Диалоги (август 2003 г.) - Александр Гордон

Б.Ш. Отовсюду. Тогда предложили такую идею. Хорошо, может быть, они не очень яркие и, может быть, мы их видим только с расстояния порядка толщины галактического диска? Вот мы сидим где-то здесь и видим гамма всплески вокруг себя. Так рассуждали в то время. Интересно взять «Маленькую энциклопедию космоса» издания 86 года. Там написано, что это, скорее всего, нейтронные звёзды. И там есть одна характерная фраза: «Источники гамма-всплесков обладают поразительной энергетикой. За вспышку излучается 10 в 40-ой степени эрг». Запомните эту цифру – 10 в 40-ой эрг – она ещё будет меняться. Что это такое? 10 в 40-ой эрг – Солнце столько выделяет примерно за месяц. А здесь за секунды и в гамма-диапазоне, конечно, это много и поразительно.

А.Г. Только в гамма-диапазоне?

Б.Ш. Только в гамма-диапазоне, да. Итак, было это смущающее обстоятельство. И пока так думали, комбинировали все эти геометрии, началась новая эпоха. Это начало 90-х годов. Запустили новый аппарат.

А.П. Долго ожидаемая обсерватория имени А.Комптона была посвящена исследованиям высокоэнергичных явлений в космосе. В частности, там был установлен прибор БАТСЕ (BATSE), который регистрировал всплески. Уникальность этого прибора была в том, что он был в 10 раз более чувствителен, чем работавшие прежде. Там были большие блины, большие детекторы, полуметровые, их было 8 штук, это с одной стороны. С другой стороны, его уникальность была в том, что он мог регистрировать в режиме реального времени направления прихода всплесков. С не очень большой точностью, порядка трех градусов, но этого было достаточно, чтобы построить то самое распределение и посмотреть, есть ли там концентрация к плоскости галактики или нет? Есть ли там концентрация к направлению на центр галактики или нет?

Это 91-й год, руководителем этого эксперимента был Джерри Фишман. (Кстати, эксперимент этот очень долго работал, он работал до самого затопления обсерватории в 2000 г.) После запуска, тут же стали регистрироваться всплески, с частотой примерно один раз в день. Тут все исследователи стали потирать руки – ага, пройдёт год-два, накопится достаточно статистики, построим это распределение и увидим, наконец-то, плоскость галактики. Не тут-то было.

93-й год, первый каталог BATSE, порядка трехсот всплесков, с координатами. Все стали строить распределение по небу, построили и прослезились – не было никакой концентрации ни к плоскости галактики, ни к галактическому центру!

Б.Ш. Но это ещё не всё, это ещё не самое страшное.

А.П. Была полная изотропия.

А.Г. Равномерная изотропия по всем направлениям.

Б.Ш. И это ещё не самое страшное. Обнаружилась сильная недостача слабых всплесков. Поясню. Допустим, вы получили в четыре раза более чувствительный детектор, значит, он стал видеть в два раза дальше, работает закон обратных квадратов расстояний. Но это значит, что он стал просматривать сферу в восемь раз большего объёма, и если всплески равномерно распределены в пространстве, значит, мы их должны видеть в восемь раз больше. А этого не было, было гораздо меньше. И на самом слабом конце распределения, где BASTE ещё должен прекрасно видеть всплески, он не досчитывался всплесков с фактором десятка. Что это могло означать? Изотропия и недостаток слабых – это значит, что источники гамма-всплесков образуют сферическое облако, в центре которого мы сидим, и это облако с краёв ограничено – за пределами этого облака источников мало, или их нет вообще.

Какие системы вообще имеют такую геометрию в космосе? Например, в Солнечной системе есть кометное облако Оорта, оно сферическое, мы в центре – но из комет не получишь гамма-всплесков. Хотя были и такие гипотезы, но их серьёзно не рассматривали.

Тогда придумали следующую систему. Вот у нас есть галактический диск, в нём рождаются нейтронные звёзды. Но они рождаются с большими начальными скоростями из-за взрыва сверхновой. Они вылетают из галактики и засеивают пространство вокруг неё большой короной из очень старых нейтронных звёзд. И, может быть, с этими старыми нейтронными звёздами происходят какие-то катаклизмы? Облако большое, мы хоть и смещены от центра, но не так сильно, и можем этой асимметрии не заменить. Тут возникает такая проблема, что здесь уже десятью в сороковой степени не обойдёшься, здесь нужно уже десять в 44-ой эрг, это уже тысячу лет Солнцу нужно выработать такую энергию.

А.Г. И спустить её за секунду…

Б.Ш. Тем не менее, гамма-всплески – объект богатый, и люди придумали как настричь с нейтронной звезды эти самые десять в 44-й эрг, это взрывное высвобождение магнитного потока, но не будем в это углубляться.

