весомые, тяжелые, длинные объекты... Эти струны могли образовываться в ранней Вселенной, и описан механизм, как они образуются. Такие объекты ученые рассматривали как некие зародыши, тяжелые, массивные. На них потом «сваливается» вещество, и в результате этого образуются тела из обычного вещества – галактики, например. И это есть некий возможный механизм образования структуры Вселенной».

Правда, по мнению академика Рубакова, «эксперименты по измерению анизотропии реликтового излучения, которые сегодня проведены, указывают однозначно, на мой взгляд, на то, что предсказываемый моделями струн спектр не согласуется с наблюдением. Похоже, что они расходятся серьезно. Это означает, что модель струн находится сегодня в шаткой ситуации. По крайней мере сейчас она популярностью не пользуется».

И вот сейчас Михаил Сажин, судя по всему, нашел новые аргументы, подтверждающие гипотезу существования космических струн. Как сообщает сайт elementy.ru со ссылкой на журнал New Scientist, на этот раз речь идет о данных, полученных с помощью «Очень Большого Телескопа» (VLT) на горе Паранал в Чили, указывающих на идентичность спектров обеих составляющих объекта CSL-1. По словам Сажина, теперь он уверен в своей правоте «на 99,9%».

Увидеть космическую струну «в лоб», разумеется, невозможно. Ее могут только почувствовать, и только фотоны. Дело в том, что, как и любой очень массивный объект, струна создает «гравитационную линзу»: свет от источников, находящихся за ней, должен ее огибать. У фотонов, «натыкающихся» на струну, будут два равновероятных пути облета препятствия, поэтому наблюдатель вместо одной галактики, расположенной за такой струной, увидит две одинаковых – на небольшом расстоянии друг от друга. В отличие от других гравитационных линз – например, создаваемых черными дырами – космические струны должны «проецировать» находящиеся за ними объекты без искажений.

Именно такую пару одинаковых галактик, очень похожую на артефакт, порожденный космической струной, и увидела осенью 2003 года группа Сажина.

Если все же существование космической струны как физического объекта подтвердится, то это будет означать необходимость пересмотра некоторых основополагающих положений современной космологии. Дело в том, что в известных сегодня теориях, например в стандартной модели физики частиц, таких объектов, как космические струны, нет. Вернее, их существование не вытекает из указанных теорий. Значит, физикам-теоретикам придется снова ломать голову, чтобы примерить теорию с экспериментальными данными. По мнению Валерия Рубакова, «здесь мы имеем дело с другой теорией по сравнению с наивными расширениями стандартной модели».

Согласно современным космологическим представлениям, все известные космические структуры – звезды, галактики и их скопления – произошли просто в результате нарастания акустических волн в плазме ранней Вселенной. Потом в игру вступили силы гравитационного притяжения, различного рода неустойчивости, что и привело к возникновению Вселенной в том виде, каким мы его наблюдаем сегодня.