Вселенная как предмет нашего познания

Космологи больше не страдают от недостатка данных: происходящий в настоящее время прогресс дал гораздо больше наблюдателям и экспериментаторам, чем сидящим за письменными столами теоретикам. Хотя непосредственное физическое исследование ограничено нашей солнечной системой, наблюдения с помощью телескопов и другой техники существенно расширили наши горизонты. Эти инструменты позволяют нам изучать галактики, свет от которых идет до нас в течение 90% времени, прошедшего после Большого взрыва.

И мы осмысливаем все, что мы видим. Уже достаточно хорошо поняты основные особенности жизненных циклов звезд. Для галактик такого понимания пока нет. Но наблюдения близких галактик и очень далеких галактик, которые мы видим в процессе формирования, помогут разобраться с этими вопросами.

Мы являемся свидетелями нарастающего потока открытий, который скорее всего продолжится и в следующем десятилетии. Так случилось, что совпадение развития технологии и научной мысли, дополненное соответствующим финансированием, привело к почти одновременным прорывам на нескольких фронтах:

Высокочувствительное оборудование и новые методы сделали возможными интенсивное изучение флуктуаций микроволнового фона.

Космический телескоп Хаббла реализовал свои возможности по наблюдениям явлений в далеком космосе; вступают в строй новые 8- и 10-метровые телескопы; новые рентгеновские телескопы в космосе и радиотелескопы на Земле обладают большей чувствительностью. Через десять лет новые космические телескопы должны продолжить поиски за пределы, доступные телескопу Хаббла.

Исследования крупномасштабных структур и динамики, новые обзоры галактик позволят применить более точные статистические методы и сделать выбор между теориями образования структур.

Значительный прогресс в компьютерной технологии позволяет проводить все более подробное численное моделирование, которое может включать реалистичную газодинамику и гравитацию.

Новая фундаментальная физика дает надежду поставить теорию сверхранней Вселенной на такое же надежное основание, как и более поздние этапы.

Некоторые споры были разрешены; некоторые вопросы более не являются источником противоречий. Но сейчас возникают и обсуждаются новые вопросы, которые ранее не могли быть поставлены. Среди них такие: Почему наша Вселенная состоит из барионного вещества и темной материи в определенной пропорции? В чем причина начального преимущества вещества над антивеществом? Состоит ли темная материя из нейтральных частиц, выживших после Большого взрыва, или из чего-то более экзотического? Являются ли они продуктом квантовых флуктуаций, сохранившихся со времени, когда вся наша Вселенная имела микроскопические размеры? Что такое таинственная темная энергия, которая делает Вселенную плоской, и как это соотносится с инфляцией?

Понять самое начало останется сложной задачей. Это потребует новой теории, возможно, варианта суперструн, объединяющих космос и микромир. Оптимисты надеются на скорый прорыв. Но цель космологии и астрономии - установить, как простой огненный шар проэволюционировал за 12 миллиардов лет в то сложное космическое окружение, которое мы видим вокруг. Понять, как следствия основных законов раскрывались в ходе истории космоса, остается неисчерпаемой задачей для нового тысячелетия.