В 2006 году титул самого большого объекта во Вселенной получил обнаруженный загадочный космический «пузырь» (или блоб, как их обычно называют ученые). Правда, титул этот он сохранил ненадолго. Этот пузырь протяженностью 200 миллионов световых лет представляет собой гигантское скоплением газа, пыли и галактик. С некоторыми оговорками этот объект похож на гигантскую зеленую медузу. Объект обнаружили японские астрономы, когда изучали один из регионов космоса, известного наличием огромного объема космического газа. Найти блоб удалось благодаря использованию специального телескопного фильтра, который неожиданно указал на наличие этого пузыря.

Каждая из трех «щупалец» этого пузыря содержит галактики, которые располагаются между собой в четыре раза плотнее между собой, чем обычно во Вселенной. Скопление галактик и газовых шаров внутри этого пузыря носят название пузыри Лиман-Альфа. Считается, что эти объекты образовались примерно через 2 миллиарда лет после Большого взрыва и являются настоящими реликтами древней Вселенной. Ученые предполагают, что сам блоб образовался, когда массивные звезды, существовавшие еще в ранние времена космоса, вдруг стали сверхновыми и высвободили гигантский объем газа. Объект настолько массивен, что ученые верят, что он в общем и целом является одним из первых образовавшихся космических объектов во Вселенной. Согласно теориям, со временем из скопившегося здесь газа будут образовываться все больше и больше новых галактик.

Таинственные гигантские космические «пузыри»-«блобы», которые раньше считались просто исполинскими межзвездными облаками, ничего кроме газа внутри себя не содержащими, на самом деле заключают в своей сердцевине сталкивающиеся и сливающиеся группы сверхъярких галактик.

Используя изображения, полученные с помощью мощного инфракрасного космического телескопа «Спитцер» (Spitzer), запущенного NASA в 2003 году, астрофизик из Австралийского национального университета (Australian National University - ANU) доктор Пол Фрэнсис (Paul Francis) и американские ученые из NASA нашли внутри таинственных капель полностью сформировавшиеся галактики.

Четыре «кляксы», расположенные на расстоянии в 10,8 миллиарда световых лет от Земли, были обнаружены Фрэнсисом несколько лет назад с помощью наземных телескопов оптического диапазона (Siding Spring Observatory в Австралии и Cerro Tololo Inter-American Observatory в Чили) в древних галактических структурах или нитях, где группируются вместе тысячи молодых галактик. Как ни странно, подобные расплывчатые образования, крупнейшие газовые облака во всей известной Вселенной, по величине в огромное число раз превосходящие размеры типичных галактик, так до сих пор и не получили какого-либо четкого наименования. Их называют просто «блобами» (blobs, пузыри, капли, сгустки, комки, кляксы), а этот «термин» в английском языке применяется к самым разным классам явлений самого разного масштаба.

«Обычные телескопы видят эти газовые облака пустыми, – объясняет Фрэнсис. – Однако «Спитцер» использует инфракрасный диапазон, чтобы проникнуть взглядом сквозь облака все скрывающей межзвездной пыли и показать нам таящиеся внутри галактики. Эти образования поистине громадны, ведь одна такая «капля» содержит две или три массивные сталкивающиеся галактики (размера на порядок меньшего, чем сам «блоб»), каждая из которых обладает яркостью десяти триллионов звезд».

Столкновения между галактиками превращают их в огромные звездные «нерестилища», которые ежедневно приводят к появлению одной новой звезды. Вероятно, некоторые из этих новых взорвавшихся звезд порождают мощные ударные волны, которые и виновны в образовании гигантских «пузырей», состоящих из горячего водорода. Впрочем, остается непонятным, откуда появился весь этот материал в таких непомерных количествах.

«Мы еще далеки от раскрытия всех тайн «блобов», а нынешние наблюдения только порождают новые загадки, – считает Фрэнсис. – Но уже теперь ясно, что эти причудливые газовые облака не пусты, а содержат в себе самые яркие и самые неистовые галактики во всей известной Вселенной».

Результаты в конечном счете будут способствовать лучшему пониманию процессов формирования всех галактик, включая и те, что подобны нашему собственному Млечному пути.

Вы, вероятно, никогда не слышали об облаке SSA22, которое относится к классу облаков Лимана-альфа (Lyman-alpha blob, LAB) и представляет собой «пузырь» холодного космического класса, излучение которого имеет набор особых параметров. Свое название эти облака, которые находятся в самых отдаленных частях известной людям Вселенной, получили в честь излучения Лимана-альфа (Lyman-alpha radiation), излучения диапазона ультрафиолетового света, источником которого являются атомы водорода, переходящие из одного определенного энергетического состояния в более низкое. Поскольку практически все известные LAB-облака находятся на удалении миллиардов световых лет от Земли, их излучение Лимана-альфа за время путешествия в космическом пространстве смещается в область видимого света, благодаря чему наши телескопы видят эти облака как размытые цветные пятна.

Облако SSA22-Lyman-alpha blob 1 (LAB-1) является самым первым LAB-облаком, обнаруженным астрономами в 2000 году. Кроме этого, оно является самым большим из таких облаков и считается одним из самых крупнейших космических объектов, известных людям на сегодняшний день. Однако, огромное расстояние в 11.5 миллиардов световых лет, которое разделяет облако SSA22 и Землю, служило и служит сейчас препятствием для его детального изучения.