А.Г. При такой модели, на каком расстоянии должны были находиться эти нейтронные звёзды от нас?

А.П. Десятки килопарсек.

Б.Ш. Сотни, минимум сотни килопарсек, это триста тысяч световых лет.

Но есть ещё одна система с нужной геометрией – это вся Вселенная. Поясню. Лет 15 или больше назад знатоки из клуба «Что, где, когда?» сели в лужу, отвечая на вопрос школьника – почему ночью небо тёмное. Это мне один из знатоков рассказывал, Виктор Сиднев. Они решили, раз школьник, значит, вопрос должен быть простой, и ответили, что Земля загораживает солнечный свет – света нет, небо тёмное. Школьник был не так прост. Он имел в виду так называемый фотометрический парадокс Ольберса, а именно: если Вселенная существует вечно, если она бесконечная и однородная, небо должно сиять как поверхность Солнца – это очень простой факт, понятный в рамках школьной программы, не будем его объяснять, пусть останется домашним заданием для телезрителей. Но небо-то тёмное, а тёмное оно потому, что Вселенная расширяется и потому что она имеет горизонт.

Итак, что такое горизонт? Проще всего себе его представить таким образом. Сейчас мы знаем достаточно хорошо, что Вселенная родилась примерно 14 миллиардов лет назад. Это значит, что мы не можем видеть дальше, чем 14 миллиардов световых лет. Грубо говоря, это и есть горизонт.

Вот, что видит космический телескоп «Хаббл», глядя прямо в горизонт. Здесь суп из слабых галактик, здесь их столько, что не пересчитать, большинство из этих слабых точек – это галактики, находящиеся дальше, чем на полпути к горизонту вселенной. Там есть несколько галактик, которых «Хаббл» не видит, у них очень большое красное смещение. И если верна гипотеза, что работает эта геометрия всей вселенной, значит, большинство всплесков происходит от этих слабеньких галактик – понятно, почему этих источников не видели. Но если эта геометрия работает, это уже не десять в 44-й эрг. Цена вопроса – миллиард, это десять в 53-й эрг. Целая галактика выделяет такую энергию примерно за сто лет, а даже звезда покрупнее Солнца не высветит такой энергии никогда. И отдельная нейтронная звезда тут уже не проходит никак.

А.П. Энергетика велика.

А.Г. Любая звезда не проходит.

Б.Ш. Но на самом деле нейтронные звёзды бывают парными. Если у нас есть две большие парные звёзды, то они могут после себя оставить парный труп, парную нейтронную звезду.

А.П. За счёт слияния.

Надо сказать, что середина 90-х годов была критической для перехода сознания учёных от галактической модели к этой, космологической. Достаточно вспомнить очень интересный диспут в 95-ом году (он был показан по публичному телевидению в США) – это диспут на тему происхождения гамма-всплесков между двумя последовательными сторонниками различных гипотез. Гипотезу галактическую представлял Дон Лемб, а Богдан Пачинский – гипотезу космологическую. Участвующие в диспуте разделились на две партии, каждая партия приводила очень интересные и аргументированные доказательства той или иной гипотезы. Победивших не было, но этот диспут показал, что космологическая модель если не начинает преобладать в умах, то занимает существенную долю на рынке гипотез о происхождении гамма-всплесков. И тогда же на некоторых симпозиумах, семинарах можно было наблюдать антинаучное действие, когда на последнем заседании конференции ведущим конференции на голосование ставился вопрос – какова природа гамма-всплесков, космологическая либо галактическая. Таким образом решалась проблема происхождения гамма-всплесков.

А.Г. Проще было кинуть монету, наверное.

А.П. Наверное.

Б.Ш. Виден был дрейф общественного мнения.

А.П. Да, постепенно происходило накопление данных с эксперимента BATSE, которые всё больше и больше убеждали людей в том, что мы живём в геометрии Вселенной, а не в геометрии галактики либо короны.

А.Г. И всё-таки рекорд десять в 54-й? В 53-ей?

Б.Ш. Рекорд – почти десять в 55-й.

А.Г. Откуда же взять такую колоссальную энергию?

Б.Ш. Взять откуда? Я сказал об одном варианте – это две нейтронные звезды. Самое интересное, что такие пары нам известны, в нашей галактике есть их три штуки, это двойные пульсары. Причём видно, как они замедляются и теряют свою орбитальную энергию за счёт излучения гравитационных волн. Это значит, что когда-нибудь они сольются и упадут друг на друга, и вот это будет фейерверк. Скажу сразу, что десять в 54-й здесь не получится, но получится всё равно много.