Глава 16. Соты метагалактики

В последние годы выяснилось, что крупномасштабная структура метагалактики ячеистая. Группы, скопления и сверхскопления галактик расположены главным образом в сравнительно тонких слоях или цепочках. Слои и цепочки пересекаются, соединяются друг с другом и образуют колоссальные ячейки неправильной формы, внутри которых галактик практически нет.

Ф. Ю. Зигель.

Астрономическая мозаика

Экспериментальный космический центр величаво плыл среди мрака внешней границы Солнечной системы. Внутри кипела предстартовая подготовка. Вот-вот должен был начаться величайший опыт в истории космической экспансии человечества. Циклопические УПМ-генераторы готовились изменить окружающую физическую реальность, сделав ее более комфортной для белково-углеродной жизни.

В конференц-зале имени профессора Пустыльникова собрались все свободные участники эксперимента. Шла видеоконференция, передаваемая на все обитаемые миры Солнечной системы. После обсуждения технических деталей, слово взял научный руководитель проекта, академик Золотов:

– Сегодня, коллеги, начнется прорыв в неведомое. Нам предстоит сделать попытку воплотить в реальность вековую мечту о терраформировании галактических просторов. Используя принципы Управляющей Парадигмы Мира, кибернетически разработанной в далеком ХХ веке группой Пустыльникова, мы должны разрушить барьер, отделяющий наш замкнутый солнечный мирок от остальной Вселенной.

– Могут ли быть негативные последствия у проекта УПМ? – задало вопрос голографическое изображение научного обозревателя канала «Марс-1».

– Любой масштабный эксперимент таит в себе некоторую опасность. – Академик взмахнул рукой, и зал заполнило объемное изображение гигантских УПМ-модулей. – Вот и проект нашего уровня затрагивает многие стороны мироздания. Однако еще столетия назад творческий коллектив профессора Пустыльникова разработал схему компенсирующих обратных связей для Управляющей Парадигмы. Включение подобных «тормозов» может не только остановить течение процесса терроформирования метагалактики, но и повернуть его вспять к исходной точке. Ну а теперь, – академик обвел широким жестом панорамный стереоэкран, – давайте посмотрим на результаты нашей работы.

Результат электронного моделирования видимой Вселенной

Все присутствующие и наблюдающие за событиями через десятки миллиардов километров затаили дыхание. Раздались пульсирующие сигналы стартового метронома, и все экраны заполнило переливающееся радужное сияние.

– Сейчас мы увидим общую структуру метагалактики, – голос академика прервался от волнения.

Изображение, обработанное квантовым мозгом, медленно проявилось на стереоэкранах и тут же спроецировалось в объемную голограмму. В едином порыве у всех вырвался восторженный вздох. Казалось, в центре конференц-зала родилась новая Вселенная. Переплетенные нити галактических сверхскоплений, перемежаемые гигантскими пузырями войдов, образовали фантастический узор. Человек впервые увидел, как выглядит со стороны его Вселенная…

С тех самых пор как первобытный троглодит бросил первый более-менее осмысленный взгляд на небосвод, его неустанно преследовал вопрос о безбрежности мироздания. И для астрономов будущего одной из главных задач еще долго будет оставаться поиск границ нашей вселенной. Несколько иной путь предлагает современная кибернетика. Давайте попробуем представить себе, что удалось наконец создать некий сверхкомпьютер с совершенно фантастическими возможностями. Тогда астрономы могли бы ввести в него все, что они знают о доступной нам части вселенной – метагалактике. Эта трудновообразимая по величине область космоса предстала бы в виде электронной модели – небесного глобуса, где на месте созвездий были бы мириады галактик. Надо сказать, что подобные проекты изучает особая наука, формально входящая в астрономию, но претендующая на совершенно особую роль в познании окружающего мира – космология.

Космология в основном изучает крупномасштабную структуру Вселенной, объекты которой луч света обегает за десятки миллионов лет. Прежде всего, тут выделяются скопления и сверхскопления галактик. Космологи считают, что современный вид метагалактики определили первоначальные малые сгущения вещества 13 миллиардов лет назад. Под действием гравитации они обросли веществом, как комья липкого мокрого снега на склоне горы. Затем стали действовать пока еще неясные процессы, и из рыхлых комков материи возникли прекрасные кружева галактических скоплений.

