На рубеже 19-20 веков здание теоретической физики выглядело стройным и монолитным. Единственное, что нарушало его гармонию, это легкое, едва заметное облачко, отмахнуться от которого, однако, никак не получалось. Этим облачком являлся опыт американского ученого Альберта Майкельсона по измерению скорости света относительно скорости Земли.
Остановлюсь на этом подробнее.
Согласно классической теории Ньютона, скорости движущихся объектов либо складываются, либо вычитаются в зависимости от направления векторов этих движений. К примеру, если я, назначив свидание девушке, двигаюсь ей навстречу со скоростью 5 км/час, а она движется с той же скоростью навстречу мне, то общая скорость нашего сближения равна 10 км/час. Если же мы движемся рядом, то наши скорости друг относительно друга равны нулю. Примерно так, видимо, рассуждал и Майкельсон, когда задумал свой опыт. Он, очевидно, предполагал, что при встречном движении скорость сближения Земли и света будет складываться из конкретных скоростей этих объектов, то есть 300000 км/сек + 30 км/сек (именно с такой скоростью движется Земля в мировом пространстве). Однако результат опыта оказался прямо противоположным. Вне зависимости от скорости Земли, скорость света оставалась неизменной - 300000 км/сек.
Разрешить это противоречие удалось только с помощью теории относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой скорость света во всех системах координат была неизменной. Парадокс, соответствующий неоднозначности новой эпохи.
Примерно такая же ситуация сложилась в физике и во второй половине 20 века. Известный академик Яков Зельдович даже высказал однажды своим более молодым коллегам, пожелавшим заниматься космологией и гравитаций, следующую мысль: нечего вам тут делать, здесь все уже сделали до вас. ( Примерно то же самое, кстати, говорил на рубеже 19-20 веков и Кельвин).
Но уже через несколько лет выяснилось, что сделано, оказывается, не всё, причем очень и очень не всё.
Согласно многочисленным измерениям гравитационной массы Вселенной, ученые пришли к выводу, что ее количество в десятки, если не в сотни, раз превосходит видимую нами материю, сосредоточенную в газопылевых туманностях, квазарах, галактиках и прочих космических объектах. Эту невидимую массу назвали темной материей, которая взаимодействует с обычной только посредством общей для всех силы тяготения. Ее доля в общей массе Вселенной составляет около 95 %, в то время как на обычную приходится всего 5.
О чем это говорит?
О том, что во Вселенной, помимо видимого нами плана бытия, существует, по крайней мере, еще один, материя которого обладает отличными от нашей физическими свойствами. Стало быть, в одном и том же пространстве может располагаться еще, как минимум, одна Вселенная, этакий параллельный нам мир (а, быть может, и не один), о котором, между прочим, давно уже пишут писатели-фантасты. Единственная связь между мирами - гравитация. Если так, то находящаяся в мировом пространстве материя (и видимая, и невидимая) должна группироваться в единые макрообъекты, образуя планеты, звезды, галактики. Быть может, на месте нашего Солнца в параллельном мире располагается другое, лучи которого освещают планету, находящуюся на месте нашей Земли. Быть может, на ней тоже есть свои жители, и мы, бродя каждый по своим мирам, пронизываем друг друга, как тени, даже не подозревая о существовании друг друга. Кстати, если в нашу Солнечную Систему залетит какая-нибудь состоящая из темной материи планета (или того хуже - звезда), то это может закончиться для нас очень плачевно. Вызванные ею гравитационные возмущения могут привести к катастрофе. Думается, однако, что вероятность подобного события ничтожно мала. Все-таки пространство, в котором мы обитаем, весьма и весьма разряженное.
Второе значительное открытие последних лет - это то, что Вселенная, оказывается, не просто расширяется, а расширяется с ускорением. По каким законам это происходит, с вершины накопленного на сегодняшний день знания даже и представить нельзя. Настолько оно, знание, ничтожно. Возможно, эта задача для будущих поколений.
Напомню, что впервые теорию расширяющейся Вселенной выдвинул еще в 20-е годы 20 века русский ученый А. Фридман, а другой русский ученый Г. Гамов предположил, что расширение это происходит вследствие так называемого Большого Взрыва. Когда-то в начале времен вся материя Вселенной была сосредоточена в малом объеме, так называемом первоатоме. Потом этот первоатом по каким-то непонятным причинам взорвался, материя разлетелась во все стороны, образуя квазары, галактики и звезды, и разлетается до сих пор. И, как выяснилось, еще и с ускорением.
Сейчас существуют две наиболее удобоваримые гипотезы, объясняющие этот феномен.
1. Помимо темной материи, во Вселенной существует еще и темная энергия, что есть не что иное, как этакая своеобразная олицетворенная антигравитация, которая берет сейчас на себя управление миром. Почему так? Да потому, что в какой-то момент эта сила превысила силу тяготения расширяющейся Вселенной. Ничего хорошего такая перспектива нам не сулит. Согласно этой теории, вся материя Вселенной рассеется в пространстве без следа. Наше небо станет беззвездным. Полеты к далеким мирам придется отменить. Все, что будет нас окружать, это темное равнодушное Ничто. Однако и это не все. Вполне возможно, что антигравитация на этом не остановится, из макромира перейдет в микромир, станет разрывать молекулы на атомы, атомы на элементарные частицы, элементарные частицы на кварки, а те еще на что-нибудь, и так без конца, пока все пространство Вселенной не заполнится этакой неопределенной бесструктурной материей, которую и материей-то уже будет назвать нельзя. Быть может, это будет просто энергия в чистом виде, предуготавливающаяся для нового Большого Взрыва.
Как бы там ни было, нашему миру наступит конец.
2. Вторая гипотеза несколько оптимистичнее. Согласно ей, никакой темной энергии на самом деле не существует, есть уже упомянутая выше темная материя - материя, обладающая отличными от нашей физическими свойствами, но располагается она не вперемешку с обычной, а вне ее. То есть, иными словами, наш видимый мир как бы вложен в другой, больший, как, к примеру, друг в друга матрешки, а поскольку темной материи значительно больше, то обычная, опять же перейдя после Большого Взрыва некий рубеж, начинает на эту темную материю падать. А падение, как известного из школьного курса физики (если оно, конечно, свободное) происходит с ускорением.