MICHIO KAKU PARALLELWORLDSAJOURNEY THROUGH/ CREATION, HIGHER DIMENSIONS,AND THE FUTURE OF THE COSMOSDOUBLEDAYNew York London Toronto Sydney Auckland МИЧИО КАКУПАРАЛЛЕЛЬНЫЕМИРЫ «СОФИЯ» 2 0 0 8Об устройстве мироздания,высших измеренияхи булушем Космоса УДК 524ББК 22.6К16Перевод с английского М. КузнецовойКаку Мичио К16 Параллельные миры: 06 устройстве мироздания, высших измерениях и будущем Космоса / Перев. с англ. — М.: ООО Издательство «София», 2008. —416 с. ISBN 978-5-91250-520-1 Эта книга, конечно же, не развлекательное чтение. Это то, что называется «интеллектуальный бестселлер». Чем, собственно, занимается современная физика? Какова нынешняя модель Вселенной? Как понимать «многомерность» пространства и времени? Что такое параллельные миры? Автор этой книги, Мичио Каку, очень авторитетный ученый-физик. Поэтому в «Параллельных мирах» вы не найдете помпезной «псевдонауки». Мичио Каку — опытный литератор. Он умеет писать просто. И в этой книге вы не найдете сложных математических формул. Наконец, Мичио Каку — японец, воспитывавшийся в буддийской религии. И он умеет передать читателю свое чисто восточное спокойное восхищение совершенством нашего огромного Мироздания. УДК 524ББК 22.6©200SbyMichioKakuParallel Worlds A Journey Through Creation, Higher Dimensions, and the Future of the CosmosВсе права зарезервированы, включая право на полное или частичноевоспроизведение в какой бы то ни было форме. ISBN 978-5-91250-520-1 © «София», 2008 © ООО Издательство «София», 2008 СодержаниеБлагодарности 8 Вступление 12^ Часть I. Вселенная 15 Глава 1 Детские фотографии Вселенной 16 Глава 2 Парадоксальная Вселенная 37 Глава 3 Большой Взрыв 61 Глава 4 Расширение и параллельные вселенные 94Часть11.Мультивселенная 129 Глава 5 Порталы в другие измерения и путешествие во времени 130 Глава 6 Параллельные квантовые вселенные 169 Глава 7 М-теория: мать всех струн 207 Глава 8 Спроектированная вселенная? 272 Глава 9 В поисках эхо-сигналов из одиннадцатого измерения... 289^ Часть III. Побег в гиперпространство 321 Глава 10 Конец всего 322 Глава 11 Побег из нашей вселенной 340 Глава 12 За пределами Мультивселенной 383 Примечания автора 403Эта книга посвящается моей любящей жене Сидзуэ.БлагодарностиЯ хотел бы поблагодарить ученых, которые были столь любезны,что уделили мне время для беседы. Их комментарии, замечанияи идеи в значительной степени обогатили эту книгу и придали ейбольшую глубину и ясность. Вот их имена: Стивен Вайнберг, нобелевский лауреат, Техасский универси-тет Остин Мюррей Гелл-Манн, нобелевский лауреат, ИнститутСанта-Фе и Калифорнийский технологический институт Леон Ледерман, нобелевский лауреат, Технологический инсти-тут Иллинойса Джозеф Ротблат, нобелевский лауреат, Госпиталь святогоБартоломью (на пенсии) Уолтер Гилберт, нобелевский лауреат, Гарвардский универси-тет Генри Кендалл (ныне покойный), нобелевский лауреат, Масса-чусетский технологический институт Алан Гут (Гус), физик, Массачусетский технологический ин-ститут Сэр Мартин Рис, Королевский астроном Великобритании,Кембриджский университет Фриман Дайсон, физик, Институт передовых исследований,Принстонский университет Джон Шварц, физик, Калифорнийский технологический ин-ститут Лиза Рэндалл, физик, Гарвардский университет Дж. Ричард Готт III, физик, Принстонский университет Нил де Грасс Тайсон, астроном, Принстонский университет иПланетарий Хейдена Пол Дэвис, физик, Университет Аделаиды Кен Кросвелл, астроном, Калифорнийский университет,Беркли Дон Голдсмит, астроном, Калифорнийский университет,Беркли Брайан Грин, физик, Колумбийский университет Кумрун Вафа, физик, Гарвардский университет Стюарт Сэмьюэл, физик, Калифорнийский университет,Беркли Карл Саган (ныне покойный), астроном, Корнеллский универ-ситет Дэниэл Гринбергер, физик, Городской колледж Нью-Йорка В. П. Нэйр, физик, Городской колледж Нью-Йорка Роберт П. Киршнер, астроном, Гарвардский университет Питер Д. Уорд, геолог, Вашингтонский университет Джон Бэрроу, астроном, Сассекский университет Марша Бартушек, научный журналист, Массачусетский техно-логический институт Джон Касти, физик, Институт Санта-Фе Тимоти Феррис, научный журналист Майкл Лемоник, научный