В пыльной-пыльной галактике

17 марта трое мужчин позировали фотографам. Один из них — Роберт Уилсон, лауреат Нобелевской премии по физике. Двое других — Алан Гут и Андрей Линде — сияли так, будто и сами только что получили вожделенный трофей из Стокгольма. В начале октября Нобелевский комитет объявляет имена очередных лауреатов. Как всегда, они держатся в тайне до последней минуты. Но одно было известно заранее: Алана Гута и Андрея Линде в их числе нет. Ведь открытие, которому они радовались в марте, не подтвердилось.

Несостоявшееся открытие

Тогда команда ученых, исследовавших космос при помощи установленного на Южном полюсе телескопа Bicep2, заявила, что обнаружила в реликтовом космическом излучении, возникшем вскоре после рождения нашей Вселенной, хорошо различимый сигнал. Через микроволновое эхо Большого взрыва как бы проступал след, в котором ученые разглядели «автограф» таинственных гравитационных волн.

Физики во всем мире восприняли их сообщение с воодушевлением. И это понятно: как считается, сигнал должен был дойти до нас от первых бурных мгновений жизни Вселенной. Согласно теоретическим предположениям, мироздание тогда раздувалось со скоростью, которую невозможно себе даже представить. И для описания этого состояния физики используют термин «инфляционное расширение». Казалось, данные, полученные при помощи телескопа Bicep2 подтверждали данную теорию, а это сулило Гуту и Линде Нобелевскую премию.

Астрофизики рукоплескали. Макс Тегмарк из Мичиганского технологического института говорил об «одном из величайших открытий в истории науки». Издание Nature назвало руководителя исследовательской группы Bicep2 Джона Ковача «полярной звездой», журнал Der Spiegel писал о «сенсационной весточке, дошедшей до нас от начала времен».

«Мы достигли одной из важнейших целей космологии», — хвалился Ковач. Дескать, след, оставленный инфляционным расширением и обнаруженный телескопом Bicep2, оказался на удивление четким, его трудно было бы не заметить. Коллега Ковача Клем Прайк тоже был впечатлен: «Мы искали иголку в стоге сена, а нашли целый лом».

Увы, величайшая научная сенсация года оказалась пустышкой. Похоже, находка оказалась скорее слежавшимся сеном, а не ломом: с большей долей уверенности можно утверждать, что открытие команды Bicep2 является обычной галактической пылью.

Много пыли

Дэвид Спергел — эксперт по реликтовому космическому излучению из Принстонского университета. Он хорошо помнит, как во время научной конференции в Оксфорде узнал о результатах, полученных командой Bicep2. Организаторы прервали все доклады, чтобы посмотреть интернет-трансляцию пресс-конференции в далеком Гарвардском университете. «Уже тогда мне стало не по себе», — признается Спергел. Две недели спустя в поезде, шедшем в Нью-Йорк, физик из Принстона, решил подробней познакомиться с данными, полученными при помощи телескопа на Южном полюсе. На этот раз он пришел в оторопь: при оценке влияния галактической пыли на свои измерения ученые Bicep2 воспользовались еще не опубликованными данными, собранными космической обсерваторией «Планк» Евросоюза. «При этом они попросту неправильно интерпретировали их», — констатирует Спергел. На самом деле «Планк» увидел как минимум в два раза больше пыли, чем хотелось бы верить Ковачу и его коллегам.

До того как Спергел успел публично заявить о своих сомнениях, прозвучали голоса других скептиков — физиков из калифорнийского Беркли. Они говорили опять-таки об ошибке Bicep2 вследствие недооценки галактической пыли. «Не осталось никаких оснований утверждать, будто вожделенное доказательство существования гравитационных волн получено», — подытоживает Спергел.

Ненаучная теория

Но что это означает для теории инфляционного расширения — великой космологической идеи, вокруг которой и разгорелся весь сыр-бор? Неподалеку от рабочего кабинета Спергела в Принстоне трудится Пол Стейнхардт — один из создателей данной теории. Почти 35 лет прошли с того дня, когда его внимание привлек доклад мало кому тогда известного физика Алана Гута. Тот рассказывал, как устранить противоречия, еще остававшиеся в теории Большого взрыва. Для этого нужно было принять гипотезу о головокружительном расширении Вселенной, получившем названии инфляцинного.

