Цикличная Вселенная

Будущая гравитационная обсерватория космического «базирования». Фото Physorg

Известно, что вспышку сверхновой звезды наблюдали еще древние китайские астрономы. Но в искусстве астрономических наблюдений их явно обогнали звездочеты Вавилона, которые еще до прихода туда Александра Македонского на его пути в Индию зафиксировали на клинописных табличках расчеты орбиты Юпитера. Даже после революции Галилея и Коперника орбиты планет принимались круговыми, и потребовался гений Кеплера, чтобы сделать их эллиптическими.

Затем Ньютон заявил, что любые две массы тяготеют друг к другу и их взаимодействие определяется только расстоянием между ними. Но с этим был явно не согласен Эйнштейн, исходивший из понимания того, что масса и ее энергия связаны со скоростью. Поэтому он предложил объединить пространство и время в единое целое (континуум).

Динамика взаимодействия в пространстве-времени требовала излучения масс-энергии в виде волн тяготения (гравитационных). И в 1974 году с помощью «примитивного» радиотелескопа была открыта двойная – бинарная – система сверхплотных нейтронных звезд, сближавшихся в своем спиральном обращении друг относительно друга. Уменьшение расстояния между звездочками, образовавшимися после термоядерного выгорания водорода, свидетельствовало в пользу утери ими массы, но не более того. Потребовалось еще полвека, чтобы трансформацию массы в гравитационные волны зарегистрировал лазер, длина луча которого сокращалась и увеличивалась по мере прохождения волн тяготения в виде «ряби» пространства.

Ирония в том, что при всей «революционности» Альберт Эйнштейн остался физическим классиком, требовавшим падения электрона – как это произойдет с Землей, которая «падет» на Солнце, – на ядро вследствие утери энергии. Несколько десятилетий он потратил на бесплодную борьбу с Нильсом Бором, постулировавшим, что электрон не теряет энергии при своем вращении вокруг ядра, но при «усвоении» кванта энергии способен совершать скачки. На экспериментальное доказательство реальности такой схемы наука потратила три четверти века. Следствием боровских скачков стало создание сначала мазера – микроволнового когерентного излучателя, а затем и лазера, испускающего свет видимого диапазона.

«Рябь» гравитационных волн, расходящихся от точки слияния двух черных дыр (в центре).

Обнаружение микроволнового фонового излучения (СМВ – Cosmic Microwave Background) стало доказательством рождения Вселенной в результате Большого взрыва. Образование плазменного шара сопровождалось «раскатами грома», более мощного, чем мог похвастаться Юпитер-громовержец. Звуковые волны большой длины переносили достаточно большие количества энергии. Их, по мнению ученых, вполне хватило для рождения первичных черных дыр небольшой массы – от 10 до 100 солнечных масс. Именно их и обнаружил LIGO, разрешение которого в силу его малости невелико (нельзя было требовать от телескопа Галилея с его четырехкратным увеличением открытия спиральной закрученности рукавов Млечного Пути). Размерами и энергией гравитационного излучения первичные черные дыры отличаются от своих «юных» астрономических аналогов с их сверхмассивными экземплярами в миллиарды солнечных масс.

Для обнаружения космических катаклизмов, связанных со столкновениями таких черных дыр, необходимо гравитационную обсерваторию с базой не менее 1,5 млн км выводить в нулевую точку баланса тяготений Земли и Солнца. Но до этого еще довольно далеко. Пока же некоторые горячие головы стали утверждать, что именно первичные черные дыры являлись некогда колыбелью рождения невидимой темной материи (и соответственно энергии), масса которой во Вселенной достигает 85%.

Единство темных сил обеспечивает «горючим» постоянное и ускоряющееся расширение – экспансию – наблюдаемого пространства-времени, которое когда-нибудь может сменить сжатием и конечным коллапсом до состояния сингулярности. Эта сингулярность вновь повторит цикл, начинающийся с Большого взрыва, приведшего 14 млрд лет назад к рождению единого пространства-времени. Его объединение провозгласил Эйнштейн, поэтому новую более мощную и чувствительную гравитационную лабораторию уже назвали его именем.