Квазары – это самые яркие объекты во Вселенной. Они ярче сотен галактик, но энергию излучают из небольшой области размером в нашу Солнечную систему. Хоукинс обнаружил, что каждый найденный им квазар меняет яркость за несколько лет по синусоидальному закону. Величина изменений – от тридцати до ста процентов. Но главная странность заключается в том, что эти изменения вызваны не процессами в самом квазаре, а их претерпевает свет на пути к земному наблюдателю. Это доказывается тем, что изменения в самих квазарах были бы более долгими для удаленных объектов, поскольку Вселенная расширяется, вызывая замедление времени для удаленных частей. Хоукинс не нашел такой зависимости.

Второй намек на то, что все происходит по дороге к Земле, Хоукинс нашел при анализе цвета квазаров. Обычно снижение яркости всегда сопровождается сменой цвета: чем жарче и ярче, тем синее. Но этого опять не наблюдается!

Хоукинс предположил, что причиной колебаний может стать небольшой массивный объект, действующий как гравитационная линза на пути лучей. Идея линзы объясняет и то, что цвет не меняется, и то, что нет зависимости от расстояния. Если линза близко от Земли, то она будет достаточно быстро проходить перед квазаром и период колебаний будет невелик. Проанализировав расстояние до переменных квазаров и периоды колебаний, Хоукинс пришел к выводу, что массы линз могут быть сравнимы с массами крупных планет.

Гипотеза Хоуки нса повергла все астрономическое сообщество в сом* нения и глубокую задумчивость: если практически на каждый квазар находится объект-линза, то Вселенная просто должна быть наводнена ими. Эти невидимки могут составлять большую часть ее массы! Оценки говорят, что масса всех подобных линз может в несколько сот раз превышать массу видимой части Вселенной.

Если гипотеза подтвердится, то это будет истинной революцией в астрономии и космологии. Все эти черные «дырочки» с лихвой обеспечивают Вселенную массой, необходимой для остановки ее расширения и начала сжатия. Таким образом, они решают одну из наиболее острых проблем последних лет – темного вещества, или скрытой массы. Суть ее в том, что большую часть массы Вселенной составляет темное несветяшееся вещество, которое проявляется только по гравитационному воздействию. «Большинство темного вещества содержится в таких объектах с массой около массы Юпитера. Ближайший к нам такой объект может быть всего в тридцати световых годах от Земли», полагает Хоукинс.

Но на что же они могут быть похожи? Темное вещество не может быть обычным веществом из протонов и нейтронов, поскольку вся такая материя уже собрана в звездах, газовых облаках и галактиках, и астрономы видят ее. Количество такой материи просчитывается по относительному количеству легких элементов во Вселенной.

Если это не обычное вещество, то что же это такое?.. Хоукинс считает, что есть единственное реалистическое объяснение: черные дыры, образованные на заре рождения Вселенной. Идея звучит достаточно неожиданно, поскольку термин «черные дыры» был традиционно связан с гравитационным коллапсом тяжелых звезд. Для массы Юпитера этот процесс невозможен.

Однако в первые моменты после Большого взрыва были созданы такие условия, что даже небольшая масса могла сжаться в черную «дырочку». Еше в 1980 году Дэвид Шрамм и Матт Кроуфорд из Чикагского университета оценили, что такие адские условия могли возникнуть через несколько миллионных долей секунды после взрыва. В это время Вселенная представляла собой горячий «суп» из свободных кварков. Мгновением позже сильное взаимодействие стало собирать кварки в протоны и нейтроны. При таком переходе плотность некоторых участков первичного «супа» может стать гигантской, вполне достаточной для спонтанного возникновения черных дыр. Расчеты подтверждают эти предположения.

Вначале революционная идея Хоукинса вызывала сильные протесты. Мартин Ривс из Кембриджа указывал на то, что вероятность наткнуться на подобную линзу у самых близких квазаров очень мала, а у них тоже есть колебания яркости. Хоукинс соглашается с возражениями, но у таких квазаров колебания очень коротенькие, и они могут быть вызваны процессами в самом квазаре.

Следующее возражение относится к тому, как происходит процесс изменения яркости. В случае линзы яркость должна нарастать и спадать симметрично, а среди квазаров Хоукинса особой симметрии не было. Тогда он предположил, что накладывался эффект действия нескольких линз, и сложный математический анализ подтвердил эту гипотезу: для каждого квазара удалось выделить несколько симметричных кривых.

Но астрономы не приучены к сложной математике, и им хотелось бы наблюдать четкий и симметричный сигнал от одной линзы.

Кроме того, Петер Шнайдер из Института Макса Планка придумал другое объяснение для эффекта независимости цвета от удаления квазаров. Свет от далеких квазаров смещен в красную область – ведь Вселенная расширяется, и они удаляются от нас с огромными скоростями. Работает хорошо знакомый всем эффект Доплера: если удаляющийся от нас объект испускает излучение, то до нас оно доходит с более низкой частотой (то есть с большей длиной волны). Так вдруг понижается тон сирены «скорой помощи», когда она проносится вдаль мимо нас.Значит, квазар испускает более короткие длины волн, чем мы видим, а более короткие волны исходят из более горячих и компактных участков квазаров, их центров. Они могут менять свою яркость быстрее, чем весь квазар в целом. «Хоукинс видит у далеких квазаров колебания яркости не всего квазара в целом, а его небольшой части, поэтому они происходят достаточно быстро; это компенсирует ожидаемый эффект увеличения периода колебаний с удалением квазара», считает Шнайдер.

Однако, несмотря на все возражения, идея Хоукинса считается очень интересной, и ее просто необходимо проверять дальше. Особенно интересно посмотреть на те квазары, рядом с которыми есть галактики, потому что они могут своими массами работать как добавочные гравитационные линзы и делать эффект Хоукинса более четким и наглядным.

Хоукинс полон планов и надежд: «Я собираюсь продолжать и расширять свои исследования. В конце концов я слежу за квазарами всего двадцать лет, светимость их успела нарасти и снизиться только два раза. Понятно, что это не очень убедительный материал».

«Колоссальным преимуществом идеи Хоукинса является возможность ее экспериментальной проверки», считает Энди Тейлор, коллега Хоукинса по Эдинбургу. С этим соглашается и Шрамм.

А нам остается ждать. Может быть, начало следующего века подарит нам такую же ломку представлений о природе, как это случилось в уходящем столетии.

Чтение популярной статьи похоже на монолог или публичную лекцию: один высказывает свои мысли, а остальные молча слушают и наверняка кое у кого возникают сомнения в компетентности говорящего – небось, привирает. Не зря древнегреческие философы часто строили свои научные работы в форме диалогов, чтобы дать возможность читателю услышать доводы обеих сторон., так честнее. А читатель сам будет выбирать, какая позиция ему ближе. И уж совсем фантастическое везение, если оба участника диалога окажутся знатоками обсуждаемого вопроса. Именно так и повезло нам с вами.

Не так давно Стивен Хоукинг и Роджер Пенроуз дали несколько публичных лекций об общей теории относительности в Институте математических наук имени Исаака Ньютона в Кембридже. Два этих имени известны всем, кто сегодня интересуется космологией, оба ученых – признанные эксперты в своей области. Но они не сходятся во взглядах на то, что происходит в черных дырах и почему начало жизни Вселенной отличается от ее конца.