Уже десять лет как астрономы выяснили, что в центре почти всех крупных галактик расположены огромные черные дыры — космические объекты с таким сильным гравитационным полем, что даже свет не в силах из них вырваться. Находясь в финальной стадии своей эволюции, звезды могут превращаться в небольшие черные дыры с массой, превышающей массу нашего Солнца в 3-100 раз, но такие черные дыры с массой, сравнимой с массой звезд, — просто лилипуты по сравнению с чудовищными великанами, расположенными в центрах галактик.

     Существование человечества в этом месте Вселенной, в микроскопическом уголке обжитого людьми космоса, скоротечно. С полнейшим пренебрежением к нашим желаниям и нуждам природа разыгрывает собственные грандиозные спектакли на таких необъятных масштабах пространства и времени, которые наш разум не может постичь. Быть может, все, что нам остается, - это наблюдать за окружающим миром и, пользуясь своей способностью задавать бесконечные вопросы и отыскивать ответы, удивляться, почему мы очутились именно здесь...

     Каждое утро, входя в свой рабочий кабинет и включая компьютер, Паоло Маццали надеется на известие о космической катастрофе. Сухощавый итальянец с ухоженной бородой - сотрудник немецкого Института астрофизики общества Макса Планка в Гархинге под Мюнхеном. И охотник за сверхновыми. Он выслеживает в космосе гибнущие звезды, стремясь разгадать секреты их ослепительной агонии. Взрывы звезд — одно из самых грандиозных космических явлений. И главная движущая сила круговорота рождения и смерти миров во Вселенной.

     Привычный зрительный горизонт, обусловленный шарообразностью нашей планеты, статичен и не зависит от времени наблюдения (к тому же на километровых дистанциях конечность скорости света не принимают в расчет). Но в применении ко Вселенной понятие горизонта теряет былую простоту. Космическое пространство не двумерно, как земной рельеф, а трехмерно, к тому же Вселенная расширяется, причем с переменной скоростью. Более того, применительно к космическим масштабам необходимо помнить о конечности скорости света.

     В 1870 году английский математик Уильям Клиффорд пришел к очень глубокой мысли, что пространство может быть искривлено, причем неодинаково в разных точках, и что со временем его кривизна может изменяться. Он даже допускал, что такие изменения как-то связаны с движением материи. Обе эти идеи спустя много лет легли в основу общей теории относительности. Сам Клиффорд до этого не дожил - он умер от туберкулеза в возрасте 34 лет за 11 дней до рождения Альберта Эйнштейна.

     В 1983 году Андрей Линде совершил очередной прорыв, разработав теорию хаотической инфляции, которая позволила объяснить и состав Вселенной, и однородность реликтового излучения. Во время инфляции любые предшествующие неоднородности скалярного поля растягиваются настолько, что практически исчезают. На завершающем этапе инфляции это поле начинает быстро осциллировать вблизи минимума своей потенциальной энергии. При этом в изобилии рождаются частицы и фотоны, которые интенсивно взаимодействуют друг с другом.

     Мудрецы Вавилона и Греции считали мироздание вечным и неизменным, а индуистские хронисты в 150 году до н.э. определили, что ему в точности 1 972 949 091 год (кстати, по порядку величины они не сильно ошиблись!). В 1642 году английский теолог Джон Лайтфут путем скрупулезного анализа библейских текстов вычислил, что сотворение мира пришлось на 3929 год до н.э.; спустя несколько лет ирландский епископ Джеймс Ашер передвинул его на 4004 год. Основатели современной науки Иоганн Кеплер и Исаак Ньютон тоже не прошли мимо этой темы.

     Мы пока не можем полететь даже к ближайшим звездам. Что уж говорить о более далеких путешествиях. Вряд ли удастся с помощью мыслимых технологий построить корабль, который отвезет нас в туманность Андромеды. Может быть, получится хотя бы найти подходящий локомотив и прицепить к нему свой вагон? Для этого нам понадобится узнать, есть ли поблизости, хотя бы в сотне световых лет вокруг Земли, какие-то объекты, которые двигаются с достаточно большими скоростями, чтобы улететь далеко и даже покинуть нашу Галактику

     Галактики наблюдали с незапамятных времен. Человек с острым зрением может различить на ночном небосводе светлые пятна, похожие на капли молока. В X веке персидский астроном Абд-аль-Раман аль-Суфи упомянул в своей «Книге о неподвижных звездах» два подобных пятна, известных теперь как Большое Магелланово облако и галактика М31, она же Андромеда. С появлением телескопов астрономы наблюдали все больше таких объектов, получивших название туманностей. Если английский астроном Эдмунд Галлей в 1716 году перечислил...

     Еще лет двадцать назад была известна лишь горсточка галактик старше семи миллиардов лет (этот порог соответствует космологическому красному смещению, превышающему единицу). Некоторые ученые даже открыто сомневались, что столь древние звездные скопления в самом деле существуют в значительных количествах. Устранению этого заблуждения помог случай. В 1995 году руководитель научных программ космического телескопа "Хаббл" Роберт Уильямс попросил у нескольких авторитетных астрономов совета...

