Читать книгу: «Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи», страница 3

Удивительно, но мысль о возможности неудачи совсем не угнетает Колейна. Прежде всего, он не уверен в существовании темной материи. «Я поверю, только когда ее увижу», – сказал он мне. Колейном на самом деле движет не желание открыть частицу темной материи. Его скорее интересует решение технических проблем самого эксперимента – возможность создания невероятно «тихого» прибора, свободного от любого мыслимого внешнего или внутреннего шума. По его словам, создание детекторов вроде XENONnT будет полезно для науки независимо от результата. Новое поколение физиков учится идти до предела и отодвигать границы возможного. Для него главная награда – это удовольствие от работы с великолепной группой.

В тот вечер я ужинал вместе с Колейном и шестью участниками его группы, среди которых был Дзюндзи Наганома. Мы наслаждались ликером из гентианы, традиционным шашлыком из ягненка и местным вином монтепульчано в заведении под названием «Арростини Дивини» на виа Кастелло в Л’Акуила, неподалеку от сильно разрушенной средневековой церкви Санта Мария Паганика. Спустя более десяти лет после разрушительного землетрясения большинство зданий с черепичными крышами в центре пострадавшего города остаются незаселенными, но бары и рестораны процветают. Жители Л’Акуила не сдаются и готовы преодолеть даже самые большие трудности. Точно так же и молодые мужчины и женщины за столом – я их всех воспринимаю как мальчишек и девчонок – полны решимости преодолеть любые препятствия и справиться с любыми неудачами в их поиске решения одной из величайших загадок природы, стоящих перед человечеством. Первые серьезные свидетельства существования темной материи были обнаружены еще до их рождения, в 70-х годах прошлого века. Есть надежда, что они доживут до раскрытия этой тайны.

А вот первопроходцам не так повезло.

3. Первопроходцы

Якобус Корнелиус Каптейн умер 18 июня 1922 года – в тот самый год, когда он предположил, что темная материя является необходимым элементом строения и динамики Вселенной.

Ян Хендрик Оорт умер 5 ноября 1992 года, через 60 лет после того, как получил первую количественную оценку темной материи в плоскости Млечного Пути – нашей Галактики.

Фриц Цвикки умер 8 февраля 1974-го, через 41 год после обнаружения им первых свидетельств наличия огромного количества темной материи в далеком скоплении галактик.

Каптейн, Оорт и Цвикки были пионерами в этой области исследований. Они поняли, что во Вселенной есть нечто невидимое. Они очень серьезно и глубоко подошли к этой проблеме, и все трое так и умерли, не дождавшись ее решения. Тайна темной материи все так же преследует нас, подобно надоедливому вирусу, с которым мы как-то привыкли сосуществовать¹.

Конечно, тайны перестают быть тайнами. Сегодня нам трудно представить себе, как мало мы знали о Вселенной в конце XIX века. Было известно восемь планет, обращающихся вокруг Солнца. Астрономы открыли спутники и кольца планет, астероиды и кометы, но они не знали, как возникла Солнечная система. Ученые поняли, что Солнце – это всего лишь одна из миллиардов звезд, но не имели ни малейшего представления об источнике его энергии. Выдающиеся мыслители полагали, что солнечная энергия может быть результатом падения метеоритов или что наше пылающее светило медленно, но неуклонно сжимается и процесс этот сопровождается выделением энергии. Некоторые даже полагали, что на Солнце горит уголь.

Что касается всего, что находится за пределами Солнечной системы, то изучение этих объектов было на уровне коллекционирования марок. Данные в огромных каталогах ограничивались информацией о координатах, блеске, цвете и в отдельных случаях – расстояниях до звезд, и при этом было почти ничего не известно об их химическом составе, строении и эволюции – астрофизики тогда еще не существовало. И хотя благодаря упорству астрономов, которые вооружались все более крупными телескопами, были открыты тысячи тусклых и размытых «спиральных туманностей», похожих на знаменитую туманность Андромеды, истинная природа этих небесных объектов оставалась невыясненной. Некоторые считали их сравнительно близкими завихренными газовыми облаками, которые когда-нибудь сконденсируются в новые звезды. Другие полагали, что это огромные сборища звезд, удаленные от нас на миллионы световых лет.