обозреватель, журнал «Тайм» Фульвио Мелиа, астроном, Университет Аризоны Джон Хорган, научный журналист Ричард Мюллер, физик, Калифорнийский университет, Беркли Лоренс Краусс, физик, Университет Западного резервногорайона Тед Тэйлор, проектировщик атомных бомб Филип Моррисон, физик, Массачусетский технологическийинститут Ханс Моравек, робототехник, Университет Карнеги-Меллона Родни Брукс, робототехник, Лаборатория искусственногоинтеллекта, Массачусетский технологический институт Донна Ширли, астрофизик, Лаборатория реактивного движе-ния Дэн Вертхаймер, астроном, SETI@home, Калифорнийскийуниверситет, Беркли ПолХоффман, научный журналист, журнал «Дискавер» Френсис Эверитт, физик, Гравитационный Зонд Б, Стэнфорд-ский университет Сидни Перковиц, физик, Университет Эмори А вот имена ученых, которым я бы хотел выразить благодарностьплодотворные дискуссии на физические темы: Т. Д. Ли, нобелевский лауреат, Колумбийский университет Шелдон Глэшоу, нобелевский лауреат, Гарвардский университет Ричард Фейнман (ныне покойный), нобелевский лауреат,Калифорнийский технологический институт Эдвард Виттен, физик, Институт передовых исследований,Принстонский университет Джозеф Ликкен, физик, лаборатория Ферми Дэвид Гросс, физик, Институт Кавли, Санта-Барбара Фрэнк Вильчек, Калифорнийский университет, Санта-Барбара Пол Таунсенд, физик, Кембриджский университет Питер ван Ньювенхойзен, физик, Государственный универси-тет Нью-Йорка, Стоуни-Брук Мигель Вирасоро, физик, Университет Рима Бундзи Сакита (ныне покойный), физик, Городской колледжНью-Йорка Эшок Дэс, физик, Университет Рочестера Роберт Маршак (ныне покойный), физик, Городской колледжНью-Йорка Фрэнк Типлер, физик, Университет Тулейна Эдвард Трайон, физик, колледж Хантера Митчелл Бегелман, астроном, Университет Колорадо Я хотел бы также поблагодарить Кена Кросвелла за его многочис-ленные комментарии к моей книге. И еще я хочу выразить благодарность моему редактору, РоджеруШоллу, который мастерски отредактировал две мои книги. Его твер-дая рука во многом улучшила эти книги, а его комментарии всегдапомогали разъяснить и углубить содержание и презентацию моихкниг. И наконец, я бы хотел поблагодарить своего агента, СтюартаКричевского, который занимался продвижением моих книг на про-тяжении всех этих лет.ВступлениеК осмология изучает Вселенную как единое целое, в том числе. ее рождение и, возможно, ее конечную судьбу. Неудивительно,что эта наука претерпела множество трансформаций в ходе своегомедленного и нелегкого развития, — развития, которое часто омра-чалось религиозными догмами и предрассудками. Первый переворот в истории космологии был связан с изобре-тением телескопа в XVII в. При его помощи Галилео Галилей, осно-вываясь на работах выдающихся астрономов Николая Коперника иИоганна Кеплера, впервые приблизил к нам величие небес и сделалих предметом серьезных научных исследований. Кульминацией раз-вития космологии на раннем этапе стали работы Исаака Ньютона,который сформулировал фундаментальные законы, управляющиедвижением небесных тел. Эти законы больше не рассматривались какнекое волшебство или мистика — стало ясно, что на все тела действу-ют силы, которые можно измерить и подсчитать. Начало второго переворота в истории космологии было по-ложено изобретением больших телескопов, таких, как телескоп вобсерватории Маунт Уилсон с огромным рефлектором диаметромв 250 см. В 1920-е годы при помощи этого гигантского телескопаастроном Эдвин Хаббл опроверг вековые догмы, гласившие, чтоВселенная неизменна и вечна: он показал, что галактики удаляютсяот Земли с невероятными скоростями — то есть что Вселенная рас-ширяется. Это подтвердило результаты общей теории относитель-ности Эйнштейна, в которой архитектура пространства-временипредставала отнюдь не плоской и линейной, а динамичной и искрив- Вступление 13 ленной. Это дало возможность выдвинуть первое правдоподобноеобъяснение происхождения Вселенной, которое заключалось в том,что Вселенная возникла в результате катастрофического взрыва,получившего название «Большой Взрыв». Он разбросал звезды игалактики в разные стороны. Новаторская работа Джорджа Гамова иего коллег по теории Большого Взрыва, а