1. Так, абиогенный синтез простых органических соединений они считали невозможным. На сегодня известно, что с этим нет проблем.
2. Затем эти противники перескочили на абиогенный синтез сложных органических соединений («кирпичиков» жизни). Но тут уже практически всё на стороне самозарождения – основные проблемы почти решены, попутно сделаны «фантастические» открытия.
3. И, наконец, они стали отрицать механизм репликации и наличие самих репликаторов (РНК и т. п.). Конечно, здесь проблем по части доказательств ещё много, но они постепенно и систематически решаются. К тому же с учётом того, что первые два факта были успешно доказаны, сомнений в том, что будет доказан и третий, в общем-то, нет.
После окончательного решения описанных проблем всё становится намного проще, так как начинает работать «дарвиновский» эволюционный механизм – наследственность, изменчивость, отбор.
Вывод, следующий из этой главы, достаточно простой. Пока мы не научимся мыслить масштабами Вселенной, дальше восприятия, заложенного в нас эволюцией и сформированного в условиях нашей планеты, нам не сдвинуться.
Куда и почему расширяется Вселенная?
А теперь о расширении Вселенной (Aysgarth, 2017).
Проблема в том, что расширение Вселенной многие воспринимают буквально, то есть как процесс увеличения объёма. Суть в том, что восприятие окружающего мира человеком сильно ограничено евклидовым пространством, а расширение Вселенной – это вообще процесс изменения метрики, то есть в нашем понимании она никуда не расширяется. Если представить, что за пределами Вселенной находится наблюдатель, способный визуально воспринимать информацию, он сможет увидеть что-то похожее на то, как растягивается воздушный шарик, когда его надувают. Ну а две разные точки на двумерной поверхности этого «шарика» просто медленно отдаляются друг от друга.
Разница в том, что во Вселенной четыре измерения. Если, конечно, не окажется, что верна теория струн и измерений на самом деле 10 или 26. Но нам бы и с четырьмя ужиться.
Эйнштейн ввёл в ОТО космологическую постоянную (лямбда-член), которая позволяла установить стационарность Вселенной в уравнениях (Линде, 1990).
Несмотря на то что про стационарность Вселенной все потихоньку забывают, космологическая постоянная по-прежнему применяется во всех частных случаях. Например, в астрономии и в инженерных приложениях. Таких, как системы спутниковой навигации.
Что было до и будет после?
Вопрос о том, что было до возникновения Вселенной, лишён смысла. Ведь сам предлог «до» подразумевает предшествование во времени, а возникновение Вселенной (сюрпри-и-из!) совпадает с возникновением времени.
Точно так же лишён смысла и вопрос о том, куда расширяется Вселенная. Потому что какого-то пространства, в которое происходит это расширение, нет. Сама Вселенная и есть пространство. Она просто расширяется, и это факт, который надо принять, так как он доказан.
Другой вопрос, что скорость расширения Вселенной поступательно возрастает, и интересно, к чему это приведёт в итоге. То ли причина в воздействии тёмной энергии, играющей роль антигравитации (которая проявляется лишь на колоссальных расстояниях), то ли это просто свойство Вселенной.
Непостоянная постоянная
Тут надо сделать отступление и рассказать вкратце о постоянной Хаббла – коэффициенте, входящем в закон Хаббла. Данный закон связывает расстояние до внегалактического объекта (галактики, квазара) со скоростью его удаления, то есть описывает ускорение расширения Вселенной.
На сегодня существует два способа расчёта постоянной Хаббла. Согласно первому, основанному на методе «стандартных свечей» (Yijung Kang, 2020), Вселенная расширяется с ускорением в 74 км/с на один мегапарсек. Второй способ, основанный на измерениях уровня реликтового излучения, даёт величину постоянной Хаббла около 67,4 км/с на один мегапарсек. Независимо от количества и качества исследований, основанных на каждом из этих способов, разница всегда одна и та же. Именно эта разница чаще всего служит поводом для разговоров о «новой физике». Причём в пользу её существования учёные стали более активно высказываться, когда появились данные о микроволновом фоне с космической обсерватории Планк. Эти данные в очередной раз подтвердили разницу.
Почему это так важно?
Определение ускорения (или даже просто его наличия), с которым расширяется Вселенная, имеет первостепенное значение для понимания её энергетического баланса или проверки ключевых компонентов стандартной космологии, таких как обоснованность общей теории относительности на космологических масштабах.
Лукас Ломбрайзер – профессор кафедры теоретической физики университета Женевы – в одной из своих работ утверждает, что согласовать разницу в получаемых значениях постоянной Хаббла можно в том случае, если наша Вселенная представляет собой «пузырь» с пониженной плотностью материи относительно внешнего пространства (Lucas Lombriser, 2020).