Вот в такой Вселенной, в небольшой голландской деревне Барневелд 19 января 1851 года родился Якобус Каптейн². Он был 10-м из 15 детей в семье сурового и набожного школьного учителя. Каптейн сначала учился в школе-пансионе для мальчиков у своих родителей, а потом поступил в Утрехтский университет, где изучал математику и физику. Он несколько лет проработал в Лейденской обсерватории – старейшей университетской обсерватории в мире, а в 1878 году получил должность профессора в Гронингене.

Каптейн внес важный вклад в астрономию, хотя в то время в Гронингенском университете не было обсерватории. Он получил мировую известность как создатель первого в мире фотографического обзора неба в сотрудничестве с шотландским астрономом Дэвидом Гиллом, который с помощью 15-сантиметрового телескопа Кейптаунской обсерватории в Южной Африке сделал сотни снимков южного неба на фотографических пластинках. Эти пластинки были пересланы в Гронинген, где Каптейн в течение пяти с половиной лет вручную тщательно измерял положения 454  875 изображений звезд. Основанный на этих измерениях фотографический Кейпский обзор (Cape Photographic Durchmusterung) был опубликован в трех томах с 1896 по 1900 год.

Работая над созданием обзора неба, Каптейн заинтересовался строением и динамикой того, что он назвал «система светил»: расположением всех этих звезд в трехмерном пространстве и их движением. А совместная работа с Гиллом убедила его в важности и пользе международного сотрудничества в астрономии, особенно для такой небольшой страны, как Нидерланды. С 1908-го по 1914-й Каптейн ежегодно проводил три месяца на расположенной вблизи Лос-Анджелеса обсерватории Маунт-Вилсон, директор которой – знаменитый американский астроном Джордж Эллери Хейл – построил Каптейн-коттедж специально, чтобы принимать там Якобуса Каптейна и его жену Элизу во время их длительных приездов. (Этот коттедж сохранился до наших дней, и его даже можно арендовать.)

Время было действительно потрясающее. В 1908 году завершилось строительство 60-дюймового телескопа обсерватории Маунт-Вилсон, и местный предприниматель Джон Д. Хукер выделил средства на создание 100-дюймового инструмента, который должен был впервые увидеть свет ⁶ в 1917 году. Обсерватория Маунт-Вилсон была астрономической Меккой, ее огромным телескопам было суждено раскрыть многие тайны Солнца, звезд и Вселенной.

А тайн хватало. Например, в 1912 году Весто Слайфер из обсератории Лоуэлла во Флагстаффе (штат Аризона) обнаружил, что большинство спиральных туманностей удаляются от нас с невероятно высокими скоростями, и никто не понимал почему. Быть может, 100-дюймовый телескоп наконец позволит выяснить истинную природу этих странных туманных вихрей?

После возвращения в Гронинген и затем уже в Лейдене Каптейн занялся дальнейшим развитием своих идей о Вселенной. Он заключил на основании исследования распределения звезд, что мы живем в более или менее линзовидной «агломерации» из почти 50 миллиардов звезд поперечником около 45 000 световых лет. И, как он считал, это все. За пределами этого сборища светил – нашей Галактики Млечный Путь – нет ничего, кроме пустого пространства. Он был твердо убежден, что таинственные спиральные туманности – всего лишь одни из обитателей этой «вселенной Каптейна». И теоретически не исключалась возможность существования и других, невидимых «обитателей» – темной материи.

Каптейн первым предложил картину Млечного Пути с оценкой его размеров и формы и роли темной материи. Сделал он это в свой знаменитой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal в мае 1922 года. Каптейн скромно назвал ее «Первая попытка [создания] теории расположения и движения [объектов] звездной системы», но если задуматься, то попытка была далеко не скромная³. Человек, родившийся по астрономическим меркам всего мгновение назад на крохотной планете, обращающейся вокруг неприметной, заурядной звезды, пытается постичь строение всего сущего и всего, что когда-либо существовало. Очень неслабо.