также работа Фреда Хойла,посвященная происхождению химических элементов, способство-вали выстраиванию общей картины эволюции Вселенной. В настоящее время происходит третий переворог. Он началсяоколо пяти лет назад и был вызван появлением целого арсеналановых высокотехнологичных приборов, таких, как космическиеспутники, лазеры, детекторы гравитационных волн, рентгеновскиетелескопы и высокоскоростные суперкомпьютеры. На данныймомент мы располагаем самыми надежными сведениями о природеВселенной, включающими ее возраст, состав и, возможно, даже еебудущее и окончательную гибель. Сейчас астрономы понимают, что Вселенная стремительно рас-ширяется, бесконечно ускоряя это движение и постепенно становясьвсе холоднее и холоднее. Если этот процесс будет продолжаться,то мы столкнемся с перспективой «Большого Охлаждения», когдаВселенная погрузится во тьму и холод, а вся разумная жизнь погиб-нет. Данная книга посвящена именно этому третьему перевороту. Онаотличается от моих предыдущих книг по физике «За пределами науч-ной мысли Эйнштейна» (Beyond Einstein) и «Гиперпространство»(Hyperspace), которые помогли представить широкой публике новыеконцепции дополнительных измерений и теории суперструн. В кни-ге «Параллельные миры» я уделяю основное внимание не проблемепространства-времени, а революционным изменениям в космоло-гии, происшедшим за последние несколько лет. В разработке этойтемы я опираюсь на новые данные, полученные учеными всего мираиз самых отдаленных уголков космоса, а также на новейшие открытиятеоретической физики. Мне очень хотелось, чтобы книгу легко былочитать и понимать без предварительного введения в физику или кос-мологию. В первой части я акцентирую внимание на изучении Вселенной,вкратце освещая достижения ранних этапов космологии, кульмина- ционной точкой которых стало появление теории инфляционногорасширения Вселенной. Эта теория представляет на настоящиймомент самую передовую формулировку теории Большого Взрыва.Часть вторая посвящена исключительно зарождающейся теорииМультивселенной — мира, состоящего из множества вселенных,где наша является лишь одной из многих, — кроме того, в ней рас-сматривается возможность существования порталов-червоточин,пространственных и временных водоворотов и возможная связьмежду ними через дополнительные измерения. Теория суперструни М-теория стали первым крупным достижением после основопола-гающей теории Эйнштейна. В этих теориях содержатся дальнейшиедоказательства того, что наша Вселенная — лишь одна из многих.И наконец, в третьей части рассказывается о Большом Охлаждениии о том, каким представляют ученые конец нашей Вселенной. Я такжеведу серьезный, хоть и гипотетический разговор о том, каким обра-зом в отдаленном будущем, триллионы лет спустя, высокоразвитаяцивилизация могла бы использовать законы физики, чтобы покинутьнашу Вселенную и начать процесс возрождения в другой, болеегостеприимной вселенной или вернуться назад — в то время, когдаВселенная была теплее. Поток новых данных, которые мы получаем в настоящий момент,современная техника, такая, как космические спутники, способныесканировать небо, новые детекторы гравитации, а также близящеесязавершение строительства новых ускорителей частиц размером сгород, дают физикам уверенность в том, что мы вступаем в золотойвек космологии. Словом, это благодатное время для физиков и всех,кто пускается на поиски знаний о происхождении и судьбе нашейВселенной.^ ЧАСТЬ IВСЕЛЕННАЯГЛАВА 1Детские фотографии ВселеннойПоэт лишь желает подняться головой к небесам. Логик же пытается затолкать небеса к себе в голову. Его-то голова и раскалывается.