Книга Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла - Майкл Брукс

У расхожего представления, будто наука нейтральна, беспристрастна и лишена предубеждений, бывают порой «критические дни». Один из таких дней случился 21 августа 2006 года, когда пресс-релиз американского Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (НАСА) прокричал граду и миру: «Мы нашли прямое доказательство существования темной материи!»

Весь шум был по поводу грандиозного столкновения двух скоплений галактик, получивших в результате общее имя Пуля. Наблюдая последствия этого события, астрономы обнаружили явные признаки пространственного разделения между обычным газом и гало — предполагаемой темной материей. Они проанализировали эффект гравитационного линзирования, когда лучи света отклоняются в поле тяготения. (Одна из вершин теории Эйнштейна — открытие, что масса — энергия искривляет пространство. Любое излучение, будь то фотоны или гамма-кванты, проходит мимо массивных скоплений звезд и планет не прямо, а по кривой, огибает их.) И когда космический телескоп НАСА «Чандра» зафиксировал отклонение рентгеновских лучей словно бы на пустом месте, без наблюдаемых тел вокруг, многим померещилось, будто вся критика темной материи идет ко дну под звук пощечины смутьянам, посмевшим утверждать, что картина мироздания не нуждается ни в вызове духов, ни в эльфийской пыльце, ни в каком-либо ином «волшебном космическом бланманже» (по выражению одного сатирика).

Гвоздь программы преподносился с немалой помпой. «Вселенная, отданная во власть темной материи, казалась нелепостью, и мы решили убедиться, нет ли в наших рассуждениях принципиального изъяна, — рассказал руководитель исследовательской программы Дуг Клоу из Аризонского университета в Тусоне. — Полученные результаты дали прямое доказательство того, что темная материя реально существует».

Все здесь правда, кроме «полученного доказательства». Впрочем, дальше составители пресс-релиза сбавили тон: дескать, это пока всего лишь «самое яркое из свидетельств в пользу того, что большая часть вещества Вселенной — темная материя».

Затем весь пыл обрушился на неких скептиков, имевших наглость сомневаться. Теперь эти кое-кто посрамлены, кончилось их время. «Невзирая на весомые признаки существования темной материи, отдельные ученые предлагали альтернативные модели тяготения, согласно которым в межгалактическом пространстве оно действует сильнее, чем указывали Ньютон и Эйнштейн; тем самым темная материя отрицалась. Но подобное теоретизирование бессильно объяснить наблюдаемые эффекты столкновения галактик».

Это могло показаться крахом модифицированной ньютоновской динамики. Однако никто в НАСА как будто не поинтересовался у гравитационных ревизионистов, действительно ли им не под силу объяснить упомянутые эффекты. Никто даже не потрудился заглянуть на сайт arXiv.org, где физики размещают препринты новых экспериментальных и теоретических работ.

Сторонники релятивистской теории Бекенштейна еще за два месяца до ликования НАСА приглядывались к скоплению Пуля. Их работа, опубликованная под игривым заголовком «Поймает ли МОНД Пулю?» в респектабельном и реферируемом астрономическом журнале, — весьма любопытное чтение. По утверждению авторов, показания спектрометров «Чандры» ни в чем не противоречили МОНД. Реакция Милгрома также заинтриговала. Все эти претензии, заявил он, мы слышали еще три года назад; у «мондистов» было время обдумать проблему, обсудить ее на конференциях и познакомить оппонентов со своей точкой зрения, но те, «сдается, просто не желали слушать». Магоу, в свою очередь, заметил, что объяснить феномен Пули с позиций МОНД довольно сложно, если не затрагивать при этом некоторые скользкие вопросы, но все же никакая экзотика тут не нужна. Достаточно учесть присутствие некоторого количества нейтрино — они, как известно, во-первых, реально существуют, во-вторых, трудноуловимы и, в-третьих, согласно стандартной теории темной материи составляют в последней определенную долю. Кроме того, Магоу напомнил еще об одном виде элементарных частиц — барионах. Все вещество в мире, как принято считать, на четыре процента состоит из них, но до сих пор прямыми методами удалось обнаружить от силы десятую часть расчетной массы барионов; где находятся все остальные — не известно. Быть может, эти, скажем по аналогии, «темные барионы» и проявили себя в скоплении Пуля?

Помимо МОНД вкупе с нейтрино и барионами появилась и еще одна альтернатива. На десятый день после пресс-конференции НАСА канадский физик Джон Моффат разместил в электронном архиве свое сообщение. Там утверждалось, что его интерпретация закона тяготения также способна объяснить результаты «Чандры», не прибегая к темной материи.

Моффат — редкая птица в мире ученых: космолог-самоучка, уехавший из Парижа вольным художником без гроша в кармане, он сумел подняться на академические вершины. Биография Моффата читается как волшебная сказка: в 1953 году, будучи двадцати лет от роду, он послал Эйнштейну свои работы, в которых попытался продолжить и развить некоторые идеи великого физика. Эйнштейн, распознав единомышленника и оценив его труд, написал доброжелательный ответ, и с тех пор перед юношей, как вспоминает он сам, «начали распахиваться двери». Пять лет спустя Джон Моффат, не имея высшего образования, защитил диссертацию в Тринити-колледже Кембриджского университета.

Но удача сопутствовала ему не во всем. Нетрадиционный стиль мышления подталкивал Моффата к разработке непопулярных идей, а в науке мода не менее важна, чем в искусстве. Самая смелая его гипотеза — о переменной скорости света, которая в космическом прошлом могла сильно отличаться от наблюдаемой ныне, — опередила свое время почти на десяток лет. Хотя в 1990 году Моффат обнародовал ее в малоизвестном научном журнале, физики всерьез заинтересовались этим вопросом лишь в 1998-м. Да и то пришлось постараться, прежде чем теория получила признание.

Дерзания Моффата продолжаются, на сей раз в царстве темной материи. Ряд его теорий, обосновывающих плоские кривые вращения галактик, известен под общим именем без претензий на изысканность — МОГ, то есть модифицированная гравитация. МОГ немного «подправляет» ньютоновскую гравитацию: на больших расстояниях она действует малость сильнее, чем обычная, привычная нам сила тяготения. И эта «малость», по мнению Моффата, вполне удовлетворительно объясняет результаты наблюдений «Чандры».

Может, там на самом деле есть темная материя, а может, и нет. Остаются альтернативы, и любой беспристрастный наблюдатель должен признать: проблема не решена. Прошло больше шестидесяти лет с тех пор, как обнаружены странности во вращении галактик, и может статься, никто из ныне живущих так и не узнает всей правды о темной материи. А возможно, это случится уже завтра. Но до тех пор, как подчеркивает Адам Рисс, мы не сможем разобраться и с темной энергией.

Исследователи этого феномена тоже не опускают рук. НАСА, Национальный научный фонд и Министерство энергетики США подрядили ученых на дальнейшее изучение темной энергии, и в сентябре 2006 года созданная для этой цели группа опубликовала свой доклад. Большинство авторов рекомендовали развивать «наступательную программу» астрономических наблюдений и экспериментов, направленных непосредственно на разгадку этой тайны. Однако самое любопытное здесь то, что руководитель группы, невзирая на все программные призывы броситься в атаку, смотрит на проблему скорее с позиций фаталистического непротивления. Чего на самом деле нам недостает, считает профессор Чикагского университета Эдвард «Роки» Колб (Роки — это его прозвище, означающее «Каменный»), — так это нового Эйнштейна.