Ускоренное расширение вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых
Ускоренное расширение вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых
Трое лауреатов, американцы Сол Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс, собрали доказательства того, что Вселенная расширяется с ускорением, наблюдая сверхновые типа Iа и используя их для измерения космологических расстояний.
Нобелевская премия по физике будет вручена космологам Солу Перлмуттеру (Saul Perlmutter), Брайану Шмидту (Brian Schmidt) и Адаму Риссу (Adam Riess), собравшим доказательства того, что Вселенная расширяется с ускорением.
Все лауреаты родились в США и обучались в американских университетах ( Гарвардском и Калифорнийском ). Стоит также отметить, что в 2006 году они уже получали престижную азиатскую Премию Шо с формулировкой, совпавшей с рескриптом Нобелевского комитета.
Сол Перлмуттер (родился в 1959 году), Адам Рисс (1969) и Брайан Шмидт (1967) на церемонии вручения Премии Шо (фото Wikimedia Commons).
Гипотеза о том, что Вселенная расширяется, теоретически обоснована Александром Фридманом в начале ХХ века, а наблюдения Эдвина Хаббла, выполненные в конце двадцатых годов, стали её экспериментальным подтверждением. Чтобы оценить скорость расширения, астрономам нужно было найти какой-то класс объектов с известной светимостью («стандартных свечей»), которые можно использовать для измерения космологических расстояний. Самыми удобными и надёжными «свечами» оказались сверхновые типа Iа , вспыхивающие в тот момент, когда масса их предшественника — белого карлика — достигает хорошо известного предела Чандрасекара . Поскольку механизм взрыва универсален, все сверхновые типа Ia, находящиеся на одном расстоянии от нас, должны иметь примерно одинаковую светимость в максимуме, а наблюдаемая яркость вспышек, произошедших в разных галактиках, должна свидетельствовать о том, как сильно эти галактики удалены от Земли.
В конце прошлого века две исследовательские группы попытались составить массив экспериментальных данных по сверхновым типа Ia. Одна из них, Supernova Cosmology Project , приступила к работе в 1988-м, и руководил ею г-н Перлмуттер. Другая, возглавляемая Брайаном Шмидтом High-z Supernova Search Team , подключилась к исследованиям в 1994-м.
При обработке собранной информации учёные надеялись обнаружить замедляющееся расширение Вселенной. В получившей большую известность работе 1998 года, ведущим автором которой стал участник High-z Supernova Search Team Адам Рисс, было, однако, показано, что сверхновые типа Ia в галактиках, удаление которых определялось по закону Хаббла, имеют яркость ниже ожидаемой. Другими словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу «стандартных свеч», превосходило дистанцию, рассчитанную по ранее установленному значению параметра Хаббла.
Отсюда следовало, что Вселенная расширяется с ускорением.
Этот неожиданный результат заставил космологов пересмотреть имеющиеся модели. Напомним: сейчас для объяснения ускоряющегося расширения Вселенной теоретики вводят понятие тёмной энергии .
Современные представления об эволюции Вселенной и соотношения материи, тёмной материи и тёмной энергии (иллюстрация The Royal Swedish Academy of Sciences).
Подготовлено по материалам Нобелевского комитета .
Источник
Ускоренное расширение вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых
Австралийский астрофизик американского происхождения Брайан Шмидт (Brian Schmidt) родился 24 февраля 1957 года в американском городе Миссула (штат Монтана). В возрасте 13 лет переехал на Аляску и начал учиться в Школе Барлетта в Анкоридже. В 1985 получил аттестат зрелости.
В детстве Брайан мечтал о работе метеоролога и даже работал некоторое время в Национальной метеорологической службе в Анкоридже. Решение изучать астрономию у него созрело только перед поступлением в Аризонский уинверситет. Там в 1989 году он получил степень бакалавара по физике и астрономии. После этого было четырехгодичное обучение в Гарвардском университете, которое окончилось получением степени доктора философии в 1993 году. В Гарварде он встретил свою будущую жену Дженнифер Гордон.
С 1993 по 1994 он был аспирантом в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики. Так как его жена была гражданкой Австралии, то она уговорила Брайана переехать на зеленый континент. Он согласился и с 1995 года начал работать в австралийской обсерватории Маунт-Стромло, которая находится в Канберре. В этой обсерватории он и работает по сей день.
Во время работы в обсерватории Шмидт возглавлял программу поиска сверхновых типа Ia, посвящённую изучению расширения Вселенной 8 миллиардов лет назад. В 1998 году его группе совместно с группой, возглавляемой Солом Перлмуттером, удалось доказать наличие ускоренного расширения Вселенной. Это открытие было названо журналом Science «прорывом года». В настоящее время Шмидт возглавляет проект исследования неба южного полушария телескопом SkyMapper.