Что касается темной материи, то Каптейн вслед за лордом Кельвином понял, что если изучить движения звезд и применить к ним закон всемирного тяготения Ньютона, то можно определить распределение массы в «звездной системе»⁴. Ведь гравитация – это великий хореограф, управляющий динамикой Вселенной. Но, согласно первым грубым оценкам, полученным Каптейном и британским астрономом Джеймсом Джинсом, силы тяготения одних лишь видимых звезд недостаточно для объяснения звездных движений. В многословном резюме своей 26-страничной статьи Каптейн это сформулировал следующим образом: «Можно полагать, что, когда теория будет усовершенствована, количество темной материи можно будет определить по ее гравитационному влиянию». А еще он написал в статье: «Значит, у нас есть способ оценки массы темной материи во Вселенной»⁵.

Да, способ есть. А вот точного ответа пока нет. Каптейн так и не успел усовершенствовать свою теорию. Он умер в Амстердаме в 71 год, через шесть месяцев после опубликования его эпохальной статьи.

Смерть всегда преждевременна, но в данном случае особенно печально, что старуха с косой не задержалась на десяток лет – особенно если вспомнить про огромное количество полученных в то время в астрономии результатов. Всего через 16 месяцев после кончины Каптейна Эдвин Хаббл (в честь которого назван знаменитый космический телескоп) установил, что спиральные туманности – это на самом деле «островные вселенные», то есть галактики, расположенные далеко за пределами Млечного Пути. Спустя шесть лет Милтон Хьюмансон и другие астрономы, в том числе Хаббл и бельгийский космолог Жорж Леметр, на основе полученных Слайфером данных исследовали скорости удаления от нас этих других галактик и пришли к выводу, что мы живем в расширяющейся Вселенной. А в 1932 году ученик Каптейна Ян Оорт продолжил дело своего учителя и заключил, что в плоскости Млечного Пути содержится большое количество темной материи. Каптейну бы это очень понравилось.

На протяжении 20-х годов прошлого века астрономы установили (главным образом благодаря усилиям Харлоу Шепли), что наша Галактика гораздо больше и имеет намного более плоскую форму, чем вселенная Каптейна, – она скорее напоминает лаваш, а не сдобную булочку, – и что Солнце с Землей удалены от ее центра на расстояние около 25 000 световых лет. А еще Оорт сумел в 1927 году доказать, что Млечный Путь вращается и что скорость его вращения больше вблизи центра и меньше у краев. Усредненное движение составляющих его звезд управляется тяготением всей системы в целом.

Оорт был одним из величайших астрономов XX века. Он был основателем радиоастрономии и внес большой вклад в понимание многих явлений и объектов, включая вращение нашей Галактики, взрывы сверхновых, сверхскопления галактик и происхождение комет⁶. Оорт родился 28 апреля 1900 года и вырос в расположенной неподалеку от Лейдена деревне Устгест. В 1917 году он решил изучать физику и астрономию в Гронингене, расположенном в 200 километрах к северу от Лейдена. Это стоило того, потому что, как сказал Оорт, «там был Каптейн». На протяжении всей своей долгой жизни Оорт не переставал восхищаться своим учителем и его трудами. Оорта – блестящего студента, да к тому же еще и любителя гребли и конькобежца – особенно интересовали высокоскоростные звезды – редко встречающиеся в Млечном Пути «экстремалы», которые бешено носятся среди прочих, еле ползущих звезд. Опять сплошная динамика – совсем как у самого Каптейна. Это и стало темой диссертации, которую Оорт защитил в 1926 году⁷.