^ Г. К. ЧестертонВ детстве я испытывал внутренний дискомфорт, связанный с тем,что я и мои родители исповедовали разные религии. Родителибыли воспитаны в буддийских традициях. Я же каждую неделю ходилв воскресную школу, где с увлечением слушал библейские сказания окитах, ковчегах, соляных столпах, ребрах и яблоках. Я был очарованэтими притчами Ветхого Завета, в воскресной школе мне нравилисьименно они. Эти притчи о великих потопах, пылающих кустах и рас-ступающихся пучинах увлекали меня гораздо сильнее буддийскихпеснопений и медитаций. По сути, эти древние сказания о героизмеи вселенской трагедии ярко иллюстрировали глубокие моральныепринципы; уроки этики, вынесенные из них, остались со мной навсю жизнь. Тогда мы как раз изучали Книгу Бытия. Читать о Боге, громоглас-но вещающем с небес «Да будет Свет!», было намного интереснее,чем безмолвно медитировать, погрузившись в размышления о гряду-щей Нирване. Из наивного любопытства я спросил нашу учительни-цу: «А была ли у Бога мать?» Обычно она отвечала на вопросы безмалейшей запинки, у нее всегда имелась под рукой притча с глубокойморалью. Однако на этот раз оказалось, что я захватил ее врасплох. Нет, — ответила она с ноткой сомнения. — Наверное, у Богане было матери. Но тогда откуда же взялся сам Бог? — спросил я. Она смущенно пробормотала, что проконсультируется по этомувопросу со священником. Мне и невдомек было, что я случайно коснулся одного из труд-нейших вопросов теологии. Я был озадачен, потому что в буддизмеБога-Творца просто не существует, есть лишь вечная Вселенная безначала и без конца. Какое-то время спустя, начав изучать великиемифологии мира, я узнал о существовании двух космологическихконцепций. Первая основывалась на представлении о том, что Богсоздал Вселенную за одно мгновение, вторая же утверждала, чтоВселенная была и пребудет вечно. «Не может же и то, и другое быть верным», — думал я. Позднее я обнаружил, что сходные мотивы пронизывают пре-дания и в других культурах. Например, в китайской мифологии вна-чале было космическое яйцо. Бог-ребенок Пань-гу чуть ли не целуювечность находился внутри яйца, которое покачивалось на волнахбезграничного моря Хаоса. Когда же наконец Пань-гу вылупилсяиз яйца, он стал стремительно расти, прибавляя в росте более трехметров в день, так что верхняя половинка яичной скорлупы сталанебесным сводом, нижняя же — земной твердью. Через 18 тысячлет Пань-гу умер, дав начало нашему миру: кровь его стала реками,глаза — Солнцем и Луной, а голос — громом. В мифе о Пань-гу повторяется идея, встречающаяся во многихдругих религиях и древних мифологиях, — о том, что Вселеннаяначала свое существование creatio ex nihilo (будучи сотвореннойиз ничего). В греческой мифологии Вселенная возникла из Хаоса(в сущности, само слово «хаос» происходит от греческого слова,означающего «бездна»). Эта пустота, лишенная каких-либо четкихчерт, часто представляется как некий Океан, например в вавилон-ской и японской мифологиях. Тот же мотив прослеживается вдревнеегипетской мифологии, где бог солнца Ра появляется из яйца,покачивающегося на волнах Океана. В полинезийских мифах вме-сто космического яйца фигурирует скорлупа кокоса. В верованияхмайя эта история подавалась в варианте, где Вселенная однаждывозникла, но через каждые пять тысяч лет она умирает, чтобы воз- рождаться вновь и вновь, повторяя бесконечный цикл рождений иразрушений. Эти мифы creatio ex nihilo представляют собой ярко выраженныйконтраст с космологией буддизма и некоторых форм индуизма.В мифологиях этих религий Вселенная вечна, она не имеет ни начала,ни конца. Есть различные уровни существования, высшим из кото-рых является Нирвана, уровень вечный, достичь которого можнолишь при помощи медитации. В индуистской Махапуране написано:«Если Бог создал мир, то где же Он был до Создания?.. Знайте, чтомир не был создан, равно как не было создано время, они не имеютни начала, ни конца». Эти мифологии противоречат друг другу, не находя компромис-са. Они взаимоисключающи: либо у Вселенной было начало, либо егоне было. Очевидно, что здесь отсутствует возможная точка сопри-косновения. Однако сегодня, кажется, зарождается некое разрешение этогоспора, приходящее из совершенно нового мира — мира науки. Егопредлагают последние поколения мощных научных приборов иаппаратов, способных летать в открытом Космосе. Объясняя проис-хождение мира, древняя мифология основывалась лишь на мудростирассказчика. Сегодня ученые, активно используя космические спут-ники, лазеры, детекторы гравитационных волн, интерферометры,высокоскоростные суперкомпьютеры, а также Интернет, совершилимощный прорыв в науке. Тем самым они революционизировалинаше понимание Вселенной и представили нам самую убедительнуюиз когда-либо существовавших точку зрения на ее возникновение. Таким образом, на основе полученных новых данных постепен-но происходит великий синтез двух противостоящих мифологий.