В 2011 году Брайан Шмидт совместно с Солом Перлмуттером и Адамом Райссом был удостоен Нобелевской премии по физике за «открытие ускоренного расширения вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых».
Для Шмидта присуждение ему Нобелевской премии по физике за 2011 год стало приятной неожиданностью. «Я чувствую себя, приблизительно так же, как во время рождения моих детей — слабость в коленях, много чувств. «, — сказал он по телефону членам Нобелевского комитета, которые позвонили лауреату сразу же после оглашения имен обладателей награды. По словам Шмидта, присуждения ему премии он не ожидал. Говоря о ближайших планах в роли новоиспеченного Нобелевского лауреата, профессор сказал: «Попытаюсь для начала заснуть (местное время профессора на момент звонка — около 21.00). Отмечать будем завтра, и завтра же у меня занятия со студентами как раз по поводу космологии».
Благодаря работам Перлмуттера, Шмидта и Райсса стало ясно, что расширение Вселенной не замедляется, как считалось на протяжении почти всего ХХ века, а ускоряется. Как выяснилось, что кроме всемирного тяготения, существует всемирное антитяготение, в данном случае, отталкивание одних галактик от других, что является причиной ускоренного расширения Вселенной.
Этот эффект связан с существованием во Вселенной так называемой темной энергии — загадочной субстанции космического пространства, физику которой никто не знает. Однако в земных условиях изучать природу темной энергии бесполезно. Потому, что она просто не проявляет себя в таких мелких масштабах, как земной шар. Да и на расстояниях, сравнимых с расстояниями до планет — Марса, Юпитера — она никак себя не обнаруживает. А вот на расстояниях до соседних галактик она проявляет себя..
В своей работе Перлмуттер, Шмидт и Райсс использовали данные, полученные космическим телескопом «Хаббл»; эта информация считается одним из наиболее важных результатов работы телескопа, запущенного на орбиту весной 1990 года.
Кроме этого Шмидт был награжден Премией Малькольма Макинтоша (2000), Премией Бока (2000), Медалью Австралийской академии наук (2000), Медалью Вайну Баппу (2002), Премией Шоу (2006, совместно с Солом Перлмуттером и Адамом Райссом ).
Нобелевский комитет сделал лауреатами премии 2011-го года трёх физиков – это: Саул Перлмуттер (1/2 часть премии), Брайен Шмидт (1/4 часть премии) и Адам Рисс (1/4 часть премии) “За открытие ускоренного расширения Вселенной посредством наблюдения дальних сверхновых”.
Этим была продолжена российская практика: “Российская газета” (17.06.2009) под заголовком “За открытие таинственных явлений получил Госпремию”, публикует интервью с директором Государственного астрономического института им. Штернберга МГУ академиком Анатолием Черепащуком, лауреатом Государственной премии в области науки и технологий за 2008-й год.
Как сообщает корреспондент “Газеты.Ru”, Государственная премия РФ 2008-го года в области науки и технологий присуждена астрофизикам Дмитрию Варшаловичу, Алексею Фридману и Анатолию Черепащуку за основополагающие открытия в области физики галактик, межгалактической среды и релятивистских объектов.
Сообщается также, что эти работы привели к развитию нового направления в релятивистской астрофизике – демографии “чёрных дыр”, они изучают статистическую связь между “чёрными дырами”, звёздами и галактиками разных типов.
Пояснение: “чёрными дырами” названы звёзды, которые имеют настолько большие массы и малые радиусы, что свет не может преодолеть силу тяжести и покинуть звезду, следовательно, их нельзя увидеть.
Награда эта весьма символична: при отсутствии достижений в реальной науке и технологиях премию получают за открытие таинственных явлений, явлений, которые в природе физически не существует, но они существуют в нашей повседневной жизни: как хорошо, что у государства много нефтяных денег. Это позволяет экспериментально подтвердить повседневной практикой наших чиновников и финансистов существование именно “чёрных дыр”, из которых ничего уже нельзя вернуть. И, конечно, необходимо изучить статистическую связь между суммами сгинувших денег и количеством чиновников и “учёных”-астрофизиков.
Вернёмся к Нобелевским лауреатам 2011-го года:
“Учёные утверждают, что открыли на границах Вселенной “тёмную материю” – она не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним, делая невозможным её прямое наблюдение. И это полностью меняет существующее представление об устройстве Вселенной. Скептики говорили, что открытие можно сравнить с “плохим эпизодом фантастического сериала”” ( http://www.kommersant.ru/doc/1787521 ).
