Вселенная, темная энергия и человечество

очти каждый семинар или научное выступление по астрономии начинаются с высказываний о том, что человечество живет во вселенной и в ней есть некая таинственная материя, которая называется темной энергией. Эта энергия составляет свыше 70 процентов всего, что есть в космосе. Не менее таинственная субстанция, носящая название темной материи, составляет порядка 25 процентов. А обычные вещества, в том числе и такие объекты, как звезды, галактики, планеты и люди – всего лишь каких-то 5 процентов.

Если это действительно так, то тогда все, что мы во вселенной наблюдаем, не представляет из себя ничего особенного. Если предположить, что мы смотрим на гору, покрытую снегом, мы видим только снег, но сам снег не является горой. В масштабе космоса судьба всей вселенной зависит от так называемого «перетягивания каната» между темной материей, которая замедляет расширение вселенной, и темной энергией, которая придает ей ускорение. Мы наблюдаем за движением галактик, когда видим, как между ними расширяется пространство, и свет от взорвавшихся звезд, чтобы определить до них расстояние. Однако они – всего лишь оставленный след далекого прошлого.

Некоторые люди расстраиваются лишь от одной мысли, что мы состоим из атомов, то есть из второстепенных деталей космической системы.

Совсем недавно были удостоены Нобелевской премии по физике две независимые астрономические группы. Они открыли, что вселенная ускоренно расширяется вследствие действия темной энергии. Руководитель проекта «Сверхновые для космологии» Сол Перлмуттер удостоился этой премии вместе с Адамом Риссом и Брайаном Шмидтом и из группы «Хай-зет Сверхновая».

Обе эти группы в 1977 году, когда замеряли расстояния до взорвавшихся звезд, пришли к одному выводу, что, судя по всему, что происходит ускоренное расширение вселенной. Но поначалу обе группы в это не поверили. Энергия, которая необходима для подобного ускорения, казалась слишком невероятной. «Пахло» это так называемой «космологической константой». Таким видом энергии, которая связана с вакуумом. Эту константу Эйнштейн предложил еще в 1917 году, чтобы описать статическую вселенную. Позже Эйнштейн отказался от нее, поскольку проведенные наблюдения продемонстрировали, что вселенная все же не статична, а ускоренно расширяется.
Но спустя десятилетие, после первых результатов исследований, это стало стандартным утверждением, уже достаточно подтвержденным, для предусмотрительных шведских ученых.

Как же это произошло? Не благодаря убедительным фактам, а при помощи обоснованных доказательств.

Если расширение вселенной происходит в результате борьбы между замедляющейся темной материей и ускоряющейся темной энергией, то какая из этих сущностей превалировала в различные моменты времени. Так как свету, для того чтобы дойти до нас, требуется определенное время, мы, когда наблюдаем за отдаленными космическими объектами, можем видеть прошлое. Скажем, не в слишком отдаленном прошлом (последние пять миллиардов лет), мы наблюдаем ускорение. Однако если бы нам удалось заглянуть очень далеко в прошлое, то такая пропорция должна была бы нарушиться – темная материя обязана была быть поплотнее, когда вселенная занимала поменьше. В это же время темная энергия, если она производная от космологической константы, должна быть стабильной. Это дало бы основания для замедления вселенной.

Господин Рисс осуществлял руководство группой, выполняющей свои наблюдения благодаря космическому телескопу «Хаббл». Его группа доказала в 2004 и в 2007 годах, что действительно произошла смена замедления на ускорение. Те прогнозы, которые были сделаны исходя из структуры вселенной, основанной на пропорции «темная энергия деленная на темную материю», подтверждают проведенные наблюдения.

Какие из всего этого можно сделать выводы? Мы осведомлены, что живем в постоянно ускоряющейся вселенной. Ее возраст насчитывает около 14 миллиардов лет, однако мы не имеем понятия о природе самой темной энергии. Что сейчас нам действительно необходимо – так это более адекватные теоретические обоснования. По сути, ускорение вселенной было открыто только десятилетие назад.

Чтобы продолжить работы в течение следующего десятилетия над изучением темной энергии вселенной, ученые избрали для этих целей космический телескоп Джеймса Вебба. Также послужат и большие наземные телескопы. Один из них – гигантский Магелланов телескоп, а также большой синоптический обзорный телескоп. В программе возьмет участие и спутник специального назначения – инфракрасный телескоп с широким полем обзора или телескоп Евклида.

Основным аргументом инвестиций в науку зачастую служит связь между технологическим и экономическим развитием, развитием обороной промышленности или инвестиций в здравоохранение. Это обоснованные аргументы. Все мечтают стать бессмертными, богатыми и пребывать в безопасности. Однако даже во времена экономического спада всегда необходимо найти возможность заняться наукой, чтобы узнать, как построен и работает окружающий нас мир.