Все новости от 22 декабря 1998 г.

Самое выдающееся научное открытие 1998 года

Введение
Мало того, что Вселенная расширяется, — похоже, она делает это с ускорением. К тому же, большая часть космической энергии, как оказалось, сосредоточена в вакууме. Эту гипотезу рассматривал еще Альберт Эйнштейн, но он отбросил ее как свой «самый большой просчет». Новые находки в этой области признаны самым выдающимся научным открытием 1998 года.

Ежегодный обзор «Крупнейшие научные открытия года» в журнале Science выявляет те достижения, которые коренным образом меняют научную практику или теорию или же приводят к новому влиянию науки на общество, — нечто вроде приза «Человек года» журнала Time, но только для научных идей.

Овцу сменила лямбда
В прошлом году крупнейшим открытием была названа овца Долли — удачный результат экспериментов по клонированию. Тема крупнейшего открытия этого года несколько менее прозрачна — здесь присутствуют такие термины, как сверхновые звезды типа 1А, красное смещение, «антигравитация» и таинственный коэффициент лямбда.

Однако выводы касаются конечной судьбы всего, что мы видим: две независимые группы астрономов пришли к заключению, что Вселенной суждено расширяться до бесконечности. В журнале Science от 13 декабря Джеймс Глэнз (James Glanz) пишет, что эти поразительные результаты меняют отношение человека к величайшим загадкам бытия. «Если когда-то природу Вселенной обсуждали главным образом философы, то в 1998 году космология, опирающаяся на такие факты, как состав света далеких сверхновых звезд, вскрывает истинную суть этой природы — и, возможно, указывает будущее космоса, — утверждает он. — В ближайшие годы ученым и философам предстоит осознать эти факты».

Сюрприз сверхновых звезд
«Поток открытий, относящихся к скорости расширения Вселенной, стал результатом почти 10-летних исследований», — рассказывает руководитель проекта космологии сверхновых звезд в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Сол Перлмуттер (Saul Perlmutter). Но выводы оказались прямо противоположными тому, что ожидали получить астрономы.

В 1929 году астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) объявил, что, согласно его наблюдениям за удаленными галактиками, Вселенная, похоже, расширяется. Он заметил, что характерные спектральные линии в составе света звезд смещены в сторону красной части спектра, — это означает, что на пути к Земле световые волны удлиняются. Смысл этого в том, что за время путешествия света расширилась сама Вселенная.

За прошедшие 70 лет наблюдения «красного смещения» неоднократно подтверждались, что укрепило представление о расширяющейся Вселенной в качестве фундаментального положения современной астрономии. Однако многие теоретики предполагали, что это расширение, ставшее следствием Большого взрыва, должны замедлять гравитационные силы всей материи во Вселенной. Ученые искали стандартный эталон, при помощи которого можно было бы проверить это предположение, измерив расстояния до источников света. Эти расстояния можно было бы сопоставить со значениями «красного смещения» и вычислить изменение скорости расширения Вселенной со временем.

На этом изображении, полученном с космического телескопа Хаббла, видна далекая вспышка сверхновой, взорвавшейся и умершей миллиарды лет назад. Подобные изображения применялись для оценки ускорения расширения Вселенной.

Перлмуттер и другие нашли такой эталон в особого рода взрывающихся звездах, называемых сверхновыми типа 1А. За несколько лет астрономы разработали модель, позволяющую определить, какова будет яркость такой вспышки сверхновой на заданном расстоянии. Они регистрировали десятки сверхновых типа 1А и тщательно проверяли их «красное смещение», пытаясь определить скорость замедления расширяющейся Вселенной. Однако, к их изумлению, измерения показывали, что чем дальше находится сверхновая, тем эта скорость меньше. Получается, что со временем галактики разлетаются все быстрее и быстрее.

«Мы обнаружили существование некоей „темной силы”, которая растягивает Вселенную, преодолевая силу тяготения, — поясняет Николас Шанцев (Nicholas Suntzeff) из Межамериканской обсерватории Cerro Tololo, один из основателей другой группы ученых, называющей себя High-z Supernova Search Team. — Это настолько странный и неожиданный вывод, что поверить в него можно лишь на том основании, что две независимые группы исследователей пришли к одному и тому же результату».

Перечитывая Эйнштейна
Чтобы убедиться в отсутствии ошибки, обе группы дважды проверили свои расчеты и пополнили базу данных о сверхновых. Лишь недавно команда Перлмуттера обнаружила самую удаленную сверхновую типа 1А на расстоянии 10 млрд световых лет от Земли.

Тем временем теоретики старались понять, что все это значит для представления о Вселенной. До сих пор лучшим способом свести концы с концами было введение космологической константы, величины, которую в шутку часто называли «вздорным коэффициентом». Первым космологическую константу ввел Эйнштейн в своей теории гравитации: она понадобилась ему для объяснения того, что удерживает материю Вселенной от «схлопывания» под действием силы притяжения. Но когда астрономы приняли теорию Большого взрыва, Эйнштейн отбросил космологическую константу, назвав ее своим «самым большим просчетом». «Теперь, похоже, именно этот шаг и был его самым большим просчетом, — сказал Перлмуттер в интервью, которое он дал MSNBC по телефону из Парижа, где проходит научная конференция по сверхновым.

Не нужно называть это антигравитацией
По словам Перлмуттера, эффект космологической константы, или лямбды, указывает на стремление пустого пространства к расширению. Данные, полученные на основе изучения вспышек сверхновых, говорят о том, что на этот эффект приходится 70% энергии Вселенной, тогда как другие 30% заключены в материи.

Однако он предупреждает, что было бы ошибкой называть лямбда-эффект «антигравитацией», хотя этот термин и используется в некоторых статьях о результатах изучения сверхновых. «Этот термин применяют потому, что пространство расширяется, как бы противодействуя силе гравитации, но это совсем не то, что традиционно понимают под силой, — говорит он. — И это не антигравитация в том смысле, что ее нельзя использовать для поднятия реальных предметов». Скорее, этот эффект относится к квантовой механике и объясняется взаимодействием парных частиц, которые невозможно обнаружить. Перлмуттер говорит, что космологическая константа может стать ключом к решению других тайн Вселенной, таких, как «темная энергия».

Но, несмотря на то, что в обозримом будущем мы, вероятно, не сможем создать антигравитационные двигатели, всякий раз, когда узнаем нечто новое о своей Вселенной, отмечает Перлмуттер, мы становимся несколько сильнее. Возможно, когда-нибудь, чуть лучше поняв, как устроен мир, мы сможем использовать эти знания другим, самым неожиданным образом.

Обсуждение и комментарии

	C.j. F.o.X. - cj_foxhotmail.com 6 Dec 2000 1:03 PM
А если конкретно - то какое же все таки ускорение у расширения галактики ???
	denis64 - denis64rambler.ru 27 Jan 2002 5:34 PM
Так уж к слову - между прочим время тоже "идёт" с ускорением(хотя конечно как вы безусловно знаете время никуда не идет просто носитель нашего разума,то биш головной мозг как и всё его окружающее неоднородно относительно кривой времени)