Темное стало явным

[Tsurune]

Российский ученый раскрыл одну из самых загадочных тайн Вселенной

Сотрудник Института космических исследований РАН и Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра США, доктор физико-математических наук Алексей Вихлинин получил премию Бруно Росси за исследования свойств "темной энергии". Ранее этой престижной награды Американского астрофизического общества из российских ученых удостаивался лишь академик Рашид Сюняев.

Работа Алексея Вихлинина напрямую связана со знаменитой ошибкой Эйнштейна. Великий ученый попытался применить созданную им общую теорию относительности для описания Вселенной. И столкнулся с неразрешимой проблемой. Ведь согласно многовековым представлениям Вселенная считалась вечной и неизменной, словом, статичной. Но в формулах Эйнштейна она вдруг ожила, задвигалась.

Как вернуть ей покой? Ученый ввел в свои уравнения новый элемент, так называемую космологическую константу. И все встало на свои места. Покой воцарился. Однако ненадолго. В 1929 году американский астроном Хаббл открыл, что Вселенная расширяется и в ней константа Эйнштейна просто лишняя. Она сошла со сцены. Казалось, навсегда. Прошли многие годы, и вот в конце XX века она вернулась почти из небытия.

Дело в том, что астрономы открыли всемирное антитяготение. Для науки это был настоящий шок. Еще недавно картина мира представлялась ясной и стройной. Большой взрыв породил Вселенную с множеством галактик. Получив мощный первоначальный импульс, они разбегаются, но из-за взаимного притяжения это происходит с замедлением. А теперь оказалось, что все ровно наоборот. Галактики разбегаются, даже еще с ускорением! И гонит их описанный той самой константой Эйнштейна космический вакуум. (Вакуум Эйнштейна - вовсе не пустота, которую мы обычно представляем, а особая форма космической энергии. Именно из этого вакуума когда-то и родилась Вселенная. Другое его название - "темная энергия".)

- Самое удивительное, что в первые 7-8 миллиардов лет Вселенная действительно расширялась с замедлением, но вот уже более 7 миллиардов лет оно сменилось ускорением, - объясняет Алексей Вихлинин. - Лишь когда Вселенная достаточно расширилась, разгоняющий ее вакуум стал набирать силу. Сегодня на его долю приходится около 67 процентов всей энергии мира, в то время как на так называемое "темное" или невидимое вещество - 30 процентов, а на обычное видимое, а это все звезды и планеты, - всего 3 процента.

Разгоняющаяся Вселенная настолько поражает воображение, что некоторые ученые до сих пор не могут в него поверить. Кстати, этот феномен открыт при наблюдении за далекими вспышками сверхновых звезд. Интернациональная группа ученых из пяти стран под руководством 38-летнего Алексея Вихлинина пошла другим путем. Ученые решили посмотреть, как удивительная "темная энергия" расталкивает галактики.

- Она должна противодействовать силам притяжения, мешая галактикам объединяться и набирать вес, - объясняет ученый. - С помощью мощных оптических и рентгеновских телескопов по всему миру, а также американской космической обсерватории "Чандра" мы несколько лет изучали наиболее массивные скопления из тысяч галактик, подобных нашей, с массой 1014 массы Солнца. Выяснилось, что эффект наблюдается. Если в период молодости Вселенной галактики активно прибавляли в массе, то примерно пять миллиардов лет назад "сели на диету". И придерживаются ее до сих пор, ведь массы галактических скоплений практически больше не растут.

И, конечно, всех интригует вопрос: а что же такое эта самая "темная энергия"? Пока почти все здесь покрыто мраком, не случайно называется "темной". Но группа Вихлинина сумела внести некоторую ясность. Ученые описали ее свойства одним числом, физический смысл которого схож с жесткостью пружины. Это именно та сила, с которой "темная энергия" расталкивает галактики. Причем она с высокой точностью совпадает с космической константой, введенной Эйнштейном в уравнение общей теории относительности.

- От величины этой "жесткости" зависит будущее Вселенной, - говорит Вихлинин. - Если она такая, как мы сегодня наблюдаем, то есть близка к минус единице, то "темная энергия" не сможет растащить находящиеся по соседству галактики, например наш Млечный Путь и туманность Андромеды. Под действием сил тяготения они в конце концов сольются, что сейчас уже наблюдается. Но на больших расстояниях "темная энергия" возьмет свое, и галактики в конце концов уплывут за горизонт нашего мира. Значит, в будущем останется один огромный потомок Млечного Пути и туманности Андромеды, а вокруг - ничего.