По его расчётам, для согласования получаемой разницы постоянной Хаббла при размере нашего «пузыря» около 250 млрд световых лет в диаметре плотность материи в нём должна быть вдвое ниже средней плотности внешней части Вселенной.
В целом эта работа может быть подтверждением в пользу хаотической теории инфляции, согласно которой мы живём лишь в одном из множества пузырей, что очень интересно. Но это уже отдельная тема.
Тёмная ли энергия?
Так почему же расширяется Вселенная?
Наиболее правдоподобная из существующих гипотеза утверждает, что это происходит из-за тёмной энергии, имеющей антигравитационное действие. Тёмная энергия заставляет Вселенную существовать, расширяет её с самых первых мгновений. Именно благодаря этой энергии на Земле существует жизнь.
Однако хочу предупредить: концепция тёмной энергии может оказаться ложной. Возможно, она призвана оттянуть момент, когда наука наконец сможет доказать полную несостоятельность этой гипотезы перед открытыми ею фактами. Точно так же, как это некогда произошло с мировым эфиром. Теория эфира одно время всех устраивала и считалась неоспоримой. До тех пор, пока дальнейшие исследования не доказали, что на самом деле никакого мирового эфира нет. И никогда не было.
Как, куда и почему всё движется?
Давайте разберёмся.
Соседкой нашей галактики является галактика Андромеды, которую, к слову сказать, можно увидеть даже невооружённым глазом. Вокруг этого тандема вращаются несколько десятков карликовых галактик (те, которые нам известны). Все вместе они образуют Местную группу галактик. В этой группе на данный момент мы знаем 54 галактики, их размеры превышают десять млн световых лет. Местная группа галактик вместе с примерно сотней таких скоплений составляет сверхскопление Девы размером уже больше 110 млн световых лет.
Совсем недавно, в 2014 году, астрофизики выяснили, что сверхскопление Девы, состоящее примерно из 30 000 галактик, входит в состав гораздо бóльшей структуры, которую назвали «сверхскопление Ланиакея». Но даже это ещё не всё, хотя, уверен, вы уже перестали осознавать масштабы.
Ланиакея вместе с таким же сверхскоплением Персея – Рыб входит в комплекс сверхскоплений Рыб – Кита, который одновременно является галактической нитью – составной частью крупномасштабной структуры Вселенной.
Но знаете, что самое интересное? Наблюдения, проведённые к данному моменту, указывают на то, что все эти структуры не просто хаотически разбросаны по Вселенной, а составляют сложную губкообразную структуру, в которой есть нити, узлы и пустоты (войды).
Есть ещё один факт, на который следует обратить внимание: сверхскопления – это самые крупные образования, которые удерживаются гравитацией от разбегания, несмотря на расширение Вселенной. Распределение сил здесь (очень упрощённо) такое: нити разбегаются в разные стороны под воздействием тёмной энергии. В то же время движение объектов внутри них в бóльшей степени определяется силами гравитационного притяжения. То есть окружающие нас галактики и их скопления настолько сильно связаны гравитацией, что с ними не может справиться расширение Вселенной.
Так куда всё летит? Поиском ответа на этот вопрос занялись специалисты из Еврейского университета в Иерусалиме (Yehuda Hoffman, 2017). В рамках своей работы они собирали и анализировали данные проекта Cosmicflows-2, который измерил расстояния и скорости более 8 000 близлежащих галактик.
Для начала исследователи подтвердили, что Местная группа галактик летит в сторону Великого аттрактора – гравитационной аномалии в центре Ланиакеи. Великий аттрактор, в свою очередь, со скоростью 660 км/с притягивается более массивным сверхскоплением Шепли.
Астрофизики решили копнуть глубже и сравнили скорость Местной группы с расчётной, которая выводится из массы сверхскопления Шепли. Результат вы узнаете в следующей книге. Шучу.
Оказалось, что, несмотря на массу в 10 000 масс нашей галактики (что невозможно себе представить), сверхскопление Шепли, тем не менее, не смогло бы разогнать нас до такой скорости.
Тогда специалисты решили построить карту антискоростей (векторов, которые направлены в сторону, обратную векторам скоростей). В итоге они обнаружили область, находящуюся на противоположной стороне от сверхскопления Шепли. Эта область словно отталкивает нас от себя ровно с той скоростью, чтобы в сумме дать искомые 660 км/с. Уверен, многие уже подумали о том, что речь идёт об электрическом диполе.
Трёхмерная проекция участка местной Вселенной. Слева синими линиями обозначено поле скоростей всех известных галактик ближайших сверхскоплений – они, очевидно, двигаются в сторону аттрактора Шепли. Справа красным показано поле антискоростей (обратные значения поля скоростей). Они сходятся в точке, откуда их «выталкивает» отсутствие гравитации в этой области Вселенной.
Yehuda Hoffman et al 2016