По современным представлениям, основным компонентом межзвездной среды является газ, перемешанный с пылью. Газопылевые облака, подсвеченные звездами и пронизанные космическими лучами, иногда представляют собой совершенно фантастическое зрелище. Однако и они совершенно теряются на фоне метагалактических скоплений галактик, считающихся самыми крупными системами во Вселенной.

На компьютерной модели представлено распределение вещества в метагалактике. Светлые области на этой карте соответствуют уплотнениям, а темные области означают пустоты. Скопление галактик на компьютерной модели является одним из самых плотных в метагалактике. Оно состоит из нескольких тысяч звездных систем с миллиардами обитателей, как и в нашей Галактике Млечный Путь. Даже от этого ближайшего по космическим масштабам звездного архипелага свет идет к Солнечной системе несколько сотен миллионов лет, а от одного его края до другого световой луч путешествует уже миллиарды лет!

Здесь кроются какие-то величайшие тайны мироздания: как образовался «улей» метагалактики? В чем заключается его эволюция при ускоренном разлете нашего мира? Есть ли у ячеистого здания Вселенной какие-то еще сверхструктуры: «стены», «крыша» и «подвал»?

Астрономы-наблюдатели, космологи и физики вместе с математиками-программистами уже выполнили несколько впечатляющих проектов. В них они поистине пытаются «объять необъятное», представляя, как выглядит «со стороны» наша вселенская среда обитания.

Всякое исследование внешнего вида метагалактики наталкивается на недостаток информации о пограничных областях, насыщенных сверхдалекими юными галактиками. Здесь столько загадок и противоположных мнений, что прийти к «астрономическому консенсусу» пока совершенно невозможно. Кто-то считает, что в момент, когда вспыхнула первая звезда, вселенский «улей» представлял собой одну лишь груду «строительных материалов». Другие утверждают, что еще в «темные беззвездные века» воздвиглись основные несущие стены и пролеты ячеистой метагалактики. Третьи относят образование сверхструктуры Вселенной к гораздо более позднему времени, когда равномерный разлет пространства сменился ускоренным расширением.

Между тем исследовать метагалактическое пограничье крайне трудно, ведь очень далекая галактика становится даже для очень сильного телескопа практически неотличимой от более близкой звезды. Как уж тут воссоздать галактические сверхскопления и «соткать» из них кружева метагалактических сот…

Все надежды космологов связаны с новыми инструментами их коллег – астрономов-наблюдателей. Это могут быть стометровые наземные телескопы-рефлекторы, состоящие из множества сравнительно небольших зеркал, управляемых компьютером. Их будут дополнять всеволновые космические обсерватории нового поколения, размещенные в «гравитационных гаванях» точек либрации, где земное тяготение равно лунному или солнечному.

Космические телескопы, как и их старшие земные собратья, будут состоять из многих «компьютеризованных» зеркал, что по расчетам должно их сделать уникальнейшими телескопическими системами. Эти астрономические инструменты смогут колоссально приблизить к нашим глазам самые удаленные уголки метагалактики. Более того, составляя сверхглубокие обзоры космического простора, мы наконец-то сможем осуществить вековечную мечту астрономов о паромном обзоре Вселенной. Это будет не взгляд в одном направлении, напоминающий подглядывание через замочную скважину, а глубокие связанные изображения обширных областей космоса.

Это очень важно по многим причинам, но одна из них просто захватывает воображение!

Дело в том, что ускоренное расширение пространства через сотню миллиардолетий (не такой уж и большой срок в эволюции Вселенной) неузнаваемо изменит облик окружающего мира. Вся метагалактика сожмется для наших далеких потомков в исполинскую сверхгалактику, состоящую из Млечного Пути, Галактики Андромеды и Местной группы. Несмотря на вроде бы впечатляющие размеры, это будет жалкая крупинка сегодняшней зримой Вселенной. Куда же исчезнет все остальное? Оно просто разлетится в пространство вне всякой досягаемости любых, даже самых грандиозных телескопов. Кроме того, неузнаваемо изменится химический состав космоса и исчезнут всяческие признаки реликтового фона – отклика Большого взрыва.