В сентябре 1922 года, вскоре после смерти своего учителя, Оорт перебрался в Йельский университет, где работал вместе с американским астрономом Фрэнком Шлезингером. Затем, в 1924 году, он вернyлся в Нидерланды, где и осел. Вся оставшаяся профессиональная жизнь Оорта прошла в Лейденской обсерватории, где он, в частности, выполнил свои пионерские исследования вращения Млечного Пути – нашей Галактики. Результатом этих исследований стала упомянутая выше статья 1932 года, опубликованная в журнале Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands под непритязательным названием «Сила, создаваемая звездной системой в направлении, перпендикулярном плоскости Галактики, и некоторые смежные проблемы»⁸. Впоследствии она стала известна просто как статья о темной материи.

Это трудночитаемая статья на 38 страницах со множеством таблиц, графиков и уравнений. Оорт в основном применяет описанные за 10 лет до него Каптейном методы и приходит к выводу, что в плоскости Млечного Пути содержится большое количество невидимой массы – о чем уже ранее догадывались Джинс в 1922 году и шведский астроном Бертил Линдблад в 1926-м.

Суть оригинального подхода Оорта состояла в изучении движений звезд в вертикальном направлении, то есть в направлении, перпендикулярном плоскости Галактики. На основе характеристик этих движений он смог оценить количество гравитирующего вещества в галактической плоскости. Звезды обращаются вокруг центра Галактики – например, Солнце совершает один оборот по галактической орбите за 225 миллионов лет. Но кроме этого звезды также медленно скачут вверх-вниз подобно лошадкам на карусели. Именно эти движения обеспечивают поддержание вертикальной протяженности («толщины») Млечного Пути на уровне около 1000 световых лет. Сила тяготения не дает большинству звезд слишком удаляться от плоскости – расположенная непосредственно вблизи плоскости масса видимой и невидимой материи притягивает отлетающие звезды обратно.

Изучив вертикальное распределение звезд в окрестностях Солнца и измерив их скорости в вертикальном направлении, можно вычислить местную плотность материи в плоскости Галактики. А сравнение этой плотности с количеством видимых звезд и оценкой их масс позволяет получить представление о количестве темной материи.

Полученная Оортом оценка местной плотности вещества составляет всего 0,0000000000000000000000063 грамма на кубический сантиметр (6,3 × 10^–24 г/см³) плюс-минус 20 %. Это исключительно малая величина – ведь Вселенная состоит в основном из пустоты. И все же это примерно в три раза больше суммарной массы звезд и облаков межзвездного газа. Оорт обнаружил, что в Галактике вещества гораздо больше, чем мы видим, что свидетельствует о значительном количестве темной материи. Он также пришел к выводу, что распределение темной материи отличается от распределения видимого вещества. Как Оорт отметил в резюме своей статьи, «есть признаки того, что невидимая масса концентрируется к галактической плоскости сильнее, чем видимые звезды».

Оорт опубликовал свою статью в нидерландском журнале, и, хотя она была написана на английском языке, внимание на нее обратили далеко не сразу. Правда, швейцарско-американский астроном Фриц Цвикки, по-видимому, был знаком с ней в 1933 году, когда обнаружил огромное количество темной материи в скоплении галактик в созвездии Волосы Вероники. Статья Цвикки, опубликованная в другом малоизвестном европейском журнале, вышла через год после статьи Оорта, но представленные в ней свидетельства были более убедительными и тревожными. Вообще-то результаты Цвикки оказались настолько из ряда вон выходящими, что большинство астрономов предпочли попросту не замечать их в надежде, что проблема как-нибудь сама рассосется. На протяжении нескольких десятилетий открытие темной материи Фрицем Цвикки оставалось чем-то вроде невидимого слона в космологическом доме.

