Страница 22 из 36
В общем, Вселенную решили измерить очень просто. Найдите красное смещение и разделите на постоянную Хаббла, и вы получите расстояние до любой галактики. Таким же образом современные астрономы с помощью постоянной Хаббла рассчитывают размеры Вселенной. Поэтому постоянная Хаббла является чрезвычайно важным числом. Например, если вы удвоите постоянную, то при этом вы также удвоите оцениваемый размер Вселенной.
Читатель: Хорошая идея. Значит, расстояния до разных галактик нам уже известны?
Автор: Известны, если можно так выразиться. Если вам сегодня говорят, что до хлебного магазина один километр, а завтра скажут, что пять километров, то можно ли считать, что вам известно это расстояние?
Читатель: А почему у ученых такие перепады?
Автор: Дело в том, что в разные годы разные ученые оперировали различными значениями постоянной Хаббла.
Читатель: И все же что это за величина?
Автор: Постоянная Хаббла выражается в километрах в секунду на мегапарсек (единица космических расстояний, равная 3.3 миллионам световых лет.)
Итак, в 1929 году величина постоянной Хаббла была равна 500. В 1931 году она была равна 550. В 1936 году – 520 или 526. В 1950 году – 260, т. е. значительно упала. В 1956 году она упала еще больше: до 176 или 180. В 1958 году она дополнительно снизилась – до 75, а в 1968 году подпрыгнула до 98. В 1972 году ее значение составляло от 50 вплоть до 130. Сегодня постоянную Хаббла принято считать равной 55. Все эти изменения позволили одному астроному с юмором сказать, что постоянную Хаббла лучше было бы назвать переменной Хаббла.
Читатель: Но все эти изменения в течение десятилетий можно объяснить тем, что ученые совершенствовали свои методы и повышали качество вычислений.
Автор: Каких вычислений! Еще раз повторяю вам, что никто не сможет реально проверить эти вычисления, так как линейку, которая смогла бы дотянуться до соседней галактики, еще не изобрели.
Читатель: Пусть мы не знаем абсолютного значения этих расстояний, но зато знаем относительные соотношения между ними. Уже одна эта информация бесспорно указывает на расширение Вселенной!
Автор: Не факт. Даже в соотношении расстояний между галактиками здравомыслящим людям не все понятно. Если Вселенная расширяется, согласно закону пропорциональности, равномерно, по какой причине тогда множество ученых получают столь разные значения величин, исходя из тех же самых пропорций скоростей этого расширения? Получается, что и этих пропорций расширения как таковых тоже не существует.
Читатель: А кроме вас, еще кто-нибудь догадался об этом?
Автор: Догадливых людей много. Ученый астроном Вигер заметил, что, когда астрономы проводят измерения в разных направлениях, они получают различные скорости расширения. Затем он обратил внимание на нечто даже более странное: он открыл, что небо может быть разделено на два набора направлений. Первым является набор направлений, в котором множество галактик лежат перед более далекими галактиками. Вторым является набор направлений, в котором далекие галактики находятся без галактик переднего фона. Назовем первую группу направлений космоса «областью А», вторую группу – «областью Б».
Вигер открыл потрясающую вещь. Если в своих исследованиях ограничиться дальними галактиками в области А и только на основании этих исследований вычислить постоянную Хаббла, то получится одна величина константы. Если заняться исследованиями в области Б, то получится совершенно другая величина константы.
Читатель: Не пойму, что здесь потрясающего?
Автор: А то, что скорость расширения галактики, согласно этим исследованиям, меняется в зависимости от того, как и при каких условиях мы измеряем показатели, идущие от дальних галактик. Если мы измеряем их там, где есть галактики переднего фона, то будет один результат, если передний фон отсутствует, то результат будет другой.
Читатель: Ну и что из этого?
Автор: Как что? Если Вселенная действительно расширяется, то что может заставить галактики переднего фона так влиять на скорость движения других галактик? Галактики находятся на огромном расстоянии друг от друга, они не могут дуть друг на друга, как мы дуем на воздушный шарик. Поэтому логично будет предположить, что проблема заключается в загадках красного смещения.
Читатель: Возможно, а что по этому поводу думают ученые?
Автор: Именно так рассуждал Вигер. Он предположил, что измеряемые красные смещения дальних галактик, на которых строится вся наука, вообще не связаны с расширением Вселенной. Скорее, они вызваны совершенно другим эффектом. Он предположил, что этот неизвестный ранее эффект связан с так называемым механизмом старения приближающегося к нам издалека света.
Читатель: И в чем суть этого эффекта старения света от удаленных галактик?
Автор: Согласно Вигеру, спектр света, прошедшего огромное пространство, испытывает сильное красное смещение только потому, что свет проходит слишком большое расстояние. Вигер доказал, что происходит это в соответствии с физическими законами и удивительно схоже со многими другими явлениями природы. В природе всегда, если что-то движется, то обязательно находится еще что-то, препятствующее этому движению. Такие препятствующие силы существуют и в космическом пространстве. Вигер считает, что, по мере того как свет проходит обширные расстояния между галактиками, начинает проявляться эффект красного смещения. Этот эффект он связал с гипотезой старения (уменьшения силы) света.
Читатель: Почему же свет стареет?
Автор: Вновь повторяю, что свет теряет свою энергию, пересекая пространство, в котором есть определенные силы, мешающие его движению. И чем больше свет стареет, тем краснее он становится. Поэтому красное смещение пропорционально расстоянию, а не скорости объекта. Так что, чем дальше свет проходит, тем больше он стареет. Поняв это, Вигер описал Вселенную как нерасширяющуяся структуру. Он понял, что все галактики более или менее стационарны. А красное смещение не связано с эффектом Доплера, и поэтому расстояния до измеряемого объекта и его скорость не связаны между собой. Вигер считает, что красное смещение определяется внутренним свойством самого света; таким образом, он утверждает, что свет, пройдя некое расстояние, просто становится старее. Это никак не доказывает, что галактика, до которой измеряется расстояние, удаляется от нас.
Читатель: Логично, однако как к этой идее относится современная наука?
Автор: Так же, как и ко многим другим «не входящим в принятые рамки» открытиям: очень скептически. Большинство современных астрономов (но не все) отвергает идею старения света. По словам Джозефа Силка (Joseph Silk) из Калифорнийского университета в Беркли (The University of California at Berkley), «космология стареющего света неудовлетворительна, потому что она вводит новый закон физики»
Читатель: Логично, зачем нужны новые законы физики, нам бы со старыми разобраться!
Автор: Согласен, но представленная Вигером теория старения света не требует радикальных дополнений к существующим физическим законам. Он предположил, что в межгалактическом пространстве существует некий сорт частиц, которые, взаимодействуя со светом, отбирают часть энергии света. В громадном большинстве массивных объектов этих частиц больше, чем других.
Используя эту идею, Вигер объяснил различные величины красного смещения для областей А и Б следующим образом: свет, проходя через галактики переднего фона, встречает большее число этих частиц и поэтому теряет больше энергии, чем свет, не проходящий через область галактик переднего фона. Таким образом, в спектре света, пересекающего препятствия (области галактик переднего фона), будет наблюдаться более значительное красное смещение, и это приводит к различным величинам для постоянной Хаббла. Вигер также сослался на дополнительное доказательство своей теории, которое было получено при экспериментах на объектах с нескоростными красными смещениями.