Возможно, предполагают ученые, мир рождается многократно ввечном Океане Нирваны. В свете нынешних представлений нашуВселенную можно сравнить с пузырьком воздуха, свободно плава-ющим во вселенском «океане», где постоянно образуются новыепузырьки. Согласно этой теории, вселенные образуются непре-рывно, словно пузырьки при кипении воды, и разлетаются по бес-конечному пространству, гиперкосмической нирване, обладающейодиннадцатью измерениями. Все больше физиков полагает, что нашаВселенная действительно появилась в результате огненного ката- клизма, Большого Взрыва, сосуществуя в вечном Океане с другимивселенными. Если это так, то Большие Взрывы происходят даже сей-час, когда вы читаете это предложение. Физики и астрономы во всем мире строят гипотезы о том, как мо-гут выглядеть эти параллельные миры, какие законы в них действуют,откуда они произошли и как в конце концов погибнут. Возможно, па-раллельные миры пустынны и не содержат неких жизненно важныхкомпонентов. А возможно, они практически не отличаются от нашейВселенной и отделены от нее всего одним существенным событиемоизошедшим или не произошедшим), которое и стало причинойих различия. По предположениям некоторых физиков, если когда-нибудь жизнь в существующей ныне Вселенной станет невозможнойиз-за ее старения и остывания, может так случиться, что нам придетсяее покинуть и искать прибежища в другой вселенной. Основанием для этих новых теорий служит огромный при-ток данных с космических спутников, по мере того как они фото-графируют останки самого творения. Примечательно, что ученыесейчас сосредоточиваются на том, что произошло всего лишь через380 ООО лет после Большого Взрыва, когда «зарево» создания впер-вые полностью осветило Вселенную. Возможно, наиболее подроб-ная картина творения была получена с помощью нового аппарата,который называется WMAP — зонд микроволновой анизотропииУилкинсона.^ Зонд микроволновой анизотропии Уилкинсона «Невероятно!», «Новая веха!» —так восклицали в феврале 2003 го-да обычно сдержанные астрофизики, описывая драгоценные данные,полученные с последнего спутника. Зонд микроволновой анизотро-пии Уилкинсона (спутник WMAP), названный в честь крупнейшегоастрофизика Дэвида Уилкинсона и запущенный в 2001 году, пред-ставил ученым беспрецедентно точную и детальную картину раннейВселенной, возраст которой не превышал 380 000 лет. Колоссальнаяэнергия, которая вырвалась из первоначального огненного облака,давшего начало звездам и галактикам, продолжает циркулироватьв нашей Вселенной уже миллиарды лет. И вот ее засняли на пленкув мельчайших деталях с помощью микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона. Эта съемка принесла нам невиданную доселе кар-ту поразительно четкую фотографию неба, на которой можно уви-деть микроволновое излучение — результат того самого БольшогоВзрыва. Журнал «Times» назвал это излучение «эхом творения».И теперь астрономы всегда будут видеть небо в новом свете. Джон Бакал из Принстонского института передовых исследова-ний назвал открытия спутника WMAP своеобразным «ритуалом,сопровождающим переход космологии от предположений к точнойнауке». Впервые данные о раннем периоде истории Вселенной по-зволили космологам точно ответить на древнейший из когда-либозаданных вопросов — на вопрос, который озадачивал и интриговалчеловечество с тех самых пор, как мы впервые подняли глаза и уви-дели неземную красоту ночного неба. Каков возраст Вселенной?Каковы ее параметры? Какая судьба ее ждет? В 1992 году предыдущий спутник, СОВЕ (космический аппаратдля изучения реликтового излучения), предоставил в наше распоря-жение первые размытые снимки реликтового излучения, пронизы-вающего небеса. Полученные беспрецедентные результаты вызвалии определенное разочарование, поскольку представленная картинаранней Вселенной была несфокусированной. Это не помешало прес-се возбужденно окрестить фотографию излучения «ликом Божиим».