Тёмная река… Это звучит немного загадочно. Это звучит немного романтично. И совсем не похоже на астрономическую тематику. Однако это все же астрономия. Потому что термин «тёмная река (поток)» в данном случае связан не с каким-то конкретным водоёмом. А со свойствами галактик.
Подобно тому, как планеты образуют планетные системы, а звезды объединяются и образуют галактики, эти галактики организуются в большие гравитационно связанные между собой галактические скопления. Эти скопления галактик и скопления, состоящие из скоплений галактик, являются крупнейшими известными структурами в космосе.
Учёные уже знают примерное распределение скоплений галактик в наблюдаемой части Вселенной. И не только определили их положение, но и узнали с какой скоростью, они двигаются. Тут у думающего человека сразу возникает вопрос: скоростью по отношению к чему? Ведь значение скорости имеет смысл только в том случае, если понимать, относительно чего её измерять.
Система отсчета
В качестве эталона в данном случае используется космический микроволновый фон. Это самое первое излучение Вселенной. Самый первый свет, который смог распространиться в космосе. В течение первых 400 000 лет своего существования Вселенная была слишком горячей для формирования полноценных атомов. Электроны атомных оболочек отделялись от атомных ядер и буквально заполняли всё пространство. И препятствовали свету распространяться. И только лишь когда космос достаточно остыл, электроны связались с атомными ядрами. Путь для света оказался свободен. И сегодня мы все ещё можем наблюдать часть этого самого первого света. Он показывает нам древнейшую картину нашего космоса. Это своего рода фотография нашей Вселенной в детстве.
Поскольку это самое первое излучение возникло повсюду во Вселенной, оно приходит к нам сегодня изо всех точек космоса и со всех направлений. Оно практически равномерно распределено по небу. И если бы мы могли видеть длинноволновое микроволновое излучение, то наблюдали бы наше небо равномерно светящимся. Но поскольку микроволновый фон – это не видимый свет, учёные используют соответствующие измерительные приборы, которые показывают однородное свечение микроволнового фона. И этот фон — прекрасный ориентир для определения скорости галактик.
Наука сегодня уже много знает о происхождении Вселенной и формировании галактик. И учёные считают, что при их движении не должно быть никаких предпочтительных направлений и скоростей. Все галактики и их скопления должны двигаться совершенно хаотично. Во всех возможных направлениях.
Тёмная река
Однако это оказалось не так. В 2008 году учёные во главе с Александром Кашлинским из Центра космических полётов имени Годдарда НАСА подробно изучили движение 700 скоплений галактик. И обнаружили довольно странную вещь. Оказалось, что они двигаются довольно упорядоченно! И делают это в строго определённом направлении. А именно: в сторону конкретной точки, которая находится рядом с созвездием Центавра.
Через несколько лет в проведённый анализ были включены данные, полученные со спутника WMAP. Этот зонд изучал неоднородности микроволнового фона. Кашлинский и его коллеги смогли с его помощью изучить 1400 скоплений галактик. И снова обнаружили, что направление движения не было случайным. И что все галактики двигаются по направлению определённой точке.
Движение скоплений галактик в таких больших масштабах всегда является результатом действия гравитационных сил. И если всё движется в определённом направлении, то в том месте должно быть больше материи, чем где-либо ещё! Разумно ведь, не правда ли? Так что же оказывает на целые скопления галактик такое сильное гравитационное влияние? Ведь в том районе космоса нет никаких наблюдаемых объектов, которые могли бы вызвать подобное движение!
Что там, за горизонтом?
Учёные узнали лишь то, что движение имеет место. Однако что его вызывает они абсолютно не поняли. И по аналогии с темной материей и темной энергией, двух других астрономических явлений, природа которых неизвестна, Кашлинский и его коллеги назвали своё открытие «тёмная река». Или «тёмный поток».
Однако точно так же, как нельзя путать тёмную материю и тёмную энергию, потому что это абсолютно разные явления, нельзя путать и тёмный поток с темной материей и темной энергией. Да, все три явления имеют общее прилагательное «тёмный». Но в данном случае оно означает не что иное, как «неизвестный».
Астрономы до сих пор размышляют о том, что же это такое может быть. И самый популярный ответ звучит так: это обычная материя, которую мы просто не можем видеть. Но не потому, что это какое-то там таинственное вещество. А лишь потому, что мы не можем видеть всю Вселенную. Мы можем видеть лишь тот свет, который успел дойти до нас за 13,8 миллиарда лет её существования. Космос слишком велик, чтобы мы могли увидеть все, что в нем содержится. Так произошло из-за космической инфляции, то есть той фазы эволюции нашей Вселенной, которая последовала сразу же после Большого взрыва.
В это время Вселенная чрезвычайно быстро расширилась за чрезвычайно короткое время. И сделала это гораздо быстрее скорости света. Что, кстати, не противоречит теории относительности Эйнштейна. Когда Вселенная расширяется, ничто не движется в пространстве. Само пространство расширяется. И в принципе оно может делать это с какой угодно скоростью. И если раньше Вселенная расширялась быстрее скорости света (что и предполагают все современные теории происхождения Вселенной) то сегодня космос настолько велик, что есть много областей, о которых мы ничего никогда не узнаем. Потому что свет оттуда до нас никогда не дойдёт.
Великое неизвестное
За этим «космическим горизонтом» могут находиться колоссальные скопления материи, гравитационная сила которой влияет на скопления галактик. Конечно, гравитационная сила тоже не может двигаться быстрее света. Но речь идёт о галактиках, которые находятся очень и очень далеко от нас. Проще говоря, они находятся гораздо ближе к горизонту, чем мы. Таким образом получается, что далёкие галактики могут чувствовать гравитацию, которую мы ощутить не можем. Однако мы можем видеть эти галактики. И тёмная река Вселенной показывает нам, что там, в космосе, есть что-то, чего мы не можем видеть. И это что-то влияет на наблюдаемые нами галактики.
Тёмная река — увлекательная и очень интересная тема. Это способ узнать хоть что-то о той части Вселенной, которая навсегда будет закрыта для нас.
Но возможно тёмная река — это просто результат неточных измерений.
Будущее покажет…