В космосе наблюдают то, во что очень трудно поверить

Вот объект, о котором идёт речь, на снимке знаменитой космической обсерватории James Webb. Обозначен он как ZF-UDS-7329. Это галактика, притом с совершенно огромной массой — в ней примерно вчетверо больше звёзд, чем в Млечном Пути. Только упакованы они гораздо, гораздо компактнее. Но проблема не совсем в этом. Проблема в том, что там, где она есть, её вообще не может, не должно существовать. И тем не менее вот она.

Вообще, какая в целом у учёных сложилась картина истории Вселенной: 13,8 миллиарда лет назад произошёл Большой взрыв, пространство-время вокруг точки этого "взрыва" стало расширяться и продолжает это делать по сей день, и в этом пространстве-времени стали образовываться сначала первые субатомные частицы, а потом из них сложились полноценные атомы водорода. Этот водород сначала заполнял новорождённую Вселенную сплошным туманом, а потом стал концентрироваться в сгустки. В этих сгустках из водорода и образовались звёзды и состоящие из них целые галактики.

Естественно, на всё это требовалось время. Современная наука, исходя из всех своих сегодняшних знаний и соображений логики, полагает, что на формирование таких больших галактик, как наш Млечный Путь, нужно больше времени, чем на образование каких-нибудь скромных Магеллановых Облаков. И астрофизики в своём воображаемом, вычисленном путешествии во времени абсолютно не ожидают в первые пару миллиардов лет после Большого взрыва увидеть во Вселенной такие увесистые спирали, как та, в которой мы живём. Напомним, в Млечном Пути, по примерным оценкам, должны быть сотни миллиардов звёзд и он простирается в диаметре около 100 тысяч световых лет.

Но дело в том, что астрономия в определённом смысле самое настоящее путешествие во времени. И именно в прошлое. Чем дальше мы заглядываем в глубины Вселенной, тем более далёкое прошлое мы видим. Почему: потому что свету нужно время, чтобы добраться до нас. И мы видим любой объект в космосе таким, каким он был в тот момент, когда отправил к нам свой видимый нам сейчас свет. Таким образом, одновременно с расстоянием до объекта астрономы устанавливают его возраст. Более того, учёным даже проще сказать, в какую именно эпоху в прошлом они смотрят в данном случае, чем назвать расстояние: с тех пор как какая-то далёкая галактика испустила дошедший до нас сейчас свет, она уже улетела гораздо дальше из-за расширения Вселенной.

Как учёные определяют расстояние до галактики и вместе с ним её возраст — по спектру её света. Вселенная не просто расширяется, а расширяется всё быстрее и быстрее. А за счёт этого получается один удивительный эффект, который происходит не только со светом, но вообще с любыми волнами: когда источник волн от нас удаляется, то его волны из-за этого удлиняются. А самые длинные из видимых нами световых волн — это волны красного света. Те, которые ещё длиннее, — это уже инфракрасные волны, которые человеческому глазу недоступны, зато доступны нацеленному именно на этот диапазон волн космическому телескопу James Webb. Так вот, этот эффект удлинения световых волн удаляющегося объекта называется красным смещением. Чем краснее галактика, тем она дальше, тем быстрее она от нас улетает и в тем более далёком прошлом мы её видим.

А что же мы меж тем наблюдаем в этой невероятной галактике ZF-UDS-7329: мы наблюдаем такое красное смещение, которое даёт возраст 11,5 миллиарда лет. Мало этого: в ней есть звёзды, которым, судя по их свету, уже на тот момент было 1,5 миллиарда лет. Итого 13 миллиардов лет. Выходит, что через 800 миллионов лет после возникновения Вселенной как таковой в ней уже сконцентрировались просто какие-то монстры, а не галактики.

И ведь это далеко не первое чудовище, застигнутое в ранней Вселенной, в которой рассчитывали увидеть скорее зародыши будущих галактик, чем такой "парк юрского периода". Ранее тот же Webb "поймал" целую коллекцию массивных галактик, наблюдаемых в период спустя жалкие сотни миллионов лет после Большого взрыва.

Единственная зацепка космологов в попытках всё это объяснить — тёмная материя. Та самая, которая ощущается в космосе в качестве скрытой массы, невидимого источника мощной гравитации. Именно она, судя по всему, удерживает собой нашу галактику от распада: на одной видимой материи, то есть на всех звёздах даже вместе со сверхмассивной чёрной дырой в галактическом центре, спираль Млечного Пути не удержалась бы, звёзды разлетелись бы в разные стороны. И то же самое практически со всеми галактиками во Вселенной. Они все сидят в невидимых сферических коконах тёмной материи.

Поэтому сложилось представление, что, видимо, именно с тёмной материи началось формирование галактик после Большого взрыва: она заполнила собой Вселенную, потом стала собираться в сгустки и уже вместе с собой пригонять к центрам этих сгустков только что образовавшийся водород. Но всё равно в глазах учёных выглядит странным, что за сотни миллионов лет в родившейся Вселенной могло накопиться столько этой тёмной материи, чтобы она порождала такие тяжеловесные галактики. Остаётся только заподозрить, что она возникла после Большого взрыва мгновенно или почти мгновенно. А это сильно видоизменяет общую картину рождения галактик и вообще эволюции Вселенной. Кто знает, может быть, благодаря Webb мы хоть сколько-нибудь приблизимся к пониманию, что же это, в конце концов, такое — тёмная материя.