Куда более тяжелое будущее ждет Вселенную, если "жесткость" окажется намного меньше минус единицы. Тогда расширение будет править балом, и дело может кончиться Большим разрывом: вначале галактик, потом Солнечной системы, планет и т.д. Сейчас готовятся новые эксперименты, которые должны более точно определить величину столь важной для нашего мира "жесткости". А может даже прояснить, что же такое "темная энергия".

rg.ru/2009/01/14/taina.html

@темы: Физики в звездной вселенной

Comments

[Винни]

три модели фридмана были известны ещё в тридцатых двадцатого. подогнать свойства тёмной материи под одну из моделей не велика заслуга. а в случае возникновения вопросов сослаться на принцип неопределённости гейзенберга. угу. физики-романтики тоже кушать хотят. вот и подкармливают друг дружку премиями всякими.

Куда более тяжелое будущее ждет Вселенную, если "жесткость" окажется намного меньше минус единицы

. ага. если. так за что же премия? слегка подразвернул фридмановскую теорию, если ваще просто не переформулировал другими словами?? это всё и так давно теоритезировалося.

[Belasku]

Меня всегда удивляло, как можно с такой уверенностью утверждать, что было пять миллиардов лет назад на основе экспериментов и наблюдений, которым около сотни лет.
Онегдот на тему вспомнился:

"Профессор в институте читает лекцию: "Через 3 миллиарда лет солнце погаснет".
В ужасе просыпается студент: "Через сколько?!"
Профессор, ошарашено: "Через 3 миллиарда ".
Студент, успокаиваясь " Послышалось , что через 3 миллиона..."

[iatheia]

Belasku, а за сто лет знаете сколько данных можно набрать!
Не забывайте, ведь телескопы - машины времени...

[Belasku]

iatheia
Я даже не о данных. Я о закономерности. Новые гипотезы строятся на основе старых гипотез, но и то и другое, в принципе, недоказуемо. Постоянно опровергаются какие-то старые теории, взамен них создаются новые (которые тоже рано или поздно опровергнутся)
Изначально постулируется, что пять миллиардов лет назад вселенная жила по тем же законам, что и сейчас, вернее, что есть некий обобщающий закон. Я вот с этим не совсем согласна.

Сам поиск, конечно, увлекателен, но это, ИМХО, поиск ради поиска.

[iatheia]

Ну почему же. Некоторые вещи можно доказать с уверенностью 99.9%. Некоторые вещи, более абстрактные... По крайней мере, можно доказать что с математической точки зрения теория имеет все основания существовать =)

Вопросы учёного и вопросы ребёнка, в сущности, идентичны. "Почему." Да, разумеется, остальным не важно какой была Вселенная пять миллиардов лет назад, но всё таки, хочется знать. И да, я лично тоже считаю что есть какая-то простая формула которая управляет всем что было, всем что есть, и всем что будет в этой Вселенной. Потому что всё гениальное - просто. Потому что иначе не может быть, или можно с таким же успехом вернуться к "и бог создал небо и землю в первый день и это было хорошо" Потому что... иначе не было бы никакого смысла...

И пусть в итоге все наши теории будут не верны. Скорее всего многие из них будут не верны. Но может быть, даже если они не верны, они смогут помочь раскрыть истину... Но когда-нибудь, когда-нибудь... кто-то будет прав.

Я учусь на астрофизика, если что =)

[Belasku]

iatheia
Каждый имеет право верить в то, что ему хочется и самостоятельно создавать себе смысл к существованию.

[Am Sam]

Belasku
интересно, но говорите Вы о науке как о религии

[Belasku]

ДевочкаСтудентка
Почему? Я - агностик, считаю мир непознаваемым и бесконечным. К религии это не имеет никакого отношения.
Сходство, пожалуй лишь в том, что как в науке, так и в религии существует множество заблуждений, которые тем не менее находят себе множество сторонников (я не имею в виду эту статью, это просто абстрактное замечание). В религии человек говорит: "х=у (к примеру), потому что так сказал мне бог", в науке "х=у, потому что х=z и у=z". Ни то, ни другое утверждение по большому счету смысла не имеют, в частности потому, что мы не можем учесть все факторы, учитываем только их часть.

[Винни]

Belasku, солидарен. принцип неопределённости гейзенберга, опять же. если не путаю, смысл таков: природа ограничивает возможность предсказывать будущее на основе физических законов. чтобы чего-либо предсказывать, надобно знать и учитывать состояния всех составляющих системы, но даже узнать состояние отдельно взятой частицы сколь-либо точно невозможно.

[Belasku]

Винни
Ага.

Вселенная похожа на спираль. причем спираль, закрученную в синусоиду - такую спиральную пружину.
имхо.


