С космосом что-то не так.
Когда астрофизик с 50-летним стажем говорит это — хочется прислушаться. Натан Эйсмонт не склонен к громким фразам. Но и он признаёт: привычные законы начинают давать сбой. Аппараты ведут себя странно. Данные не сходятся. А объяснений становится всё меньше.
Космический сбой, который всё изменил
В 1970-х годах два американских аппарата — «Пионер-10» и «Пионер-11» — отправились за пределы Солнечной системы. Миссия шла по плану… пока не начались аномалии. Аппараты внезапно «сбились с курса» — по крайней мере, с точки зрения законов Ньютона. Радиолокационные данные показывали: они летят не туда и не так.
космический аппарат Пионер-10
«Если мы применяем формулы Ньютона — получаем одно. А в реальности — совсем другое», — вспоминает Эйсмонт.
Научное сообщество разделилось. Одни спешили искать ошибки в расчётах, другие — предлагали переписать фундаментальные законы. Но любое «покушение» на Ньютона воспринималось как ересь. Теории с поправками публиковали в рецензируемых журналах, но они быстро исчезали из повестки. Никто не хотел быть тем, кто поставил под сомнение физику.
А всё оказалось куда проще. Оказалось… учёные просто забыли про тепло.
Аппараты питались от радиоизотопных источников — те нагревались, излучали фотонную энергию. Её никто не учёл. В итоге — микроскопическое, но накопленное отклонение от курса. Закон Ньютона остался цел. Но осадочек — остался тоже.
«Такие мелочи раньше казались незначительными. А потом выяснилось — они решают всё».
А что если Вселенная изначально не работает как надо?
Эта история могла бы быть всего лишь анекдотом из истории науки — если бы не одно «но». Подобные сбои происходят и на других уровнях. Например — в теории Большого взрыва.
Классическая модель описывает, как материя разлеталась после взрыва, замедляясь под действием гравитации. Но расчёты не сходились. Материи оказалось слишком мало, чтобы объяснить торможение.
Пришлось выдумать тёмную материю — гипотетическую субстанцию, которую никто не видел, но которая вроде бы всё притягивает. Стало легче. До тех пор, пока не оказалось, что Вселенная не тормозит, а наоборот — ускоряется. Тогда ввели тёмную энергию — ещё одну выдумку, но уже с обратным эффектом.
«Сначала не хватало тормозов — ввели тёмную материю. Потом стало слишком быстро — ввели тёмную энергию», — иронизирует Эйсмонт.
Это наука — или просто красивая система допущений?
Современная картина мира держится на теоретических подпорках, каждая из которых была создана, чтобы спасти прежнюю модель. А теперь эти подпорки начинают шататься.
Когда учёные видят, что космический аппарат летит не так, как должен, — они не пересматривают теорию. Они ищут, что забыли учесть. Так работает наука. Но сколько ещё таких «мелочей» мы упускаем?
Каждое новое открытие не отвечает на вопросы, а поднимает новые. Откуда взялась тёмная энергия? Почему Вселенная расширяется? И что, если её законы вовсе не постоянны?
«Все эти теории — это не истина. Это продукт нашего мышления. А он, как показывает практика, далеко не совершенен».
Вперёд — в сторону неизвестности
Сегодня мы живём в уникальное время. Время, когда физики больше не делают вид, что всё под контролем. Они признают: мы не понимаем, как устроена Вселенная. Мы теряем не данные — мы теряем уверенность.
Но, может быть, именно в этом и есть наука — в честном признании, что мы всё ещё на первом этапе понимания. И что даже старый добрый Ньютон может однажды уступить место — не потому что ошибался, а потому что за пределами его формул начинается нечто гораздо более странное.
Наша картина мира трещит по швам: что показал телескоп Джеймс Уэбб и почему это меняет всё.
Кажется, что современный человек, вооружённый знаниями о квантовой физике и гигантскими телескопами, уже разгадал большую часть тайн Вселенной. Мы строим модели, изучаем частицы, предсказываем будущее звёзд. Но что, если это не так? Что, если все наши знания — это лишь крошечная доля истинной картины мироздания?
Владимир Сурдин предлагает представить айсберг: лишь 1/7 его часть видна над водой, остальные 6/7 скрыты.
"Вот наше поколение думало, что вся Вселенная — это то, что над водой. А вы уже понимаете, что Вселенная — это в основном невидимое вещество, невидимые поля, тёмная энергия", — говорит он.
Это не просто красивая метафора. Это реальность, которая заставляет учёных переписывать учебники прямо сейчас.
В этом материале мы погрузимся в самые шокирующие открытия последних лет, которые ставят под сомнение десятилетия устоявшихся знаний, и узнаем, сколько на самом деле мы ещё не знаем о Космосе. Приготовьтесь пересмотреть свои представления о мироздании!
Джеймс Уэбб : Как один телескоп переписал историю Вселенной
Забудьте, чему учили в школе: Большой Взрыв был совсем другим!
Ещё недавно в любом учебнике по космологии вы могли найти стройную картину: Большой Взрыв, затем медленное расширение Вселенной, постепенное формирование первых звёзд и галактик. Студенты зубрили это как аксиому: "Учите, студенты! Это было так!"