Но правильнее было бы сказать, что размытые снимки со спутникаСОВЕ представляли «младенческую фотографию» Вселенной. Еслипосчитать сегодняшнюю Вселенную восьмидесятилетним старцем,то снимки, сделанные спутником СОВЕ (а позднее — зондом микро-волновой анизотропии Уилкинсона), фиксируют ее «новорожден-ной», когда ей и дня еще не исполнилось. Почему же зонд Уилкинсона смог предоставить нам беспреце-дентные снимки зарождающейся Вселенной? Да потому, что ночноенебо подобно машине времени. Поскольку свет распространяетсяс конечной скоростью, мы видим звезды в небе такими, какими онибыли когда-то, а не такими, каковы они сейчас. Расстояние от Луны доЗемли свет проходит не мгновенно — ему для этого требуется секун-да с небольшим; поэтому, когда мы смотрим на Луну, в действительно-сти мы видим ее такой, какой она была секунду назад- На расстояниеот Солнца до Земли световой луч затрачивает около восьми секунд.Многие из известных нам звезд настолько далеки от нас, что их све- товому лучу требуется от десяти до ста лет, чтобы достичь пределовнашей видимости. (Иными словами, они находятся на расстоянии отдесяти до ста световых лет от Земли. Световой год чуть меньше деся-ти триллионов километров — именно такое расстояние свет прохо-дит за год.) Световые лучи из отдаленных галактик достигают Землиза сотни миллионов, а то и миллиарды световых лет. Таким образом,они являются источниками «ископаемого» света, при этом некото-рые из них испустили его еще до появления динозавров. Среди самыхотдаленных объектов, которые мы можем наблюдать с помощьютелескопов, есть так называемые квазары, гигантские «космическиемаяки», генерирующие невероятные количества энергии на окраи-нах видимой Вселенной. Они находятся на расстоянии 12-13 млрдсветовых лет от Земли. И вот сегодня зонд Уилкинсона зафиксировалеще более древнее излучение, «зарево» первоначального Взрыва, врезультате которого возникла наша Вселенная. Иногда космологи для описания Вселенной используют для ил-люстрации Эмпайр Стейт Билдинг, возносящийся над Манхэттеномболее чем на сто этажей. С крыши небоскреба тротуары можноразличить с большим трудом. Условимся, что основание небоскребапредставляет собой зону Большого Взрыва. Тогда, если считать, чтомы смотрим с крыши, отдаленные галактики будут находиться на де-сятом этаже. Квазары, которые еще можно рассмотреть с Земли в те-лескопы, будут на уровне седьмого этажа. А реликтовое космическоеизлучение, измеренное зондом Уилкинсона, поднято над уровнемтротуара на высоту всего лишь около полутора сантиметров. Такимобразом, зонд Уилкинсона предоставил нам возможность вычислитьвозраст Вселенной поразительно точно — с погрешностью всеголишь в 1 %: 13,7 млрд лет. Запуск зонда Уилкинсона стал результатом более чем десяти-летней напряженной работы астрофизиков. Концепция спутникас зондом Уилкинсона на борту была впервые предложена НАСА в1995 году и одобрена через два года. 30 июня 2001 года сотрудникиНАСА разместили зонд Уилкинсона на борту ракеты «Дельта II» ивывели ракету на орбиту между Солнцем и Землей. Тщательно рас-считанным пунктом назначения стала вторая точка Лагранжа (илиЛ2, одна из точек гравитационного равновесия между Землей, Лунойи Солнцем), которая обеспечивает наилучший обзор. В поле обзора спутника не попадают ни Солнце, ни Земля, ни Луна, благодаря чемузонд Уилкинсона всегда транслирует четкую картину Вселенной.Спутник полностью сканирует небо с периодичностью в шесть ме-сяцев. Спутник оснащен самой современной аппаратурой. С помощьювстроенных мощных сенсоров он может уловить слабое микровол-новое излучение, оставшееся после Большого Взрыва. Это излучениеомывает всю Вселенную, но наша атмосфера его в значительноймере поглощает. Спутник сделан из алюминиевого сплава. Его разме-ры — 3,8 х 5 м, вес — 840 кг. Спутник снабжен двумя телескопами,которые фокусируют микроволновое излучение из окружающегонеба, а затем полученные данные передаются на Землю. Для работыспутнику необходима мощность всего лишь в 419 ватт (что равняет-ся мощности четырех-пяти стандартных электрических лампочек).Зонд Уилкинсона располагается на расстоянии 1,5 млн км от Земли,оставляя далеко за собой все атмосферные колебания, которые скры-вают слабое микроволновое излучение. Именно благодаря такомурасположению спутник может непрерывно сканировать небо. Свое первое сканирование неба спутник завершил в апреле 2002года. Через полгода было завершено и второе полное сканирование.