«Облако LAB-1 находится в центре огромной протокластерной области Вселенной и оно имеет необычайно высокую плотность» – рассказывает Джим Гич (Jim Geach), ученый-астроном из университета Хартфордшира (University of Hertfordshire), – «Эта область, в конце концов, превратится или уже превратилась в огромное скопление больших галактик. И облако LAB-1 имеет непосредственное отношение ко всему этому».

Для проверки своих предположений Джим Гич и его коллеги использовали возможности радиотелескопа Atacama Large Millimeter Array (ALMA), который имеет высокую чувствительность в субмиллиметровом диапазоне, который соответствует диапазону излучения облаков холодного газа. Ученые проводили наблюдения за облаком LAB-1 и ранее, но высочайшая разрешающая способность телескопа ALMA позволила ученым определить основные источники излучения, скрывающиеся в центре облака LAB-1.

Фактически все излучение облака LAB-1 является излучением двух его огромных центральных галактик, которые находятся на этапе, предшествующем их полному разрушению. Вокруг них, словно стая пираний, кружится «рой» меньших галактик, собирающихся «попировать» останками своих больших собратьев. На основе новых данных группа Джима Гича составила сложную математическую модель, которая воспроизводит все, происходящее в облаке LAB-1, и в результате расчетов этой модели ученые получили излучение Лимана-альфа, которое почти в точности соответствует наблюдаемому в реальности. А его спектральные характеристики указывают на то, что это излучение является ультрафиолетовым светом, произведенным во время формирования новых звезд, который поглощается и переизлучается облаками холодного атомарного водорода.

«Наша картина формирования галактик и скоплений галактик указывает на то, что все эти процессы протекают в присутствии больших скоплений темной материи» – рассказывает Джим Гич, – «Некоторые особенности происходящих процессов говорят о том, что на них оказывает влияние некий посторонний фактор. В частности, Альфа-фотоны излучения Лаймана преломляются и искажаются под воздействием темной материи, давая нам в руки инструмент для определения ее структуры».

В недалеком будущем группа Джима Гича собирается провести наблюдения и за другими LAB-облаками при помощи телескопа ALMA. И эти наблюдения дадут ученым в руки массу новой информации, в которой могут быть скрыты некоторые ответы на вопросы касательно природы темной материи и астрофизических процессов, на которые она оказывает непосредственное влияние.

Ученые говорят, что знают, каким будет конец Вселенной. Это будет не космический коллапс, а огромный пузырь, который поглотит все на своем пути. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Physical Review, последний момент жизни Вселенной будет запущен субатомным процессом, носящим название инстантон. Он создаст крошечный пузырь, который будет расширяться со скоростью света, поглощая все на своем пути. Гибель Вселенной будет лишь вопросом времени.

Об инстантонах известно очень мало. Это особый вид флуктуации квантового поля в вакууме, соотносящейся с классическими уравнениями движения. Андерс Андреассен, ведущий автор исследования, сравнивает их с феноменом квантового туннелирования, при котором все выглядит так, будто частица отрицает законы физики, чтобы пройти через непреодолимую преграду. Инстантон, вместо того, чтобы преодолевать преграду, формирует пузырь внутри поля Хиггса, которое дарует всему существующему массу и производит бозоны Хиггса.

Любопытно, что этот уничтожающий Вселенную пузырь не стал бы возможным, если бы не отношения массы бозона Хиггса к другой, более тяжелой частице, называемой t-кварком, которая содержит множество атомов. Если бы кварк или бозон были немного легче, формирование уничтожающего Вселенную пузыря было бы невозможным. Тем не менее, по прошествии некоторого времени, разрушительный пузырь все же возникнет.

Команда ученых подсчитала продолжительность жизни Вселенной, и в ближайшее время ей гибель не грозит. Как говорит Андреассен: «Наше солнце сгорит, многие другие вещи произойдут с нашей солнечной системой, прежде чем пройдет малая часть этого времени». Это как молоко в вашем холодильнике. Срок его годности гарантирует безопасное употребление, но есть и шансы того, что, выпив молоко после указанной даты, вы обойдетесь без последствий. Равно как есть и шансы того, что на фабрике произошло что-то непредвиденное и оно уже было испорченным в тот самый момент, когда вы его покупали. Поэтому, говорит Андреассен, есть вероятность того, что пузырь уже сформировался и направляется в нашу сторону прямо сейчас со скоростью света.

Есть нечто успокаивающее в том, чтобы знать, как все закончится, но профессор Винченцо Бранхина из Университета Катании призывает не плакать заранее по еще не испортившемуся молоку и не готовиться к приходу космического пузыря. Он говорит, что команда Андреассена учла только стандартную физическую модель, но не приняла во внимание новые и временами причудливые ее ответвления, такие как квантовая гравитация и темная материя, все еще остающиеся для человечества тайной.

Для того, чтобы Вселенная была поглощена расширяющимся пузырем хаоса, должна вмешаться темная материя, таинственная форма материи, которая производит гравитационное притяжение, но не испускает света. Ее вмешательство же маловероятно, так как Вселенная может состоять из нее на 80 процентов.

Бранхина также указывает на квантовую гравитацию, научную теорию, которая пытается свести воедино квантовую механику и теорию общей относительности Эйнштейна и которая едва приоткрылась перед учеными. Квантовая гравитация может сделать Вселенную более стабильной или нестабильной, но наше непонимание этой новой физики, как отмечает Винченцо, делает неясным и то, каким будет конец Вселенной. «Нет полной уверенности, что конец будет именно таким», – соглашается Андреассен. Вполне можно ожидать и вмешательства темной материи, которая разберется со злобным космическим пузырем ради спасения Вселенной.