Вселенная страдает недостаточным весом?

Ох уж эти ученые! Не успели одни исследователи объявить, что по результатам их наблюдения наша Вселенная - плоская как лист бумаги, как другие заявляют, что для этого она недостаточно много весит... Попробуем разобраться в перипетиях этих споров?

Ох уж эти ученые! Не успели одни исследователи объявить, что по результатам их наблюдения наша Вселенная - плоская как лист бумаги, как другие заявляют, что для этого она недостаточно много весит... Попробуем разобраться в перипетиях этих споров.

По современным космологическим представлениям, форма Вселенной определяется ее массой. Если масса незначительна, Вселенная бесконечно расширяется со все возрастающей скоростью. Если масса слишком велика, Вселенная расширяется с замедлением, а затем происходит переход к обратному процессу - ускоряющемуся сжатию, которое заканчивается Большой Катастрофой (или Большим Взрывом как началом жизни новой Вселенной).

Вся суть вопроса заключается в том, что в современных условиях очень трудно точно подсчитать материю во Вселенной из-за наличия так называемой «темной массы» - областей пространства, наполненных холодным веществом, ничего не излучающим и как следствие не могущим быть зарегистрированным любым из известных сегодня способов. И несмотря на наличие огромного числа теорий о количестве, распределении и характере этой пресловутой «темной массы», все они страдают одним - их нельзя проверить экспериментально.

Но вернемся к нашей Вселенной. Оба крайних случая, изложенных двумя абзацами выше, вряд ли относятся к ней. Наша Вселенная, скорее всего, занимает промежуточное положение: в ней недостаточно вещества, чтобы обратить расширение вспять, и в то же время слишком много вещества, чтобы продолжалось неконтролируемое ускоряющееся расширение. Такая ситуация и получила название «плоской» Вселенной.

В малом масштабе, в пределах Галактик, большие концентрации тяготеющих масс могут создавать локальные искривления пространства, подобно тому, как градины оставляют вмятины на капоте и крыше автомобиля. В этих «вмятинах» происходит искривление пути света, проходящего через них - это явление носит название «гравитационного искривления».

Гравитационное искривление создает некоторые оптические иллюзии в наблюдаемой картине Вселенной - такие, как двоящиеся галактики, свет от которых был искажен и разбит на два пучка мощными тяготеющими массами (например, черными дырами), находящимися где-то между источником света и Землей. В масштабе Вселенной постоянное, но менее сильное гравитационное искажение света под действием всей существующей материи может немного искажать общую картину, что особенно касается сильно удаленных от Земли источников света.

Чем больше вещества встречается на пути луча света, тем сильнее эти искажения. Оценивая их для 145000 галактик, находящихся на больших расстояниях, Дэвид Уиттман и его группа исследователей из Bell Labs (Нью-Джерси, США) получили примерную оценку массы Вселенной.

Казалось бы, ура! «Темная масса» найдена! Однако не все так просто. Ранее на счет «темной материи» записывалось до 95% массы Вселенной. По оценкам же Уиттмана, это количество не превышает 30% той массы, которая необходима для осуществления теории плоской Вселенной. В то время как другая группа ученых (см. статью «А все-таки Вселенная - плоская!»), поставив довольно хитрый эксперимент, получила подтверждение теории плоской Вселенной на практике. И что теперь?

Теперь, видимо, потребуются усилия третьей группы ученых, чтобы согласовать результаты этих противоречащих друг другу исследований.