Цвикки родился 14 февраля 1898 года в Варне, на черноморском побережье Болгарии⁹. Но его родители были гражданами Швейцарии, и с шести лет он жил со своими дедом и бабушкой в деревне Гларус в восточной части Швейцарских Альп. Цвикки учился по специальностям «математика» и «физика» в Швейцарской высшей технической школе (Политехникуме) в Цюрихе – том самом институте, где Альберт Эйнштейн в 1900 году получил диплом преподавателя. В 1925 году Цвикки перебрался в Калифорнийский технологический институт (КАЛТЕХ), где работал ассистентом Роберта Милликена – выдающегося специалиста по физике твердого тела, который двумя годами ранее был удостоен Нобелевской премии. Правда, вскоре Цвикки потерял интерес к физике твердого тела и стал заниматься астрономией. КАЛТЕХ в Пасадене располагался прямо у подножия обсерватории Маунт-Вилсон, где на телескопах работали ученые мирового класса. Вскоре Цвикки оказался в компании самых выдающихся астрономов того времени – Хейла, Хаббла и Вальтера Бааде. Блестящий и решительный бунтарь Цвикки тоже стал звездой астрономии.

В своей опубликованной в 1933 году работе Цвикки использовал важнейший наблюдательный метод – измерение красных смещений. Красное смещение – это небольшой сдвиг длин волн, наблюдаемый у быстро удаляющихся от нас источников света. Чем быстрее удаляется от нас объект, тем более красным он выглядит. Это эффект Доплера, с которым все мы сталкиваемся, когда мимо проносится машина с сиреной. Сам тон издаваемого сиреной звука не меняется, но, пока машина приближается, мы слышим более высокий звук (с более короткой длиной волны), а после того, как машина промчится мимо и начнет удаляться, тон воспринимаемого нами звука сменяется на более низкий (с большей длиной волны). Воспринимаемое нами изменение длины волны пропорционально скорости, с которой машина приближается к нам или удаляется от нас. Аналогичным образом ведут себя и волны света: если источник движется к нам, то его излучение воспринимается как более коротковолновое (то есть более «голубое»), а удаляющийся от нас источник света выглядит слегка краснее.

К началу 30-х годов XX века астрономы измерили красные смещения нескольких десятков галактик. К их удивлению, значения красного смещения – и соответствующие скорости удаления – оказались больше для более далеких галактик. Этот замечательный факт навел Хаббла и Леметра на мысль, что причина увеличения космических расстояний не в том, что галактики разбегаются от нас, а в расширении самого пространства, увлекающего вкрапленные в него галактики.

Хотя сама мысль о расширяющейся Вселенной Цвикки вначале крайне не нравилась, он потратил много времени на изучение красных смещений галактик. В скоплениях галактик (огромных сборищах из многих сотен галактик, расположенных в одной области пространства) все их члены удаляются от нас – расстояние до скопления увеличивается вследствие расширения Вселенной. Но галактики в скоплении еще и движутся относительно друг друга подобно пчелам в рое. Поэтому скорости их удаления немного различаются. Некоторые движутся к нам – скорости их удаления (и, следовательно, их красные смещения) чуть меньше скорости удаления (и, соответственно, красного смещения) всего скопления в целом. Другие члены движутся в противоположном направлении, и поэтому скорости их удаления от нас (и, соответственно, красные смещения) оказываются слегка больше средних значений для всего скопления. Наблюдаемый разброс красных смещений галактик дает представление о движениях галактик внутри скопления, и ему соответствует определенный разброс скоростей. И в этом случае такие движения также определяются тяготением скопления как целого подобно тому, как движения звезд в нашей собственной Галактике определяются ее массой.

Скопление галактик Волосы Вероники, где Фриц Цвикки нашел свидетельства существования темной материи

На основе анализа данных, полученных другими астрономами на 100-дюймовом телескопе обсерватории Маунт-Вилсон, Цвикки оценил количество галактик в скоплении в созвездии Волосы Вероники. Исходя из предположения, что масса каждой галактики составляет миллиард солнечных масс, он вычислил, что суммарная масса видимого вещества в скоплении Волосы Вероники должна составлять около 1,6 × 10⁴⁵ граммов. В этом случае, учитывая размер скопления, разброс скоростей должен был составлять около 80 км/с.

