Решению той же задачи послужит и построение зависимости видимой звездной величины ярчайших галактик от красного смещения для скоплений с z > l. По отклонению этой зависимости от прямолинейной определяют среднюю плотность вещества во Вселенной, находят искривленность трехмерного пространства.

Все эти наблюдения связаны с изучением очень далеких объектов, видимых нами в прошлом, когда свет их покинул в эпоху, отстоящую от нас на миллиарды лет. Потому наблюдения выявят также эволюцию галактик и квазаров за столь длительные промежутки времени. Такие данные очень важны для понимания истории Вселенной.

Заканчивая рассказ о будущих возможностях телескопа имени Хаббла в деле установления шкалы внегалактических расстояний, мы хотим особо подчеркнуть следующее обстоятельство. Этот телескоп, решая проблему определения структуры Вселенной, продолжает дело, начатое Хабблом еще в двадцатые годы. Установление шкалы расстояний с точностью до 10% будет завершением одной из грандиозных задач, поставленных трудами Хаббла. И весьма символично, что дело жизни Хаббла продолжает телескоп его имени.

Каким бы перспективным ни являлось улучшение шкалы внегалактических расстояний в результате запуска космического телескопа, мы все же не можем быть полностью удовлетворены той точностью, которая планируется. Далеко не все проблемы космологии при этом можно будет решить. Вряд ли, например, удастся определить, является ли наша Вселенная открытой — вечно расширяющейся, или она закрытая и в будущем расширение сменится сжатием. Дело в том, что согласно теоретическим оценкам, отличие средней плотности вещества во Вселенной от критического значения, вероятно, на много порядков меньше, чем максимальная точность, с которой будет возможно найти этот параметр с помощью наблюдений на будущем космическом телескопе.

Метод фотометрических индикаторов расстояний, предложенный и активно использовавшийся первопроходцами Вселенной, по самой своей сути вряд ли позволит существенно повысить точность сверх той, которую даст телескоп имени Хаббла.

Новый шаг в измерении гигантских просторов Вселенной можно будет сделать только используя во внегалактической астрономии прямой метод измерения расстояний — метод тригонометрического параллакса.

До сих пор таким способом удавалось измерить расстояние лишь до ближайших звезд.

Можно ли увеличить чувствительность метода в миллион раз, что требуется во внегалактической астрономии? В семидесятые годы Н.С. Кардашевым, Ю.Н. Парийским и Н.Д. Умарбаевой (СССР) была показана принципиальная возможность тригонометрическим путем измерять расстояния до галактик и даже расстояния до самых границ наблюдаемой Вселенной. Она откроется при создании космического радиоинтерферометра с базой порядка диаметра земной орбиты.

Угловое разрешение радиоинтерферометрической системы, а значит, и возможность измерения параллаксов, определяется отношением длины электромагнитной волны, на которой работает система, к длине базы — расстоянию, на которое разносятся радиотелескопы, используемые для построения интерферометрической картины. Если космические радиотелескопы будут работать на длине волны один сантиметр, а расстояния между ними составят около 300 миллионов километров (диаметр земной орбиты), то угловое разрешение достигнет 10^-10 угловой секунды. Этого достаточно для измерений расстояний вплоть до нескольких миллиардов парсеков, т. е. до границ наблюдаемой части Вселенной!

Конечно, до осуществления подобного проекта еще очень далеко и. придется преодолеть много трудностей как технических, так и принципиальных. Прежде всего необходима одновременная работа минимум трех радиотелескопов (один из них может быть на Земле), снабженных приспособлениями для чрезвычайно точного определения расстояний между ними и измерения их относительных скоростей. Кроме того, необходимо найти в удаленных галактиках объекты, достаточно мощно излучающие в радиодиапазоне и очень компактные — в поперечнике меньше диаметра земной орбиты. Наконец, придется учитывать многочисленные источники возможных отклонений в распространении радиолучей в ходе их длительного путешествия к наблюдателю.

Первые шаги в создании космических радиотелескопов уже сделаны. В 1976 г. на советской станции «Салют-6» работал космический радиотелескоп

В 1986 г. американские исследователи осуществили интерферометрическую систему с использованием радиотелескопа на спутнике. Важнейшие исследования предполагаются в ближайшем будущем.

В Советском Союзе в Институте космических исследований будет осуществляться проект «Радиоастрон». Он предполагает создание в ближайшие двадцать лет все более сложных и многоплановых космических радиотелескопов.

Эта программа предусматривает запуск в ближайшее десятилетие космического радиотелескопа с диаметром антенны 10 метров, работающего на частотах от 0,3 до 22 гигагерц. Вместе с наземными радиотелескопами он составит интерферометрическую систему с длиной базы до миллиона километров. В последующее пятилетие намечено создание такого же инструмента, работающего и на миллиметровых длинах радиоволн — на частотах от 22 до 230 гигагерц. Наконец, еще в дальнейшие пять лет планируется создание космического радиотелескопа с антенной в 30 метров диаметром и работающего на частотах от 1,7 до 230 гигагерц.

Осуществление этой программы явится серьезным шагом к воплощению заманчивой мечты космологов — проведению триангуляции всей видимой части Вселенной, подобно тому, как в свое время была осуществлена триангуляция земного шара. Аналогично тому, как на Земле триангуляция позволила измерить расстояние между удаленными точками, создать точные карты, определить кривизну земной поверхности, найти размер нашей планеты, так в будущем и в космосе триангуляция приведет к созданию точной трехмерной карты окружающей Вселенной, и к измерению кривизны пространства. А это позволит в свою очередь уточнить историю Вселенной и с большей уверенностью говорить о ее будущем.

Проект «Радиоастрон» по мере своего осуществления позволит решить и целый ряд других задач наблюдательной космологии.

Уже первые шаги реализации этого проекта создадут возможность точно измерять угловые размеры разлетающихся оболочек сверхновых звезд, а значит и определять расстояния до галактик, где происходят эти взрывы, с точностью до 10% в случае близких галактик.

Н. С. Кардашев в 1986 г. отметил, что проект «Радиоастрон» позволит определить также собственные движения галактик — угловые перемещения на небесной сфере, вызванные их случайными пространственными скоростями в сотни, а может быть и тысячи километров в секунду. Такие случайные скорости есть у галактик помимо их систематического удаления из-за расширения Вселенной. Эти наблюдения не только сделают впервые возможным построение полной карты крупномасштабных движений вещества во Вселенной, но и откроют путь к определению средних статистических параллаксов целых совокупностей галактик так же, как это делается в звездной астрономии при определении расстояний до достаточно далеких звезд нашей Галактики.

Как видим, работы здесь еще очень много и, что не менее важно, имеются четкие планы ее проведения.

Открытие горячей Вселенной

 Теоретическое предсказание Фридманом нестационарности Вселенной и открытие Хабблом расширения Вселенной явились первыми шагами длинного и трудного пути, ведущего к пониманию того, как Вселенная взорвалась, что означает этот необычный взрыв, произошедший около 15 миллиардов лет назад, и как устроена Вселенная сегодня.

Новым большим открытием на этом пути стало открытие горячей Вселенной.

На разных этапах расширения Вселенной в ней протекали различные физические процессы. В начале космологического расширения плотность вещества была огромной. Тогда происходили процессы, совсем непохожие на те, что мы наблюдаем сегодня. Они определили сегодняшнее состояние мира и сделали возможным, в частности, существование жизни. Можем ли мы что-либо сказать о процессах, происходивших буквально в первые мгновения расширения? Оказывается можем. События первых минут с начала расширения мира имели столь важные последствия, оставили столь явные «следы», что по ним можно восстановить их характер.