     Призрак бродит по Вселенной, призрак конца света. Вроде все как всегда: те же звезды, те же планеты, те же галактики и те же черные дыры. Но механизмы, которые приводят их в движение, радикально перестраиваются. Как будто невидимая рука неизвестного режиссера вмешивается в ход истории — и направляет наш мир к неизбежному финалу. «Мы живем в переломную эпоху», — утверждает Пол Стейнхардт, профессор Принстонского университета (США) и один из ведущих космологов современности, специалист по строению и эволюции Вселенной.

     Понятие «взаимодействующих галактик» начинает интересовать многих учёных-астрономов и космологов, так как их изучение может дать ответы на механизмы формообразования и эволюции галактических систем. В настоящее время благодаря созданию мощнейших компьютеров становится возможным создание реалистичных моделей слияний, включающих в себя до 10 млрд точек, имитирующих звёзды. При последующем анализе слияний были подтверждены предположения Алара Тумре, сделанные ещё в 1970-х гг...

     Для определенности сначала остановимся на бинарных системах, состоящих из нормальных (то есть сжигающих водород) звезд главной последовательности, обращающихся вокруг единого центра инерции. Каков типичный механизм переноса вещества внутри достаточно тесной звездной пары? Как правило, обе звезды порождены одним и тем же молекулярным облаком и потому имеют одинаковый состав, но различные начальные массы. Более тяжелая звезда первой сжигает запасы водорода, теряет стабильность, многократно увеличивается в размере...

     Гавайские острова, вершина горы Мауна-Кеа, 4145 метров над уровнем моря. Для пребывания на такой высоте требуется акклиматизация. На фоне меркнущей вечерней зари четкими силуэтами выделяются два огромных сферических купола. На одном из них медленно поднимается белое «забрало» шириной с трехполосное шоссе. Внутри — темнота. Вдруг прямо оттуда вверх бьет лазерный луч и зажигает в темнеющем небе искусственную звезду. Это включилась система адаптивной оптики на 10-метровом телескопе Кека.

     Изучение почти неуловимых частиц-нейтрино уже давно привлекает внимание ученых. Для их обнаружения глубоко под землей или подо льдом строятся гигантские сооружения - нейтринные обсерватории. Одна из них, нейтринная обсерватория Сэдбери (Sudbury Neutrino Observatory, SNO), предназначалась для исследования нейтрино, порожденных ядерными реакциями на Солнце. Ее детектирующий комплекс был размещен на глубине около 2 км в бывшей шахте в Сэдбери в канадской провинции Онтарио. Он представлял собой 1000-кубометровый...

     Теория Большого Взрыва пользуется доверием абсолютного большинства ученых, изучающих раннюю историю нашей Вселенной. Она и в самом деле объясняет очень многое и ни в чем не противоречит экспериментальным данным. Однако недавно у нее появился конкурент в лице новой, циклической теории, основы которой разработали двое физиков экстра-класса - директор Института теоретической науки Принстонского университета Пол Стейнхардт и лауреат Максвелловской медали и престижной международной премии TED Нил Тьюрок.

     Вначале Вселенная была расширяющимся сгустком пустоты. Его распад привел к Большому взрыву в огнедышащей плазме которого ковались первые химические элементы. Потом гравитация миллионы лет сжимала остывающие газовые облака. И вот зажглись первые звезды, высветив грандиозную Вселенную с триллионами бледных галактик... Эта картина мира, поддержанная величайшими астрономическими открытиями XX века, стоит на солидном теоретическом фундаменте. Но есть специалисты, которым она не по душе.

     Основное прибежище плазмы на нашей планете - ионосфера. За ее пределами плазма порождается в ходе некоторых природных процессов (например, грозовых разрядов), а также во время работы научных и бытовых приборов и технологических установок (например, дуговых сварочных аппаратов). Ионы имеются даже в пламени обычной спички, но их концентрация составляет ничтожные доли процента, поэтому о настоящей плазме тут не может быть и речи. Зато во Вселенной плазменное состояние обычной (не темной) материи отнюдь не редкость.

     На Самом деле утверждение о том, что взаимодействие частиц и античастиц неизменно влечет за собой рождение фотонов, неверно даже по отношению к электронам и позитронам. Свободная электронно-позитронная пара аннигилирует с образованием электромагнитных квантов лишь в том случае, если ее энергия не слишком велика. Очень быстрые электроны и позитроны способны порождать положительные и отрицательные пи-мезоны (они же пионы), плюс- и минус-мюоны, протоны и антипротоны, и даже еще более тяжелые частицы.

     Астрономы не ставят экспериментов - они получают информацию с помощью наблюдений. Как сказал один из представителей этой профессии, не существует настолько длинных приборов, чтобы ими можно было дотянуться до звезд. Однако в распоряжении астрономов имеются физические законы, которые позволяют не только объяснять свойства уже известных объектов, но и предсказывать существование еще не наблюдавшихся. Про нейтронные звезды, черные дыры, темную материю и иные космические экзоты, вычисленные теоретиками...