Если некоторые руководящие физики России весьма положительно оценили присуждение премии “за то, чего нет”, то в Интернете отношение к решению Нобелевского комитета выглядит так: “Больше видимо давать не за что. уже и за полутеоретические работы дают, или теорию относительности хотят немного поддержать?”
И вот сообщение от 6 октября 2011-го года: “Европа запустит миссию для изучения “нобелевской” темной энергии”:
“Одна из 2-х ближайших миссий Европейского космического агентства (ESA) будет нацелена на изучение тёмной энергии – загадочной субстанции, существование которой было постулировано после публикации работ, удостоенных Нобелевской премии по физике 2011 года.
О решении агентства сообщает Lenta.ru со ссылкой на его официальный пресс-релиз. Согласно современным космологическим гипотезам, тёмная энергия отвечает за ускоренное расширение Вселенной. Эта субстанция до сих пор не обнаружена экспериментально . Новый аппарат ESA под названием Euclid будет искать признаки существования тёмной энергии, составляя карту крупномасштабных космических структур с очень высокой точностью (выделено мной. – В.Б.).
Запуск телескопа Euclid намечен на 2019-й год с космодрома Куру во французской Гвиане. На орбиту аппарат выведет российская ракета-носитель “Союз””.
Вот сообщение РИА Новости: “Тёмная материя – гипотетическое вещество , которое проявляет себя исключительно через гравитационное взаимодействие с галактиками, внося искажения в их движение. Частицы тёмной материи не взаимодействуют с какими-либо видами электромагнитного излучения, а потому не могут быть зафиксированы во время непосредственных наблюдений” (выделено мной. – В.Б.).
“На долю тёмной материи приходится около 23% массы Вселенной, в то время как “обычная” материя составляет лишь около 4% массы – всё остальное приходится на не менее загадочную тёмную энергию”.
“Тёмная материя и энергия, действительно, – загадочные субстанции, – уверяет один из ведущих мировых специалистов в области квантовой теории поля, физики элементарных частиц и космологии, академик РАН, доктор физико-математических наук Валерий Рубаков . – Это две разные субстанции с различными свойствами. Тёмная энергия равномерно разлита по Вселенной и отвечает за её расширение. Для того чтобы понять, как она действует, представьте себе, что вы подбросили мяч в воздух, а он не падает, а продолжает лететь вверх всё быстрее и быстрее”.
Прервём цитирование. Академик использует термин – “тёмная энергия…разлита”, вызывая представление о лужах, допустим, кинетической или потенциальной энергии на Земле. Вам, дорогие читатели, встречались такие?
Продолжим цитирование: “Тёмная же материя, по словам академика, не “разлита”, а, напротив, после Большого взрыва стала собираться в комки, из которых “вылепились” галактики. Чуть позже, когда какая-то часть тёмной материи “утяжелилась” протонами и нейтронами, то есть стала обычной материей, из неё образовались звёзды, а уж внутри этих звёзд из первоначальных элементов Вселенной – водорода, гелия и дейтерия – были “выплавлены” и все металлы, образовавшие затем вещество планет”.
Принимая во внимание аналогию академика с подброшенным вверх мячом, который “не падает, а продолжает лететь вверх всё быстрее и быстрее” в нарушение всех физических законов, можно сделать вывод о нефизичности представлений о тёмной материи, вполне укладывающейся в понятие лженауки.
Доктор физико-математических наук, профессор кафедры астрофизики Физического факультета МГУ Константин Постнов говорит, что “на 70 % Вселенная заполнена некой субстанцией с удивительными, неизвестными, непонятными свойствами. И тут начинается невероятная резвость во всяких спекуляциях, кто что придумает”.
Схема “состава Вселенной” представлена на фотографии цитируемой статьи газеты “Комсомольская правда”.
Из этой схемы видно, что по современным космологическим (современная космология – учение о Вселенной, базирующееся на общей теории относительности Эйнштейна) представлениям Вселенная на 96% состоит из “тёмной энергии” и “тёмной материи”, иными словами, Вселенная – дело тёмное, и при её исследовании открываются безграничные возможности для псевдонаучных спекуляций и возможностей для получения званий и премий.
Обратите внимание на шизофреническую логику современных специалистов по космологии, основанной на взглядах Эйнштейна: тёмная материя не может быть обнаружена при наблюдениях, но за её исследование уже дана Нобелевская премия, и готовится дорогая космическая экспедиция для наблюдения того, что невозможно наблюдать.
Всё это напоминает пародию на известный роман Ефремова “Туманность Андромеды”, пародию, которая звучит так: было теоретически получено уравнение Вселенной, но не были известны граничные условия, на поиски которых во все стороны безграничной Вселенной были отправлены космические экспедиции.