Но разброс скоростей восьми достаточно ярких галактик скопления, чтобы можно было определить их красные смещения, оказался гораздо больше – около 2500 км/с. Это намного больше оценки «скорости убегания» из скопления. Другими словами, сила притяжения 1,6 × 10⁴⁵ граммов вещества скопления недостаточна для удержания объектов, несущихся с такими скоростями. Чтобы галактики не разлетелись, суммарная масса скопления должна быть больше. Намного больше.

Цвикки написал по этому поводу: «Чтобы обеспечить [наблюдаемый разброс скоростей], средняя плотность в системе Волосы Вероники должна быть как минимум в 400 раз выше оценки, полученной на основе наблюдения видимого вещества». «Если это подтвердится, то отсюда следует неожиданный вывод – плотность темной материи [в оригинальном немецком тексте – dunkle Materie] намного превышает плотность видимой материи». Цвикки опубликовал свое элегантное и пугающее исследование в швейцарском журнале Helvetica Physica Acta¹⁰. Название статьи можно перевести как «Красные смещения внегалактических туманностей» без намека на содержащееся в нем неожиданное открытие.

Поистине неожиданное, если не сказать неправдоподобное. Якобус Каптейн полагал, что во Вселенной может быть некоторое количество невидимой материи. Ну, допустим. Ян Оорт установил, что количество темной материи в плоскости нашей Галактики примерно в два раза превышает количество видимого вещества. Несколько неожиданно, но все же не полный бред. И вот теперь Фриц Цвикки утверждает, что сияющие звезды и туманности – это в лучшем случае какие-то жалкие 0,25 % всего содержащегося во Вселенной вещества. Неудивительно, что мало кто из астрономов обратил внимание на этот результат – уж слишком он казался неправдоподобным. К тому же в то время само представление о скоростях удаления и расширении Вселенной было очень непривычным. Ведь у этой, по словам Цвикки, «пока еще не решенной проблемы» (noch nicht geklartes Problem) должно было найтись более удовлетворительное решение.

Спустя почти 90 лет проблема темной материи все так же остается нерешенной. Со временем она даже еще больше усложнилась. Так, Каптейн, Оорт и Цвикки полагали, что темная материя может состоять из очень тусклых карликовых звезд или несветящихся облаков холодного газа, но теперь мы в курсе, что она никак не может быть образована из привычных элементарных частиц – это материя, Джим, но не такая, какой мы ее знаем. И хотя первые количественные результаты, касающиеся темной материи, были опубликованы в небольших журналах и не вызвали всеобщего удивления, теперь эта тема не сходит со страниц научных изданий, ею занимаются сотни астрофизиков, космологов и специалистов по физике элементарных частиц.

Конечно, Каптейн так и не узнал обо всем этом. Он умер в 1922 году – теперь это считается предысторией космологии. Его идеи об устройстве Вселенной были революционными, но, как мы теперь знаем, в основном они оказались совершенно неправильными.

У Цвикки тоже были ошибки, хотя астрономы и не сразу это поняли. Измерения красных смещений 30 галактик в скоплении галактик в Деве, выполненные в 1936 году астрономом обсерватории Маунт-Вилсон Синклером Смитом, подтвердили опубликованный Цвикки в 1933-м первоначальный вывод о невероятном количестве темной материи в скоплениях галактик. Выполненное Цвикки в 1937 году более подробное исследование скопления Волосы Вероники также подтвердило предыдущие результаты¹¹. Цвикки изложил эти и другие данные в своей монографии «Морфологическая астрономия», вышедшей в 1957 году¹². Но теперь мы знаем, что Цвикки недооценил количество галактик в скоплении, а также среднюю звездную массу этих галактик. Кроме того, его оценка расстояния до скопления галактик Волосы Вероники оказалась завышенной, и это заставило усомниться в надежности полученных Цвикки результатов.

Но даже после учета сделанных Цвикки ошибок оценки «видимой» и «динамической» масс скоплений галактик вроде скопления Волосы Вероники различались примерно в сто раз. Даже после обнаружения в начале 70-х годов XX века в скоплениях галактик огромного количества излучающего в рентгеновском диапазоне горячего межгалактического газа оценки динамической и видимой массы все еще различаются примерно в 10 раз. Так что, когда Цвикки в 1974 году скоропостижно скончался от сердечного приступа, его 42-летняя nicht geklartes Problem осталась нерешенной.