На сегодняшний день зонд Уилкинсона предоставил нам наиболееполную и точную из всех когда-либо существовавших карту микро-волнового излучения. Существование реликтового микроволновогоизлучения, обнаруженного и зафиксированного зондом Уилкинсона,впервые предсказал Георгий (Джордж) Гамов со своими сотрудника-ми в 1 948 году; они также обращали внимание на то, что это излучениедолжно иметь собственную температуру. Зонд Уилкинсона измерилэту температуру, зафиксировав ее на уровне чуть выше абсолютногонуля, между 2,7249° и 2,725 Г по шкале Кельвина. Невооруженному глазу карта неба, отсканированная зондомУилкинсона, не покажется интересной: мы увидим лишь беспоря-дочное скопление точек. Однако некоторые астрономы чуть нерыдали над этим скоплением точек, поскольку они представляютиз себя флуктуации, или неравномерности, первоначального огнен-ного катаклизма — Большого Взрыва — сразу после возникнове-ния Вселенной. Эти крошечные флуктуации подобны «семенам»,которые буйно разрослись, когда распустился «бутон» Вселенной. Сегодня из этих крошечных семян «расцвели пышным цветом» га-лактические скопления и галактики, сверкающие на небесах. Инымисловами, наша Галактика Млечный Путь и все скопления галактиквокруг были когда-то этими крошечными флуктуациями. Измеривраспределение этих флуктуации, мы поймем происхождение галак-тических скоплений из этих точек, вытканных на гобелене ночногонеба.Эта фотография, сделанная спутником WMAIJ представляет «Вселенную в детстве», то есть такую, какой она была всего лишь через 380 ООО лет после своего возникновения. Каждая точка весьма правдоподобно представляет крошечную квантовую флуктуацию, неравномерность в зареве творения. Все они в результате расширения превратились в галактики и галактические скопления, которые мы наблюдаем сегодня.Сегодня ученые в выдвижении новых теорий не поспевают запотопом поступающих астрономических данных. В общем, я бы несогласился с тем, что наступает золотой век космологии. (Как нивпечатляет зонд Уилкинсона, достижения его покажутся не такимиуж значительными по сравнению со спутником «Планк», которыйевропейцы собираются запустить в 2007 году. «Планк», как надеют-ся астрономы, даст нам еще более точные картины микроволновогореликтового излучения.) Однако мы вполне можем сказать, что кос-мология наконец вступает в период зрелости. После многолетнегопрозябания в болоте предположений и фантастических гипотезона выходит из тени точных наук. Исторически так сложилось, что космологи пользовались несколько подмоченной репутацией.Ошеломляющая страстность, с которой они излагали свои гранди-озные теории о возникновении Вселенной, была сравнима со стольже ошеломляющей бедностью их данных. Недаром нобелевскийлауреат Лев Ландау саркастически отмечал, что «космологи частоужасаются, но никогда не сомневаются». Среди ученых-естествен-ников популярна старая поговорка: «Есть предположения, дальшеидут предположения о предположениях, а еще дальше — космоло-гия». В бытность мою студентом-физиком в Гарварде в конце 1960-хгодов я некоторое время лелеял мысль заняться космологией — меняс детства волновал вопрос о происхождении Вселенной. Однакознакомство с этой наукой показало ее постыдную примитивность.Это была вовсе не та экспериментальная наука, где можно проверятьгипотезы при помощи точных приборов, а скорее груда неопреде-ленных и в высшей степени недоказательных теорий. Космологивели жаркие дискуссии о том, возникла ли Вселенная в результатекосмического взрыва или же она всегда пребывала в устойчивом со-стоянии. Но теорий у них всегда было намного больше, чем данных.Так оно всегда: чем меньше данных, тем жарче споры. На протяжении всей истории космологии эта нехватка досто-верных данных приводила к жестоким войнам между астрономами,затягивавшимся иногда на десятилетия. (В частности, на некоем на-учном форуме непосредственно перед тем, как Аллан Сэндидж изобсерватории Маунт Уилсон должен был выступить с докладом овозрасте Вселенной, предыдущий оратор объявил с сарказмом: «Все,что вы сейчас услышите, — вранье». А сам Сэндидж, прослышав отом, что группа ученых-соперников добилась определенного успеха,прорычал: « Это все полная чушь. Война так война!»)