Таким образом , мы , теоретики , могли спокойно отдыхать и спать по ночам . Мы этого не сделали.

Мы знали, как туда добраться, но были уверены, каким должен быть окончательный ответ.

Природа, однако, имела в виду нечто иное.

ГЛАВА 5

T

ОН

R

UNAWAY

U

НИВЕРСЕ

Это просто вздор, думать в настоящее время о происхождении жизни.

С таким же успехом можно подумать о происхождении материи.

— С

ХАРЛЕС

D

АРВИН

То, о чем мы с Майклом Тернером спорили в 1995 году, было в высшей степени еретическим.
Основываясь лишь на теоретических предрассудках, мы предположили, что Вселенная
плоская. (Здесь я должен еще раз подчеркнуть, что “ плоская ” трехмерная
вселенная не плоская, как плоский двухмерный блин, а скорее
трехмерное пространство, которое все мы интуитивно представляем себе, в котором лучи
света движутся по прямым линиям. Это должно быть противопоставлено гораздо более трудному
изображению искривленных трехмерных пространств, в которых световые лучи, прослеживающие
лежащие в основе искривления пространства, не перемещаются по прямым линиям.) Затем мы
сделать вывод, что всех существующих космологических данных, в то время согласуются с
представлениями о плоской Вселенной только если около 30 процентов от общей энергии, проживал в какой
форме “ темной материи ”, как наблюдения, как представляется, указывают существовали
галактики и скопления, но гораздо более странно, чем даже это, что
остальные 70 процентов от общей энергии во Вселенной проживал не в
форме дело, а в пустые пространства.

Наша идея была безумной по любым стандартам. Чтобы получить значение
космологической постоянной, согласующееся с нашим утверждением, оценочное значение
этой величины, описанное в предыдущей главе, должно было бы быть
каким - то образом уменьшено на 120 порядков и все же не было бы точно равно нулю. Это
потребовало бы самой тщательной настройки любой физической величины, известной
в природе, без малейшего представления о том, как ее регулировать.

Это было одной из причин того, что, читая лекции в различных университетах
о затруднительном положении плоской вселенной, я вызывал в основном улыбки и не более. Я
не думаю, что многие восприняли наше предложение всерьез, и я даже не уверен
, что мы с Тернером восприняли. Наша цель - поднять брови в этой статье - состояла в том, чтобы
наглядно проиллюстрировать факт, который начинал проясняться не только для нас, но
и для некоторых наших коллег - теоретиков по всему миру: что - то
было не так с тогдашней “ стандартной ” картиной нашей Вселенной, в которой мы видели, что - то не так.
предполагалось, что почти вся энергия, необходимая общей теории относительности для создания плоской
вселенной сегодня, находится в экзотической темной материи (с щепоткой
барионов — то есть нас, землян, звезд, видимых галактик — чтобы посолить смесь).

Коллега недавно напомнил мне, что в течение двух лет, последовавших за нашим
скромным предложением, он упоминался лишь несколько раз в последующих
статьях, и, по - видимому, все они, кроме одного или двух, были в статьях, написанных
Тернером или мной! Как бы ни была загадочна наша Вселенная, большая часть научного
сообщества считала, что она не может быть настолько безумной, как предполагали мы с Тернером
.

Простейшим альтернативным выходом из противоречий была возможность
того, что Вселенная не плоская, а открытая (та, в которой параллельные световые лучи сегодня
искривлялись бы друг от друга, если бы мы проследили их траекторию назад. Это было, конечно
, до того, как измерения космического микроволнового фона дали понять, что
этот вариант не был жизнеспособным.) Впрочем, и у этой возможности были свои
проблемы, хотя и там ситуация оставалась далеко не ясной.

Любой студент — физик средней школы с радостью скажет вам, что гравитация
- отстой, то есть она универсально привлекательна. Конечно, как и многие другие вещи в
науке, мы теперь признаем, что нам нужно расширять наши горизонты, потому
что природа обладает большим воображением, чем мы. Если на данный момент мы предположим, что
притягательная природа гравитации подразумевает, что расширение Вселенной
замедляется, вспомним, что мы получаем верхний предел возраста
Вселенной, предполагая, что скорость галактики, расположенной в определенном
расстояние от нас было постоянным со времен Большого взрыва. Это происходит потому, что если
Вселенная замедлялась, то галактика когда - то удалялась от
нас быстрее, чем сейчас, и поэтому ей потребовалось бы меньше времени, чтобы
добраться до своего текущего положения, чем если бы она всегда двигалась со своей текущей
скоростью. В открытой вселенной, где доминирует материя, замедление
Вселенной будет медленнее, чем в плоской вселенной, и поэтому предполагаемый
возраст Вселенной будет больше, чем для плоской вселенной
доминирует материя, для того же тока измеряется скорость расширения. IT

на самом деле это было бы гораздо ближе к значению, которое мы оцениваем, предполагая
постоянную скорость расширения в космическом времени.

Помните, что ненулевая энергия пустого пространства будет производить
космологическую постоянную, подобную гравитационному отталкиванию, подразумевая, что
расширение Вселенной вместо этого будет ускоряться в течение космического времени, и
поэтому галактики ранее расходились бы медленнее
, чем сегодня. Это означало бы, что
для достижения их нынешнего расстояния потребовалось бы даже больше времени, чем для постоянного расширения.
Действительно, для данного измерения постоянной Хаббла сегодня самая длинная
возможное время жизни нашей Вселенной (около 20 миллиардов лет) получается путем
включения возможности космологической постоянной наряду с
измеренным количеством видимой и темной материи, если мы вольны корректировать ее
значение вместе с плотностью материи во Вселенной сегодня.

В 1996 году я работал с Брайаном Шабойером и нашими коллегами Пьером
Демарком из Йельского университета и постдоком Питером Кернаном из Case Western Reserve, чтобы установить
нижний предел возраста этих звезд - около 12 миллиардов лет. Мы сделали
это, смоделировав эволюцию миллионов различных звезд на высокоскоростных
компьютерах и сравнив их цвета и яркость с реальными звездами
, наблюдаемыми в шаровых скоплениях нашей галактики, которые долгое время считались
одними из древнейших объектов в галактике. Предполагая, что около миллиарда лет для
чтобы сформировать нашу галактику, этот нижний предел фактически исключал плоскую вселенную
, в которой доминирует материя, и отдавал предпочтение вселенной с космологической постоянной (один из
факторов, который повлиял на выводы в моей предыдущей работе с
Тернером), в то время как открытая вселенная балансировала на волосатом краю жизнеспособности.

Однако возраст самых старых звезд предполагает выводы, основанные на
наблюдениях на границе тогдашней чувствительности, и в 1997 году новые
данные наблюдений заставили нас пересмотреть наши оценки в сторону понижения примерно на 2
миллиарда лет, что привело к несколько более молодой Вселенной. Таким образом, ситуация
стала намного более мрачной, и все три космологии снова оказались
жизнеспособными, отправив многих из нас обратно к чертежной доске.