Belasku

Я даже не о данных. Я о закономерности. Новые гипотезы строятся на основе старых гипотез, но и то и другое, в принципе, недоказуемо. Постоянно опровергаются какие-то старые теории, взамен них создаются новые (которые тоже рано или поздно опровергнутся)
Изначально постулируется, что пять миллиардов лет назад вселенная жила по тем же законам, что и сейчас, вернее, что есть некий обобщающий закон. Я вот с этим не совсем согласна.

я тоже не согласен. считаю, что иногда можно допустить неправильность всех уже открытых законов, - и открыть, например, что Земля не стоит на трех китах, а имеет форму сферы; или что фотон одновременно волна и частица, хотя оно по всем законам невозможно. иногда чтобы сделать открытие, нужно сделать не шаг вперед, а прыжок.

Сходство, пожалуй лишь в том, что как в науке, так и в религии существует множество заблуждений, которые тем не менее находят себе множество сторонников (я не имею в виду эту статью, это просто абстрактное замечание). В религии человек говорит: "х=у (к примеру), потому что так сказал мне бог", в науке "х=у, потому что х=z и у=z".

Религия хороша (или плоха) тем, что можно абсолютно все понять, абсолютно ничего не объясняя. ))

[iatheia]

Belasku, мне любопытно, математику вы тоже отрицаете? Ведь наука же.

[Belasku]

iatheia
А что я еще, по вашему отрицаю?

[iatheia]

Нет, ну вы сказали что

в науке "х=у, потому что х=z и у=z"

Математический закон. Вас он, судя по всему, почему-то он не устраивает.

В религии человек говорит: "х=у (к примеру), потому что так сказал мне бог", в науке "х=у, потому что х=z и у=z". Ни то, ни другое утверждение по большому счету смысла не имеют, в частности потому, что мы не можем учесть все факторы, учитываем только их часть.

iatheia имелось ввиду а) пример , б) невозможность просчитать математически все действующие на объект в конкретном случае факторы.
сама же математика не отрицалась, как видно)

[Винни]

пока макрофизику с квантовой не объединят, рассуждать о чём-либо бессмысленно. ставлю на суперструны.

Винни поддерживаю, и повышаю ставку
кто еще в игре?

[Belasku]

iatheia
Вы меня не поняли. Математический закон безупречен, но он же не дает гарантий что х=z и у=z, правда?
Причем, это с позиции математики, голых цифр. С прикладной позиции все немного усложняется.
Ну вот, например.
1.Апельсин=шар
Солнце=шар
Следствие: Апельсин=Солнце
2.Апельсин=еда
Хлеб=еда
Следствие: Апельсин=Хлеб.
Общее следствие: Солнце=Хлеб. А вот тут уже включается фантазия, как можно уравнять эти понятия.
Пример достаточно топорный, признаю, Все же конец рабочего дня и голова забита другими вещами.


Серебряный
Ага. Я так долго писала свой пост, что все пропустила.

Belasku хех, бывает))
мне еще старая загадка вспомнилась:
- В комнате было семь кошек. Шесть вышли, сколько осталось?
- Одна.
- Неправильно! Две.
- Почему?
- Одна вернулась.

[Винни]

вы всё прикалываетесь, а ведь сам прикол в том, что прикалываться не над чем. пока физики-романтики и физики-физики не найдут общей теории всего — открытия типа пружинящего вакуума лишь бестолковая игра разума.

Винни хм. 1) физики есть физики, кем бы они не были ))
*шо-то клонит меня сегодня в пункты*)
2) что предполаает общая теория всего? что жизнь есть. что вселенная - есть. что есть силы взаимодействия между объктами, и они разные. Эйнштейн написал уже свою теорию относительности, говорят, что написать Общую теорию Всего ему не хватило лишь отпущенного времени. да и постулаты зарождавшейся квантовой физики принимать он не хотел.
на самом деле, квантовая физика - это начало объединения физики и психологии, а может быть и биологии, и философии; двоичная система кода, двоичная картина мира, двумерность и трехмерность объектов, две стороны жизни и смерти - все одно лишь 1 и 0 на чистом листе.
впрочем, оно лирика, конечно)

[Винни]

эйнштейн (опять же, если не путаю), был сторонником научного детерминизма. Бог, типа, не играет в кости. эйнштейну оччень хотелось верить, что всё предсказуемо. не написал бы он теорию всего.

он пытался ее написать, мечтал о ней в течение всей жизни. его теория Всего как раз была бы предсказуема. но не успел.

[paceholder]

Чето мне кажется этот ученый назвал космологическую постоянную Эйнштейна "жесткостью" - вот и все.

Вот доказал бы причину существования этой темной материи, описал бы ее уравнениями. Вот это было бы дело.