Но всего за четыре года работы космический телескоп Джеймс Уэбб буквально приказал: "Закройте учебники, ребята! Так не было!" Его данные полностью ломают наши модели ранней Вселенной.
Что же выяснилось?
Телескоп показал, что звёзды и галактики рождались намного раньше и гораздо "взрывнее", чем это предсказывали теории. Тогда это просто не должно было случиться! Более того, в центрах этих "ранних" галактик обнаружились гигантские чёрные дыры, которым, по нашим расчётам, просто не хватило бы времени, чтобы вырасти до таких размеров.
"Времени не было, чтобы вырасти, но мы их видим", — с удивлением отмечает Владимир Георгиевич.
Эти данные полностью ломают наши модели ранней Вселенной и показывают, что мы только начинаем понимать её истинную историю. Каждый поворот науки открывает новые горизонты, и Джеймс Уэбб подарил нам целый океан неизведанного.
Невидимый сосед: Что такое Тёмная материя и почему она буквально проходит сквозь нас?
Мы знаем, что она есть. Мы не знаем, что это. Но она везде.
"Это не поле, это не что-то загадочное. Это вещество", — уверенно говорит Владимир Сурдин о Тёмной материи. Мы знаем, что она есть, и это не гипотеза, а доказанный факт, основанный на её гравитационном влиянии.
Как мы узнали о ней? Галактики движутся так, будто их удерживает невидимая масса. Если бы не она, звёзды на окраинах просто бы разлетелись. Вместо этого мы видим, что галактики окружены невидимой "короной", или "гало", из Тёмной материи. Значит, её частицы летают не быстрее звёзд (около 300 км/с), иначе бы они давно покинули галактику.
Парадокс заключается в том, что Тёмная материя не взаимодействует с обычным веществом.
"Представьте: прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, миллиарды частиц Тёмной материи пролетают сквозь вас, сквозь стол, сквозь Землю, никак не взаимодействуя с нами", — объясняет Владимир Георгиевич. Это как нейтрино, которые тоже пронизывают нас в огромных количествах, и мы их не ощущаем. Кстати, есть подозрение, что Тёмная материя — это особый, "стерильный" сорт нейтрино.
Как же её поймать?
Физики уже почти 20 лет разрабатывают уникальные приборы — криостаты с жидкими газами (аргоном или ксеноном) при температурах, близких к абсолютному нулю. Идея проста: если частица Тёмной материи пролетит сквозь объём и хотя бы чуть-чуть толкнёт атом, то возникнет тепловой квант (фонон), который можно зафиксировать. Такие детекторы строятся, и есть надежда на скорые открытия, хотя пока это лишь намёки.
Самая загадочная сила: Тёмная энергия, которая разрывает Вселенную
Физики бессильны: эту тайну могут разгадать только астрономы
Если о Тёмной материи мы хоть что-то знаем (например, что это вещество), то о Тёмной энергии мы можем сказать "совсем ничего", как отмечает Владимир Сурдин. Единственный её признак видят только астрономы, у физиков в лабораториях вообще шансов нет.
Что же это за признак?
Наблюдения показывают, что очень далёкие друг от друга галактики не просто удаляются вместе с расширением Вселенной, а набирают скорость. "Значит, их что-то расталкивает", — поясняет Сурдин. Галактики, будучи огромными скоплениями звёзд и материи, должны притягиваться друг к другу и замедлять свой разлёт, но они, наоборот, ускоряются.
В чём её странность?
Тёмная энергия обладает антигравитационным, расталкивающим действием. Причём, чем дальше объекты друг от друга, тем сильнее это отталкивание. Это полная противоположность обычным силам, таким как гравитация или электричество, где взаимодействие ослабевает с расстоянием.
Почему физики не могут её изучить?
Из-за такого странного свойства Тёмная энергия не проявляет себя на маленьких расстояниях, то есть в наших лабораториях она неощутима. "Она тут не работает", — говорит Сурдин.
Её влияние становится доминирующим только на масштабах межгалактических расстояний. Поэтому разгадка этой тайны пока лежит исключительно в руках астрономов. Есть гипотезы, что это свойство самого вакуума или некое неоткрытое поле, но подтверждений нет.
О Тёмной энергии мы не знаем почти ничего, кроме её грандиозного воздействия на судьбу всего Космоса.
Море неизвестного: Какое будущее ждёт науку?
Как мы видим, Вселенная намного сложнее и загадочнее, чем мы когда-либо могли представить. От Большого Взрыва, который оказался совсем не таким, как мы думали, до невидимых сил и веществ, пронизывающих нас каждую секунду — каждый новый шаг в науке открывает не одну дверь, а целое бескрайнее море неизведанного.
"Неизвестного всегда больше, чем известного", — заключает Владимир Сурдин.
И это не повод для отчаяния, а величайшая перспектива для будущих поколений учёных. Мы стоим на пороге новой эры понимания Космоса, эры, когда знания, которыми мы сейчас оперируем, могут оказаться лишь той самой верхушкой айсберга.
Способна ли наша цивилизация сохранить себя, чтобы дать учёным время для этих грандиозных открытий? Возможно, именно наше поколение станет свидетелем разгадки одной из величайших тайн мироздания.
Оценили 25 человек
41 кармы