Ускоренное расширение Вселенной. Иллюстрация авторов исследования


 

В 90-х годах прошлого века астрофизики установили, что со времени Большого Взрыва Вселенная расширяется с ускорением. Это открытие было сделано благодаря наблюдениям за так называемыми сверхновыми класса Ia (о том, как конкретно это было сделано, "Лента.ру" уже подробно писала), за которое американцам Солу Перлмуттеру и Адаму Рису и австралийцу Брайану Шмидту в 2011 году вручили Нобелевскую премию. Для объяснения ускоренного расширения ученым пришлось ввести понятие темной энергии.



В рамках новой работы ученые использовали для оценки скорости расширения Вселенной независимый статистический подход. Проведя некоторую теоретическую работу, они установили, что разные "форматы" расширения пространства (с ускорением, без ускорения, с замедлением) взаимосвязаны с количеством наблюдаемых "космических миражей".



Так ученые окрестили многократные изображения квазаров в результате гравитационного линзирования - процесса искажения направления движения света под воздействием гравитации сверхмассивного объекта. Иногда, в ходе такого взаимодействия свет от квазара разделяется на два и наблюдателю на Земли видно сразу два квазара. За 10 лет работы группа исследователей изучила изображения 100 тысяч квазаров, собранные в рамках программы SDSS.



Из этих, а также ранее известных миражей, было отобрано 19 квазаров, на основе которых ученые проверили свои статистические гипотезы. Как оказалось, распределение квазаров по расстояниям лучше всего согласуется с гипотезой расширяющейся с ускорением Вселенной.



Более того, новые результаты показывают, что темная энергия ведет себя как космологическая постоянная - дополнительный член, введенный Эйнштейном в собственное уравнение, описывающее гравитационное взаимодействие. Известно, что Эйнштейн ввел этот член для того, чтобы получить статическую Вселенную, то есть не расширяющуюся и не сжимающуюся. Однако, после открытия расширение космоса Хабблом великий физик назвал космологическую постоянную своей "величайшей ошибкой". В свою очередь уже после открытия ускорения у этого расширения стало понятно, что космологическая постоянная Эйнштейна может отвечать за загадочную темную энергию.

Верхний предел равен 5·10¹² парсеков – расстояние до квазаров – наиболее удаленных видимых объектов во Вселенной (1 парсек равен примерно 2·10⁵ астрономических единиц или 3·10¹³ метров) – т.е. расстояние до квазаров 15·10²⁵ метров. Видны в радиотелескопах. Размах по порядку величин – 41.

Секунда

Нижний передел равен 3·10^–13 секунд – точность атомных часов на изотопе «цезий - 133». В 1967 году было дано определение атомной секунды. Звучит оно так: «Продолжительность 9 192 631 770 колебаний излучения, соответствующего резонансной частоте перехода между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома «цезия - 133», при отсутствии возмущений от внешних полей».

Верхний предел равен примерно 15 миллиардам лет – это возраст вселенной от Большого Взрыва (в году 3,1536·10⁷ секунд – то есть возраст вселенной 5·10¹⁷ секунд. Размах по порядку величин – 30.

Килограмм

Нижний передел равен 10^–30 килограммов (масса электрона).

Верхний предел равен 2·10³⁰ килограммов. Это масса Солнца, но есть звезды весом до 100 масс Солнца. Размах по порядку величин – 60.

Градус Кельвина

Нижний передел равен 10^–6 градусов Кельвина (получен методом магнитного охлаждения).

Верхний предел равен 10⁸ градусов Кельвина – в 1994 году в Принстонском университете, в лабораторных условиях достигли самой высокой в истории температуры – 527777760 градусов Кельвина, что в 30 раз горячее, чем в центре Солнца (высокотемпературная плазма). Размах по порядку величин – 14.

Ампер

Нижний передел равен 10^–15 ампер – ток в газах под действием космического излучения.

Верхний предел равен 5·10⁵ ампер – максимальные токи наземных молний. Размах по порядку величин – 20.

По доступности

Мозг человека и глубины Земли малодоступны и практически не исследованы. Мозг исследовать сложно из-за ограничений экспериментов на живом организме, а мертвый мозг – уже не в полной мере мозг. Глубины суши доступны до 12 километров в одной точке. Это Кольская сверхглубокая скважина (проектная глубина 15 километров законсервирована из-за недостатка финансирования). Пробурено довольно много скважин глубиной до нескольких километров. А в основном – шурфы-канавы при геологической съемке и разведке полезных ископаемых. Основные методы исследования глубин Земли – непрямые геофизические. Заключения об элементно-фазовом составе во многом спекулятивны.

Мировой океан относительно доступен. Шельф исследуется водолазами и подводными аппаратами и уже широко используется для добычи нефти. Но на дне Марианской впадины (глубина около 11 километров) было всего 3 акванавта. Космос также доступен и интенсивно исследуется (космические аппараты и несколько сотен космонавтов) и используется (связь и мониторинг Земли).

Так что молодому человеку есть чем заняться, помимо маркетинга и менеджмента.

Спутники Европейского аэрокосмического агентства сделали снимки Марса, посмотрев на которые, некоторые ученые решили, что жизнь на Красной планете все-таки возможна, причем, не только в виде бактерий. На снимках марсианского плато Тарсис была обнаружена разветвленная сеть подземных тоннелей, образовавшихся в результате активной вулканической деятельности.

Марсианские вулканы перестали извергаться миллионы лет назад, образовав, как говорят ученые, надежные естественные убежища, которые были раньше заполнены водой. Проверить это пока не представляется возможным. Но даже если в этих тоннелях никто не живет, им уже нашли достойное применение — на будущее. Там можно поселить землян, которые осмелятся когда-нибудь полететь на Красную планету.