Что телескоп James Webb увидел в далёком прошлом

И всё-таки странно: неужели ни в одной из этих бесчисленных галактик так никого и нет? Пусто? Океаны звёзд, планет... и нигде не появляется ни РНК, ни, допустим, какой-то другой неведомой нам молекулы, которая сама себя воспроизводит?

Но парадокс в том, что даже если и есть, то нужно принять во внимание одну поразительную деталь: может быть, на этом самом снимке, если бы чувствительность телескопа позволяла настолько увеличить изображение, мы и увидели бы каких-нибудь существ, но в таком случае, скорее всего, сейчас их уже там нет. А может быть, и наоборот: на снимке ещё нет, а сейчас уже есть. Почему так? Потому что на этом фото мы видим то, что было миллиарды и миллиарды лет назад.

Как это понять? Просто нужно уяснить ситуацию со скоростью света. Начнём с простого: от Солнца до Земли свет летит восемь минут, так? Значит, в тот момент, когда мы увидели, что солнечный диск скрылся за горизонтом, можем смело говорить, что на самом деле это случилось восемь минут назад. Иначе говоря, Солнце находится от нас на расстоянии восьми световых минут. Теперь смотрим, например, ночью на Сириус, он у нас находится в созвездии Большого Пса по правую сторону от Ориона. Так вот, Сириус находится на расстоянии восьми с лишним световых лет. То есть свет от него летит восемь лет. Значит, мы его видим таким, каким он был восемь лет назад. И так всё в космосе.

Очень много всего, но среди всех полученных снимков NASA выделяет именно этот.

Что конкретно мы видим здесь? Скопление галактик, записанное в каталог как SMACS 0723. Как объясняют в NASA, на фото попало пространство, которое на видимом нами небе занимает кусочек размером с песчинку, расположенную на расстоянии вытянутой руки. И в этой песчинке тысячи галактик. И таких, как наш Млечный Путь, и таких, которые гораздо крупнее, и таких, которые поменьше, и таких, которые вообще не являются спиральными, а представляют собой просто шаровые скопления.

В центре фото можно заметить удивительный оптический эффект: некоторые галактики кажутся как бы вытянутыми и изогнутыми в дугу. Это называется гравитационной линзой. Притяжение этого коллектива галактик искривляет свет, идущий от более далёких объектов, и делает их более заметными. То есть позволяет рассматривать более далёкий космос как сквозь огромную лупу.

Надо сказать, у телескопа James Webb поистине беспрецедентные возможности, он действительно намного превосходит "Хаббл" в смысле широты обзора. Дело в том, что Webb — инфракрасный телескоп, а из самого далёкого космоса до нас доходят только световые волны инфракрасного диапазона, то есть очень-очень длинные волны. Это потому, что Вселенная наша всё время расширяется, чем дальше, тем быстрее. Почему — науке пока не известно. Но когда источник света от нас удаляется, то идущие от него световые волны из-за этого как бы вытягиваются.

Так вот, астрофизики подсчитали, что большая часть содержимого этой фотографии находится от нас на расстоянии примерно 4,6 миллиарда световых лет. То есть эти галактики были такими 4,6 миллиарда лет назад. А сейчас некоторые из них, может быть, выглядят немного по-другому. А ведь благодаря гравитационной линзе в кадр попали и куда более далёкие объекты. И вот самый далёкий из них — для удобства мы обвели его кружком. Эта крохотная красная точка — галактика, расположенная на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет. Иными словами, мы видим то, что было больше 13 миллиардов лет назад.

И тут давайте, собственно говоря, вспомним, что сама Вселенная существует, как в основном считается, немногим менее 14 миллиардов лет. А вот в Институте Макса Планка, например, подозревают, что и на два миллиарда лет меньше. В любом случае совершенно очевидно, что мы видим в James Webb практически начало времён. Это новорождённая галактика.

Фото с телескопа James Webb уже увидели, наверное, жители всей Земли, и в Сети даже высказывают такие фантазии: а может быть, этой галактики давно и в помине нет? Может, мы видим то, что сейчас уже не существует? В этом Лайфу помог разобраться известный популяризатор науки, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звёзд Института астрономии РАН Дмитрий Вибе.

— Вряд ли можно сказать, что этой галактики уже нет, потому что галактики живут очень долго, наша собственная галактика живёт те же самые 13 миллиардов лет, то есть с точки зрения жизни галактики это не очень значительный срок. Скорее всего, все те галактики, которые наблюдает James Webb, существуют и по сей день, — подчеркнул он.