Среди космологов наблюдаются расхождения во мнениях: одни считают, что космология, основанная на уравнениях Общей теории относительности гения всех времён и одного народа, и её уравнения перестают работать в условиях Большого взрыва, другие уверены, что Вселенная образовалась из физического вакуума, что подразумевает незыблемость Общей теории относительности:
“Положение о возникновении Вселенной из вакуума было высказано достаточно давно Г. И. Нааном… Затем появилась выполненная П.И.Фоминым одна из первых работ, в которой уже предлагалась не только идея, но и описывалась “физика процесса”. В ней П.И.Фомин пишет о “вакуумной космологической модели”, употребив характерные для этой теории в дальнейшем термины “почкование”, “туннельный переход” и т.п. Вместе с тем к идее возникновения Вселенной из физического вакуума оказался возможен и подход, так сказать, “с другой стороны”, через раскрытие “физической природы” космологического …члена в уравнениях Эйнштейна” (Я.В.Тарароев “Понятие инфляции, тёмной энергии, тёмного вещества в современной космологии” в сборнике “Современная космология: философские горизонты”, под редакцией В.В.Казютинского).
“Но уже сейчас, отталкиваясь от результатов, полученных на теоретической и экспериментальной стадиях современных исследований, можно ставить вопрос о рассмотрении вакуума в качестве “прародителя” обитаемого нами мира и в качестве исходной абстракции в физической теории” (Г.М.Вершков, Л.А.Минасян).
Иными словами, принимая за истину утверждение Эйнштейна об отсутствии категории “мировой эфир”, сделанное в специальной теории относительности, признавая его существование в общей теории относительности, космологи вместо понятия “мировой эфир” вводят понятие всеобразующего и всепроникающего “вакуума”.
Чрезвычайно интересны “размышления” авторов сборника о науке, о сочетании теории и практики (наблюдаемости явления), которые начисто отвергают принцип: “Практика – критерий истины” :
“ По моему глубокому убеждению, основным назначением науки является понимание природы – по крайней мере именно этот мотив движет исследователями. Наука, конечно, имеет и прикладное значение…” (А.Д.Панов. “Методологические проблемы космологии и квантовой гравитации”) – выделено мной. – В.Б..
“Становление принципа наблюдаемости в физике связано, в основном, с именами Гейзенберга и Эйнштейна… Одна сторона принципа наблюдаемости, а именно, то, что теории должны формулироваться в терминах наблюдаемых величин… Вторая сторона принципа наблюдаемости – что сами измеримые величины приобретают смысл только в рамках определённых теоретических моделей – была сформулирована Эйнштейном, слова которого Гейзенберг приводит…: “Можно ли наблюдать данное явление или нет – зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя”…” (А.Д.Панов) – выделено мной. – В.Б.
“Принцип наблюдаемости показал свою исключительную эффективность, например, в анализе смысла понятия времени и одновременности при создании теории относительности, и в обсуждении принципа неопределённости… и дополнительности во времена становления квантовой теории” (А.Д.Панов).
“Реальность” зависит от господствующей на данный момент физической парадигмы и формируемой ею теории: какова теория, такова и реальность (Казютинский В.В. “Эйнштейн и становление неклассической космологии”, “Эйнштейн и перспективы развития науки”, М., 2007) – выделено мной. – В.Б.
Ещё одно интересное соображение: “Расчёты показывали, что величина взаимного тяготения, создаваемого только массами галактик, оказывалась недостаточной для их удержания, и для объяснения явления требуется дополнительная масса, роль которой и сыграла тёмная материя” (Е.А.Мамчур “Является ли современная космология “иронической наукой”?”) – выделено мной. – В.Б.
Небольшая биографическая справка: Мамчур Елена Аркадьевна – выпускница физико-математического факультета Волгоградского педагогического института, профессор, доктор философских наук.
Мало того, когда не сходятся концы с концами, но надо блюсти верность общей теории относительности, вводятся понятия “чёрные дыры”, “кротовые норы” и прочие фантастические образования, которые наблюдать невозможно, но существование которых, хорошо описывается “теорией”.
Вспомним также о значении квантовой механики, привнесённой в космологию:
“Квантовая механика приучила… к атрибутивности дискретности, квантованности физического мира. И именно эта атрибутивность радикализуется на планковском космологическом уровне, на уровне слияния минимально (предельно) дискретного и максимально большого (всей Вселенной)”, – В. Д. Эрекаев “Онтология квантовой космологии”.
И возникает вопрос: “Ты сам понял, что сказал?” Или космология – наука нетрадиционной ориентации для таких же философов?
Бояринцев В.И., профессор, доктор физико-математических наук
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается: — Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке — 10 и так далее При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