А что с третьим первопроходцем? После Второй мировой войны Оорт стал директором Лейденской обсерватории и продолжил свои исследования в самых разных областях. В конце 50-х годов XX века он вернулся к проблеме темной материи в плоскости нашей Галактики. Анализ более качественных данных привел практически к тем же выводам, которые были получены им в 1932 году. Он опубликовал статью с изложением новых результатов в 1960 году в журнале Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands¹³.

Но результаты Оорта не выдержали проверку временем. В конце 1980-х годов бельгийский астроном Коэн Кёйкен и его научный руководитель Джерри Гилмор из Кембриджского университета обратили внимание на систематические ошибки в работе Оорта. Дело в том, что Оорт был вынужден опираться на данные наблюдений звезд-гигантов определенного типа – только они были достаточно яркими для измерения скоростей имевшимися в то время средствами¹⁴. К сожалению, оценка истинных светимостей и, следовательно, расстояний этих так называемых К-гигантов оказалась очень трудной задачей. К тому же, как мы теперь знаем, они на самом деле не могут считаться характерными представителями населения тонкого галактического диска. Оба эти обстоятельства повлияли на полученные Оортом выводы.

Кёйкен и Гилмор выполнили более тщательный анализ на основе своих наблюдений около 800 более «обычных» звезд с помощью нового и очень эффективного многообъектного спектрографа 3,9-метрового Англо-австралийского телескопа в Кунабарабране в австралийском штате Новый Южный Уэльс. Кёйкен и Гилмор опубликовали полученные результаты в трех статьях в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и пришли выводу, что «имеющиеся данные… не свидетельствуют о наличии в галактическом диске неучтенной массы»¹⁵.

К этому времени астрономы установили, что наша Галактика окружена более или менее сферическим протяженным гало из темной материи (мы вернемся к этому вопросу в следующей главе). Но, по-видимому, в плоскости нашей Галактики нет сколько-нибудь значительного количества темной материи. Оорт ошибался.

Где-то в 1988 году Кёйкен организовал в одной из аудиторий Лейденской обсерватории коллоквиум, посвященный их с Гилмором исследованиям. Среди слушателей был ослабевший и оглохший Ян Оорт, чей слуховой аппарат был чуть ли не непосредственно подключен к микрофону Кёйкена. Новые результаты очень заинтересовали его, и Оорт послал письмо, где выразил свое восхищение достижениями молодого астронома, который в 2002 году перебрался в Лейден и с 2007-го по 2012-й занимал должность научного директора обсерватории. Даже на закате жизни Оорт продолжал живо интересоваться достижениям Кёйкена, его современников и последователей. Когда я брал интервью у Оорта в 1987 году, он размышлял о том, что «для обнаруживаемых на больших масштабах во Вселенной огромных количеств темной материи, возможно, потребуется некое совершенно новое объяснение… Но пока что я не имею понятия, где же искать [решение] этой проблемы»¹⁶.

И никто другой тоже не имел понятия. Оорт умер в ноябре 1992 года – ровесник века, который он прожил, оставив столь значительный след. За два года до этого был запущен космический телескоп «Хаббл», но в то время он еще давал нечеткие изображения из-за небольшого дефекта формы главного зеркала; астрономы только что получили первые подробные спутниковые измерения распределения фонового реликтового излучения, а специалисты по физике элементарных частиц начали экспериментировать с ксеноновыми детекторами. Это было преддверие золотого века исследований темной материи.

И все жe, несмотря на огромные достижения последних 25 лет, ученые в наши дни все так же продолжают идти на ощупь, как почти за 100 лет до них Каптейн, когда он ввел в англоязычную научную литературу сам термин «темная материя».

Когда же мы наконец получим ответ на самую большую загадку Вселенной?