Астрономы за последние сто лет узнали о Вселенной невероятно много. Например, только в 1924 году Эдвин Хаббл впервые понял, что за пределами нашего Млечного Пути есть другие галактики. Сегодня же мы живём в эпоху невероятно мощных телескопов. Учёные прошлого даже не могли мечтать о таких технологиях. Физики по всему миру открывают всё новые и новые удивительные подробности о космосе.
Тем не менее, несмотря на этот прогресс, во Вселенной остаётся огромное количество загадок. Большая часть её по-прежнему окутана тайной. Тёмная материя и тёмная энергия по сей день остаются загадками для науки. Чёрные дыры, расширение Вселенной, космические лучи — космос полон загадок и тайн. Лучшие умы человечества продолжают размышлять над этими вопросами, однако полного понимания до сих пор нет. Чтобы напомнить, как много ещё непознанного, ниже приведены десять самых интригующих загадок нашей Вселенной.
1. Как и когда закончится Вселенная?
Когда мы смотрим на безбрежные просторы космоса, трудно поверить, что когда-нибудь Вселенная может исчезнуть. Однако физика утверждает, что конец всего сущего вполне возможен. Более того, некоторые учёные уже пытались рассчитать, когда это может случиться и как именно всё закончится.
Исследователи из разных стран собирали данные с самых современных телескопов и проводили масштабные обзоры неба. Они попытались смоделировать будущее Вселенной. Согласно их расчетам, Вселенная будет существовать всего 33,3 миллиарда лет. Сейчас ей уже больше 13 миллиардов лет, а значит, до конца остаётся примерно 20 миллиардов.
Физики считают, что примерно через семь миллиардов лет расширение Вселенной остановится. Затем она начнёт сжиматься, и в итоге всё сущее схлопнется в одну-единственную точку, очень быстро разрушившись в самом конце. Тем не менее, никто не знает наверняка, какое будущее ждёт Вселенную. Неизвестно даже, будет ли человечество живо, чтобы это увидеть. Но лучшие умы планеты продолжают обсуждать, как и когда может наступить финал нашего мира.
2. Уничтожение тёмной материи может создавать новый вид звёзд
В центре галактик, возможно, существуют особые объекты — так называемые «тёмные карлики», однако никто пока не может утверждать это точно. Эта теория связана с бурными коричневыми карликами, которые похожи на звёзды, но имеют меньшую массу. Эти «неудавшиеся» звёзды притягивают окружающее вещество, включая загадочную тёмную материю, составляющую около 85% всей материи во Вселенной.
Тёмная материя попадает в гравитационное поле коричневых карликов и сталкивается сама с собой, высвобождая огромное количество тепла. Под действием этой энергии коричневые карлики превращаются в чёрные карлики, то есть фактически переходят на «тёмную сторону». Тёмная материя почти не взаимодействует с обычным веществом, поэтому она обычно собирается в центре галактик. Именно там, как считают учёные, чаще всего можно встретить чёрных карликов.
Астрономы собираются использовать мощные инструменты, такие как космический телескоп имени Джеймса Уэбба, чтобы искать эти объекты в космосе. Они надеются, что новые открытия помогут разобраться в загадочной природе тёмной материи. Пока же эти потенциальные объекты остаются полностью неизвестными науке.
3. Где находятся пропавшие чёрные дыры?
Во мраке космоса где-то скрываются целые рои чёрных дыр, которые мы пока не нашли. Обычно их делят на три типа. Чёрные дыры звёздной массы примерно в 5–50 раз тяжелее Солнца. Сверхмассивные чёрные дыры, напротив, гигантские. Их можно найти в центре большинства галактик, включая наш Млечный Путь. Между этими двумя группами есть ещё одна — промежуточные чёрные дыры. Но что это за объекты?
На самом деле, никто до конца не знает. Учёные предполагают, что они существуют, но информации об их происхождении и поведении очень мало. По всему миру исследователи используют данные с детекторов гравитационных волн, чтобы узнать больше об этих загадочных объектах. Однако современные приборы позволяют видеть только редкие моменты, когда чёрные дыры сталкиваются и сливаются. Учёные надеются, что в будущем появятся более точные космические детекторы, которые помогут разгадать эту загадку.
4. Быстрые радиовсплески помогают находить скрытое вещество
Вселенная наполнена скрытым веществом. До недавнего времени учёные не могли объяснить, куда делась половина обычной материи во Вселенной. Космический туман скрывает от нас многое, но новые технологии позволяют заглянуть глубже. Физики уверены, что «пропавшее» вещество должно где-то быть. Оно окружает галактики, формируя своеобразные ореолы, и плавает в облаках газа. Но где именно оно находится, никто не может точно сказать.
В поисках этой материи астрономы изучают мощные всплески энергии — быстрые радиовсплески. Эти взрывы настолько ярки, что их радиосигналы проходят сквозь космический туман и достигают Земли. Изучая, насколько замедляются эти волны, учёные могут узнать больше о природе скрытого космического вещества.
5. Загадочная сфера на расстоянии тысяч световых лет от Земли
Глубоко в космосе находится необычный гигантский объект — почти идеальная сфера, которую обнаружили учёные. Они примерно понимают, чем она является, но вот как она появилась — остаётся загадкой. Астрономы нашли эту структуру с помощью австралийского радиотелескопа Square Kilometre Array Pathfinder. Она получила название Teleios — в переводе с греческого «совершенный», потому что действительно очень близка к идеальной форме.