^ Возраст Вселенной Особенно интересовал астрономов вопрос, каков же истинныйвозраст Вселенной. На протяжении столетий ученые, философы итеологи пытались определить его хотя бы приблизительно, пользуясьединственным доступным им методом — генеалогией человечествасо времен Адама и Евы. В прошлом веке геологи использовали ре- ликтовое излучение, которое наблюдается в скалах, для получениянаиболее точных данных о возрасте Земли. В свою очередь, зонд ми-кроволновой анизотропии Уилкинсона измерил сегодня эхо самогоБольшого Взрыва, дав нам наиболее надежные данные о возрастеВселенной. Данные зонда Уилкинсона показывают, что Вселеннаявозникла в результате Взрыва, который произошел 13,7 млрд леттому назад. (В течение многих лет одним из наиболее скользких моментов,неотступно преследующим космологию, было то, что вычисленныйвозраст Вселенной часто оказывался меньше возраста отдельныхпланет и звезд. Причиной тому были ошибки в исходных данных.Предыдущие расчеты возраста Вселенной давали ей от 1 до 2 млрдлет, что противоречило принятому возрасту Земли (4-5 млрд лет) и«старейших» звезд (12 млрд лет). Теперь эти противоречия устра-нены.) Данные зонда Уилкинсона стали причиной крутого поворота вспоре о том, из чего состоит Вселенная, в вопросе, которым задава-лись еще греки более двух тысячелетий тому назад. На протяжениивсего XX века считалось, что ответ на этот вопрос известен. Проведятысячи скрупулезных экспериментов, ученые пришли к выводу, чтоВселенная в основном состоит примерно из сотни различных эле-ментов, выстроенных в аккуратную периодическую таблицу, начи-нающуюся с водорода. Эта таблица — основа современной химии,и, фактически, ее изучают в каждой средней школе. Зонд Уилкинсонаразрушил эти представления. Подтверждая ранее проведенные эксперименты, зонд Уилкинсонапоказал, что вся видимая материя вокруг нас (включая горы, планеты,звезды и галактики) составляет ничтожную часть (4 96) всей материии энергии во Вселенной. (Большую часть этих 4 % составляют водо-род и гелий, и только где-то около 0,03 % — тяжелые элементы.) Ноподавляющая часть Вселенной состоит из загадочного невидимоговещества абсолютно неизвестного происхождения. Известные эле-менты, из которых состоит наш мир, составляют во Вселенной лишь0,03 %. В каком-то смысле наука отброшена на века назад, во времена,когда еще не было атомической гипотезы, поскольку физики споткну-лись на факте, что во Вселенной преобладают принципиально новые,неизвестные науке формы материи и энергии. Согласно данным зонда Уилкинсона, Вселенная на 23 % состоитиз неизвестной, неопределенной субстанции, так называемой «тем-ной материи». Она обладает весом и окружает галактики гигантскимореолом, который нам невидим. «Темная материя» настолько везде-суща и ее так много, что в нашей Галактике Млечный Путь она веситв 10 раз больше, чем все звезды вместе взятые. Несмотря на невиди-мость этой неизвестной материи, ученые, используя метод непрямо-го наблюдения, смогли ее «увидеть»: «темнГЛАВА 2^ Парадоксальная ВселеннаяПрисутствуй я при сотворении мира, дал бы пару советов,как получше обустроить Вселенную.Альфонс МудрыйЧерт бы побрал эту Солнечную систему! Плохое освещение,планеты слишком далеко, полно комет, задумка слабовата.Я бы сотворил [Вселенную] получше.^ Лорд ДжеффриВ пьесе «Как вам это понравится» Шекспир написал бессмертныеслова: Весь мир — лишь сцена, Где женщины, мужчины — лишь актеры.^ У них свои есть выходы, уходы*. В Средние века мир был поистине сценой, но сценой маленькой,статичной, состоящей из крошечной плоской Земли, вокруг кото-рой небесные тела следовали по своим совершенным орбитам. Накометы смотрели как на недобрые знамения, предвещающие смертькоролей. Когда в 1066 году яркая комета появилась над Англией, она В классическом переводе Т. Гцепкиной-Куперник эти слова звучат следующим образом:«Весь мир — театр. В нем женщины, мужчины — все актеры. У них свои есть выходы,уходы», но, поскольку слово stage означает не только «театр», но и «сце