Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Дмитрий Целиков,

Сначала взрыв, потом расширение, которое продолжается до сих пор. Альтернативы этой точке зрения на Вселенную, утвердившейся в науке около столетия назад, время от времени появляются, но остаются на обочине - полуразработаны и не очень-то известны.

Разбегание галактик часто иллюстрируют тем, как расходятся точки, нанесенные на поверхность надуваемого воздушного шарика. Изображение SPL

Какая судьба ждет очередную интерпретацию, которую предложил физик-теоретик Кристоф Веттерих из Гейдельбергского университета (ФРГ)? В его космологии Вселенная не расширяется, но масса растет. Результаты исследования опубликованы на сайте arXiv, но работа пока не опубликована в рецензируемом журнале.

Ни один из специалистов, с которыми связалась редакция журнала Nature, не увидел в препринте очевидных ошибок. "Серьезный подход, заслуживающий рассмотрения", - так, например, отозвался о труде космолог Хуншэн Чжао из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания).
 
Понять, приближается объект к Земле или удаляется, можно по излучению, испускаемому или поглощаемому атомами. Если нечто движется в обратную от нас сторону, частота будет смещаться по направлению к красной части спектра (по той же причине становится ниже звук удаляющегося автомобиля).

В 1920-х астрономы (прежде всего Жорж Леметр и Эдвин Хаббл) обнаружили, что большинство галактик обладают таким красным смещением, причем чем дальше галактика, тем оно сильнее. Из этих наблюдений они вывели, что Вселенная должна расширяться.

Однако Веттерих напоминает, что излучение, испускаемое атомами, зависит также от масс составляющих атомы элементарных частиц, в частности электронов. Если масса атома увеличивается, испускаемые им фотоны несут больше энергии. Поскольку более высокой энергии соответствуют более высокие частоты, частоты испускания и поглощения сдвинутся в сторону синей части спектра. И наоборот, если частицы становятся легче, частоты демонстрируют красное смещение.

Скорость света конечна, поэтому, когда мы смотрим на далекие галактики, мы смотрим назад во времени, наблюдая их такими, какими они были в момент испускания излучения. Если масса Вселенной в прошлом была ниже и с тех пор постоянно увеличивается, излучение старых галактик покажется нам смещённым в красную часть спектра, причем степень красного смещения будет пропорциональна их расстоянию от Земли. Тем самым нам покажется, что галактики удаляются.

Отталкиваясь от этих соображений, Веттерих строит математическую модель, в которой выходит, что Вселенная быстро расширялась в течение недолгого периода инфляции. Ему не предшествовал момент сингулярности, когда Вселенная обладала бесконечной массой. Вместо этого получается, что Большой взрыв растянут в прошлое на существенно бесконечное время. А нынешний космос статичен или даже начал уже сокращаться.

Проверить эту гипотезу, конечно, не получится. Масса, как известно, безразмерна, то есть может быть измерена только относительно чего-то другого. Например, масса объектов на поверхности Земли измеряется относительно стандарта килограмма, хранящегося в Международном бюро мер и весов на окраине Парижа. Если масса всего во Вселенной (в том числе этого официального мерила) со временем увеличивается, нет никакого способа об этом узнать.

Но для Веттериха проверка не главное. Он считает, что его построение полезно для размышлений о космологических моделях в том смысле, в каком существуют различные интерпретации квантовой механики - все математически последовательные. Важным преимуществом своей гипотезы Веттерих называет обоснование отсутствия сингулярности Большого взрыва.

Не все комментаторы готовы радушно встретить новую точку зрения. Например, астрофизик Ниаеш Афшорди из Института теоретической физики "Периметр" (Канада) отмечает: космологи принимают расширение Вселенной, потому что это наиболее удобная интерпретация красного смещения галактик. Зачем еще одна?

Однако есть и такие, которым понравилось то, что Веттерих ломает стереотипы. "Всегда полезно узнать об альтернативном объяснении, согласующемся со всеми известными наблюдениями, до того, как тебе станет слишком комфортно в рамках стандартной модели", - считает физик Арджун Берера из Эдинбургского университета (Великобритания).
Нужные услуги в нужный момент