Впрочем, теоретически в телескоп действительно можно увидеть то, чего уже нет, рассказал учёный. Он привёл в пример галактику туманность Андромеды. Она расположена в 2,5 миллиона световых лет. Это значит, что свет от неё летит к нам 2,5 миллиона лет. За это время довольно многое может измениться в галактике: множество массивных звёзд вполне могут отжить свой основной век и взорваться сверхновыми, оставляя после себя чёрные дыры либо нейтронные звёзды (пульсары). Получается, если мы видим в галактике Андромеды какую-то звезду, вполне возможно, что мы видим то, чего уже нет.

Кроме этого, можно достоверно сказать, что галактики за время существования Вселенной вполне могут перестать существовать в том виде, в котором появились. Они могут сталкиваться друг с другом и постепенно сливаться, таким образом создавая новую, более массивную галактику. К слову, именно это ждёт наш родной Млечный Путь — прямо сейчас к нам очень-очень медленно приближается соседняя, гораздо более крупная галактика, а именно та самая туманность Андромеды.

По расчётам астрофизиков, они встретятся примерно через 4,5 миллиарда лет. Человечеству это вряд ли грозит катастрофой, потому что даже если мы и дотянем до таких пор (что, прямо скажем, маловероятно), то к тому времени Солнце выработает свой ресурс термоядерного топлива, оно начнёт расширяться и превращаться в красного гиганта, поглощая один за другим Меркурий, Венеру и, вполне вероятно, Землю и Марс. Потому светило "сдуется" и станет белым карликом с одиноко вращающимися вокруг него безжизненными газовыми гигантами. Впрочем, кто знает: а может быть, человечество расселится на твёрдых спутниках Юпитера и Сатурна?

В центре Млечного Пути и вообще, видимо, любой спиральной галактики находится чёрная дыра массой четыре миллиона Солнц. Если интересно, где она на небе: она в созвездии Стрельца, поэтому её и назвали Стрелец A*. И вокруг неё кружатся все спиральные рукава нашей галактики, коих у неё четыре самых крупных и ещё несколько мелких. Соответственно, вместе с Солнечной системой, которая обосновалась в едва приметном рукаве Ориона. Один оборот вокруг центра галактики Солнце вместе со всеми своими планетами и с нами делает за 220 миллионов лет. Это значит, что один оборот назад на Земле было начало мезозойской эры. Так вот, это вращение создаёт впечатление, что нашу галактику утягивает в какой-то космический водоворот. Но на самом деле, как разъясняет астроном, это вовсе не так.

— Очень распространённая иллюзия, что чёрная дыра — это что-то настолько страшное, что она засосёт в себя всю галактику. На самом деле, хотя чёрная дыра сверхмассивна, она сверхмассивна по сравнению с Солнцем. По сравнению с галактикой чёрная дыра — это очень маленький объект, и, конечно, ни в коем случае не то, что засасывает в себя галактику, галактика даже не вращается вокруг чёрной дыры, она вращается вокруг самой себя. Суммарное тяготение звёзд галактики намного превышает тяготение чёрной дыры, — рассказал Дмитрий Вибе.

Закончится ли это вообще когда-нибудь? И как это должно закончиться? В любом случае спиральные галактики сохранят свой нынешний вид ещё намного дольше, чем существует Вселенная, то есть ещё десятки и десятки миллиардов лет.

— Это будет продолжаться очень долго, но предел некий есть, потому что всё стремится к хаосу, к какой-то наиболее симметричной форме, и галактика наша также стремится стать сферически симметричной, чтобы в ней не было диска, спиральных ветвей, но это жутко долгий процесс. Когда он завершится, нам даже невозможно представить. Но теоретически спиральная галактика должна в итоге превратиться в симметричный сферический объект, похожий на шаровые скопления, — объясняет учёный.

Если бы мы могли до этого дожить и это увидеть, что мы увидели бы? Довольно унылую картину, заверил астроном. До тех времён продержатся только красные карлики — звёзды очень тусклые и холодные, и в небе уже не будет такого, как выразился Дмитрий Зигфридович, "радостного многообразия" ярких звёзд, как сейчас. Отсюда вывод: мы появились в молодой, полной жизненных сил Вселенной.