Данные говорят, что этот пузырь образовался из вещества, выброшенного взрывом звезды. Но почему он стал настолько идеальным, никто не знает. Некоторые полагают, что сфера появилась после сверхновой типа Ia, когда две звезды — одна из которых белый карлик — одновременно взорвались. Однако учёные пока не уверены. Кроме того, физики до сих пор не могут точно определить ни размер сферы, ни её расположение. По их оценкам, до Земли может быть от 7 000 до 25 000 световых лет.
6. Частица тёмной материи может скрываться за рекордным взрывом
В октябре 2022 года астрономы зафиксировали самое мощное из известных человечеству взрывов во Вселенной. На расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от нас звезда превратилась в чёрную дыру. В момент коллапса её ядро высвободило ослепительный поток гамма-лучей с энергией до 18 тераэлектронвольт (ТэВ). Этот взрыв назвали BOAT — «самый яркий из всех времён».
Учёные тут же заинтересовались, не скрывается ли за этим событием нечто удивительное. По расчётам физиков из Италии, фотоны с энергией выше 10 ТэВ, пришедшие с такого расстояния, не должны были дойти до Земли. Это кажется невозможным. Всё это может быть связано с тёмной материей. О её природе ничего не известно, но одна из гипотез — частица-аксион.
Есть предположение, что гамма-лучи, пролетая через космос, столкнулись с аксионоподобными частицами (ALP). При таком смешении они могли менять свои свойства и не поглощаться на пути к Земле. Так появилась возможность наблюдать частицы с такой большой энергией, хотя теория утверждает обратное.
7. Что ускоряет самые мощные космические лучи?
Частицы с огромной энергией постоянно проносятся по Вселенной. Некоторые из них учёные уже умеют объяснять, однако с самыми мощными космическими лучами всё не так просто. Никто не знает, что именно разгоняет эти субатомные частицы почти до скорости света.
Есть гипотеза, что такие частицы появляются при гибели звёзд, когда те взрываются. Однако не все учёные с этим согласны. Одна из трудностей в том, что на пути к Земле большинство космических лучей сталкиваются с магнитными полями, которые меняют их траекторию. Из-за этого отследить источник этих частиц почти невозможно. Астрономы ищут «космический ускоритель» уже десятки лет, но разгадка всё ещё не найдена.
8. Быстрые частицы в прошлом могли стать тёмной материей
Одна из самых больших загадок Вселенной — происхождение тёмной материи — остаётся неразрешённой. В мае 2025 года космологи предложили новую теорию, которая объясняет появление этого загадочного вещества. Учёные Гуанмин Лян и Роберт Колдуэлл считают, что истоки тёмной материи лежат в самой ранней Вселенной. Частицы тогда двигались с огромной скоростью. Многие из них сталкивались и порождали новое вещество, которого раньше не существовало.
Два физика предполагают, что именно так появилась тёмная материя. Частицы с небольшой массой сталкивались и резко теряли энергию. В результате их масса внезапно возрастала. Так, по мнению учёных, и возникла тёмная материя.
По словам авторов, их модель отличается от других, потому что она основана на наблюдательных данных. «Тёмная материя когда-то была почти безмассовыми частицами, чем-то похожими на свет», — объясняет Колдуэлл. «Это полностью противоречит традиционному представлению о тёмной материи как о холодных сгустках, дающих галактикам массу. Мы хотим объяснить, как частицы света стали сгустками материи».
9. Не заперт ли Млечный Путь в огромной космической пустоте?
Некоторые учёные считают, что наша галактика может находиться в гигантской пустоте, простирающейся на миллиард световых лет. Подтверждённых данных пока нет, но всё больше свидетельств говорит о том, что вокруг Млечного Пути может быть такая область. Астрономы зафиксировали эхо звуковых волн от Большого взрыва, и это, по их мнению, указывает на то, что наша галактика более изолирована, чем считалось ранее.
Если эта гипотеза верна, это может помочь объяснить загадку «хаббловского напряжения». Проблема в том, что разные измерения показывают разные скорости расширения Вселенной. В нашей области космоса расширение идёт быстрее, а в удалённых — медленнее. Если Млечный Путь действительно находится в пустоте, то гравитация галактик вне этой области тянет другие галактики к её границе. Для нас это выглядит так, будто наша часть Вселенной расширяется быстрее.
«Возможное решение этой загадки — предположение, что наша Галактика близка к центру большой локальной пустоты», — поясняет доктор Индранил Баник из Великобритании. «Пока пустота опустошается, скорость удаления объектов от нас кажется выше, чем была бы без этой пустоты».
10. Послесвечение Большого взрыва может быть вовсе не тем, чем кажется
Согласно современной науке, Вселенная возникла в результате Большого взрыва. Эта бурная экспансия создала всё, что мы видим вокруг. В подтверждение этой теории учёные приводят слабое электромагнитное излучение, заполняющее всё пространство. Его называют космическим микроволновым фоном (CMB) — своеобразным послесвечением Большого взрыва.
Однако в мае 2025 года появилась новая теория, которая может поставить всё под сомнение. Группа учёных из Германии и Китая утверждает, что CMB на самом деле может быть вызван не только Большим взрывом. По их данным, сияние может возникать и из-за ранних галактик особого типа (ETG). Возможно, CMB вообще не существует в том виде, как принято думать.
Исследователи утверждают, что новые данные показывают: галактики ETG начали формироваться и распространяться по Вселенной раньше, чем считалось. Эти новые гипотезы основаны на последних данных телескопа Джеймса Уэбба. Пока исследования находятся на начальном этапе, но они уже заставляют задуматься о том, как мы представляем себе эволюцию Вселенной.
«Наши результаты противоречат стандартной модели космологии», — отмечает физик Павел Круппа из Боннского университета. «Возможно, нам придётся переписать историю Вселенной, по крайней мере частично».