Стейнхардт загорелся и решил заняться разработкой идеи, которая, казалось, все объясняла. На этом он сделал неплохую карьеру физика. Стейнхардт помог Гуту и его единомышленникам залатать многочисленные прорехи, которые тогда еще имелись в теории. Он же предложил, как проверить идею инфляции — для этого нужно обнаружить следы гравитационных волн в реликтовом излучении.

Научные труды самого Стейнхардта неразрывно связаны с идеей инфляции. И тем не менее, «авария Большого взрыва», как он называет скандал вокруг открытия Bicep2, скорее подтверждает в его глазах собственную правоту. Ученый уже несколько лет сомневается в разработанной им теории. В то время как Гут и Линде получили многомиллионные премии за свои заслуги перед инфляционной моделью Вселенной, Стейнхадрт стал одним из самых острых их критиков. «Инфляционная теория переживает глубокий кризис, — убежден он. — Ведь, по сути, она совсем ненаучная».

Пузырь мультивселенной

Стенхардта больше всего смущает феномен, восхищающий иного теоретика: инфляция бесконечна. Выступая как бы неизбежным сопутствующим явлением космического расширения, она непрестанно порождает все новые и новые миры. Островки миров подобно новообразованиям-пузырям неконтролируемо возникают из расширяющегося пространства. И вместо одной Вселенной сторонники теории в итоге имеют дело с бесконечным количеством вселенных. Совокупность множества параллельных миров получила название «мультивселенной». «Само по себе это еще не так страшно, — отмечает Стейнхардт, — если бы все эти миры походили друг на друга». Но на самом деле, как утверждают, в каждом из них действуют собственные законы. Никто не сформулировал это лучше самого Гута: «В постоянно расширяющейся Вселенной случается все, что только может случиться — причем бесконечное количество раз».

Но, недоумевает Стейнхардт, на что годится теория, дающая объяснение для всего, о чем только можно помыслить? Ведь в конечном итоге она не объясняет ничего. Разочарованный вопиющей произвольностью «мультивселенских» догадок, Стейнхардт отвернулся от сообщества инфляционистов и теперь разрабатывает альтернативные модели — более стабильные. Шумиха вокруг поспешно растиражированной сенсации от Bicep2 его даже радует: «Возможно, она поспособствует отрезвлению, и пузырь мультивселенной лопнет». Но само поведение астрофизиков из Антарктики Стейнхардта возмущает: «По-хорошему они должны опровергнуть свою публикацию». Больше всего его расстраивает, что коллеги отказываются открыто признать свою ошибку: «Я все еще жду однозначного заявления, в котором бы они разъяснили, что не видели никаких гравитационных волн». Уклоняться от такого признания «недостойно и нечестно по отношению к конкурентам».

Поиски гравитационных волн продолжаются

Даже последнее обновление карты неба, полученное при помощи «Планка» и опубликованное в середине сентября, не сподвигло команду Bicep2 к пересмотру своей позиции. На карте виден и регион, исследованный южнополярной командой. Количества выявленной там галактической пыли в аккурат хватает, чтобы объяснить «открытие» с телескопа Bicep2 — без гравитационных волн.

Конечно же, это не означает, что сквозь клубы замутняющей взор пыли, не проступает слабый-слабый сигнал гравитационных волн. Сегодня Ковач и команда надеются, что точное сопоставление данных «Планка» и Bicep2 позволит его обнаружить. Результаты могут быть представлены до конца года.

Но в целом сегодня восходит звезда конкурентов Bicep2. С полдюжины других обсерваторий ищут в небе следы гравитационных волн, дошедших до нас с первых мгновений после большого взрыва. Зеркала их телескопов вглядываются в зоны, которые на карте «Планка» отличаются наименьшей запыленностью.

Таким образом, поиск свидетельств о «младенчестве» нашей вселенной не прекращается. «И здесь нам нужно вернуться к серьезной науке», — убежден Стейнхардт. Его принстонский коллега Спергель тоже считает, что «было бы лучше, если бы команда Bicep2 работала более тщательно». Вместе с тем в переполохе, вызванном ошибочным сообщением из Антарктиды, он видит повод для оптимизма: «Все это напомнило нам о том, какое значение получит открытие гравитационных волн — если когда-нибудь ученым действительно это удастся».

Перевод: Владимир Широков