Получается, что космологи далекого будущего будут считать, что вся Вселенная состоит из их медленно стареющего звездного острова, плывущего в вечной и неизменной пустоте космического вакуума. Единственная возможность донести научную правду до будущих астрономов – это оставить им современные знания о Большом взрыве, ускоренно расширяющейся Вселенной и сотовом улье метагалактики. Это делает современных ученых в определенном смысле ответственными за развитие науки будущего.

Атмосфера Земли непрозрачна для многих излучений, поэтому главными инструментами для астрономов, строящих атлас Вселенной, служат разнообразные космические обсерватории. Они довольно успешно ведут наблюдения «края мира» в инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских частях электромагнитного спектра. К примеру, сравнительно недавно международная «космическая группа» астрономов уже получила изображение звездных объектов в тысячи раз слабее, чем наблюдаемые в самые мощные наземные телескопы. На таком изображении без труда можно было бы рассмотреть нашу Солнечную систему с окраины соседней галактики – Туманности Андромеды!

Наблюдая с помощью совершенствующихся телескопов сверхдальние космические объекты, ученые не только проникают все дальше в глубины мирового пространства, но и получают возможность путешествовать на своеобразной «машине времени», зрительно проникая на все более ранние стадии эволюции Вселенной. Ведь чем дальше от нас находится тот или иной космический объект, тем больше времени затрачивают световые лучи, чтобы преодолеть расстояние, отделяющее его от Земли. Следовательно, наша астрономическая «машина времени» углуб ляется во все более отдаленное прошлое. Впрочем, космическое прошлое не пропало бесследно и так или иначе проявляет себя и в современной Вселенной. Эти «следы далеких эпох» намечают путь к разгадкам многих тайн происхождения нашей вселенной.

Компьютерные расчеты подтвердили возможность возникновения крупномасштабной ячеистой структуры из первоначально ничтожных случайных возмущений плотности в процессе расширения Вселенной. При определенных физически приемлемых начальных условиях численные модели позволили воспроизвести «на экране» процесс формирования волокон и ячеек, а в них – отдельных галактик. Насколько хорошо и полно такие компьютерные модели описывают реальную Вселенную – вопрос, обсуждаемый в настоящее время. Здесь есть еще немало нерешенных проблем. В любом случае изучение крупномасштабной структуры Вселенной оказалось необходимым звеном, без которого нельзя понять, как возник окружающий нас мир.

Исследования космологов иногда просто могут перевернуть все представления об окружающем. Хорошим примером здесь служат споры об ускоренном расширении нашей вселенной. Это странное ускорение возникло по совершенно непонятным причинам несколько миллиардов лет назад (чаще всего встречаются оценки в 5–6 миллиардолетий) и полностью изменило прогнозы на далекое будущее. По многим причинам возникла полемика, в целом оспаривающая ускоренный разлет галактических скоплений. Контраргументами служит ряд наблюдений, позволяющих считать, что никакого ускоренного расширения нет. Вместо этого наше галактическое окружение оказывается внутри сверхгигантского пузыря – войда. В этом случае все эффекты ускоренного разлета групп галактик связываются со стенками войда. Определить, кто тут прав, – пока очень трудно. Нужны наблюдения близких и сверхдалеких галактик.

Сейчас все мы являемся свидетелями непрекращающегося потока удивительных астрономических открытий. Так случилось, что совпадение развития космических и земных телескопов привело к одновременным прорывам на нескольких направлениях научных исследований. Это вызвало целый ряд уникальных космологических открытий, связанных с загадочными темными материей и энергией, заполняющими нашу вселенную. В скором времени новые космические орбитальные обсерватории, наподобие «Джеймса Уэбба», позволят вплотную приблизиться к пределу наблюдения первых звездных объектов, возникших во Вселенной.

Быть может, наша вселенная – это всего лишь краткая вспышка энергии в какой-то другой Вселенной. К сожалению, четко ответить на вопрос, где находятся все они, наука пока не может, как и объяснить, что было до того, как возник наш мир.

Сегодня, как и в давние времена первых астрономических атласов, возникают первые карты метагалактики с удивительными сотами галактических звездных островов. Можно смело сказать, что космология переживает в наше время настоящую революцию, результаты которой еще предстоит оценить нашим потомкам.