Темная энергия

Новые нобелевские лауреаты по физике подтвердили, что о космосе мы не знаем, возможно, самого главного

Почему-то отчего-то…

По осени не только цыплят считают, но и очередных нобелевских лауреатов определяют. Дело это непростое, даже если вывести за скобки политику, которая, увы, имеет место быть даже на конкурсах красоты и футбольных чемпионатах. Видимо, не обошлось без неё и при установлении самого-самого главного открытия в физике.

Согласно прогнозам специализирующейся на научных открытиях компании Thomson Reuters среди физиков главными фаворитами считались создатели фотонных кристаллов (материалов, которые пропускают свет определенной длины волны) Джон Саджев и Эли Яблонович, а также Ален Аспект, Джон Клозер и Антон Зелингер, которые исследовали то, что называется «квантовой сцепленностью» (одно из самых революционных открытий квантовой физики и механики), сообщает vz.ru.

Однако славу и премию в 1,4 млн. долларов разделили американские ученые Сол Перлмуттер (Национальная лаборатория Лоренса в Беркли), Брайан Шмидт (Обсерватория Стромло Австралийского национального университета) и Адам Райсс (Университет Джона Хопкинса), получившие вторую часть заявленной суммы.

Сразу после объявления о вручении премии Брайан Шмидт, которому журналисты, присутствовавшие на церемонии, задавали вопросы по телефону, рассказал, что поначалу сам не поверил в свое открытие и очень долго искал ошибку в расчетах.

Как говорится в официальном сообщении Нобелевского комитета, смысл открытия, отмеченного столь высокой наградой, состоит в описании скорости расширения Вселенной. Ученые исследовали несколько десятков сверхновых звёзд и обнаружили, что Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью. Это стало полной неожиданностью даже для самих лауреатов. Работа двух групп ученых, одну из которых возглавлял Перлмуттер, а другую - Шмидт, началась в 1988 году, они решили создать масштабную карту Вселенной, включив в неё и самые отдаленные небесные светила.

Картографируя дальние участки космоса, они с особым интересом и тщательностью изучали сверхновые звезды типа Ia, у которых масса сравнима с солнечной, а размер, примерно как у Земли, планеты по космическим меркам небольшой, что весьма необычно. Да ещё эти сверхновые, расположенные в так называемых “двойных системах, в которых одна звезда “крадет” материю у другой, при наборе критической массы (1,4 солнечных, т.н. предел Чандрасекара) почему-то взрываются.

И вот на одном из этапов изучения отдаленных звезд (всего их было обнаружено более 50) ученые выяснили, сообщает vz.ru, что исходящий от обычных сверхновых свет слабее, чем от Ia, и на четверть тусклее, чем предписывала теория. Из этого ученые и сделали вывод: значит, они находятся дальше, чем должны были быть, если бы Вселенная оставалась неподвижной, из чего следует, что расширение Вселенной почему-то ускорилось.

А согласно самой распространенной (хотя и не единственной) теории Вселенная, образовавшись в результате взрыва непонятно чего и не более понятно почему, вероятно, 14 миллиардов лет назад или около того, скорее, должна бы сжиматься.

Открытое нобелевскими лауреатами ускорение, говорится в сообщении комитета, “обусловлено наличием темной энергии, сама природа которой остается, возможно, самой большой загадкой современной физики. Известно только, что темная энергия - это примерно три четверти Вселенной”.

Теория надувательства, или За Ньютона обидно

По словам заместителя директора Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН доктора физико-математических наук Юрия Гнедина, значение открытия, которое было отмечено Нобелевской премией, огромно.

“Вся астрофизика сейчас занимается изучением природы открытого нобелевскими лауреатами ускорения… - цитирует Гнедина газета «Взгляд». - До сих пор считалось, что Вселенная, когда-то образовавшись и начав расширяться, будет в итоге замедляться. И совершенно неожиданно стало ясно, что она расширяется, и это притом, что гравитация во Вселенной довольно сильна. Это означает, что появилась какая-то антигравитационная сила. Речь идет о том, что открыто существование темной материи и темной энергии, то есть нового типа частиц и нового типа поля”.

Объясняя сам принцип расширения Вселенной, ученый в качестве примера привел две точки на любом надуваемом шаре: “Самое простое представление - это шар, который вы надуваете, и увеличивается расстояние между двумя произвольно выбранными точками. Тот же принцип заложен и в идее расширения Вселенной”, - отметил он. Гнедин полагает, что у исследования большое и теоретическое, и практическое будущее: “Основная задача, которая стоит перед астрономами и физиками, - выяснить природу новой, антигравитационной силы. Большой адронный коллайдер создан ровно для того же. Каждая сила - это свои частицы, теперь нужно найти частицы, которые и обеспечивают ускоренное расширение Вселенной”.

Физик, член управляющего комитета Российского квантового центра, профессор Университета Калгари (Канада) Александр Львовский в интервью газете «Взгляд» отметил, что открытие Перлмуттера, Райсса и Шмидта “радикально изменило сложившуюся у физиков картину Вселенной”.

“Расширение Вселенной” Львовский для неспециалистов разжевал так: “Мы с вами живём в трёх измерениях - длина, ширина, высота. Однако умозрительно можно представить себе мир на плоскости, имеющий только два измерения. Разумные существа, живущие в таком мире, ничего не будут знать о наличии третьего измерения: для них их плоскость - Вселенная. Теперь представим себе, что двухмерная Вселенная на самом деле поверхность воздушного шарика. Как плоские существа смогут понять, что живут на шарике, а не на плоскости, особенно если этот шарик очень большой? Только проводя точные астрономические измерения на звёздах, расположенных в глубине их вселенной, то есть на таких расстояниях, где эффект кривизны шарика становится значительным”.

“А что если этот шарик раздувается или сдувается? - продолжил ученый. - Наши плоские существа смогут обнаружить и это, тоже наблюдая за далёкими звёздами и измеряя, приближаются они или удаляются. А измерив, будут способны делать выводы о природе их мира, его прошлом и будущем”.

Говоря о перспективах открытия нобелевских лауреатов, Львовский рассказал, что расширение Вселенной - это цветочки: “Перлмуттер, Райсс и Шмидт обнаружили, что наша Вселенная не просто раздувается (это было известно уже давно), а раздувается всё быстрее и быстрее. Однако, как почти всегда бывает в физике, ответ на один вопрос порождает множество новых. А именно почему происходит такое ускорение? По существовавшей ранее теории расширение Вселенной должно замедляться в силу всемирного тяготения. Когда мы подбрасываем мячик, мы предполагаем, что его движение вверх замедлится и перейдёт в падение. А оказывается, звёзды во Вселенной ведут себя прямо наоборот! Для объяснения этого явления в космологию было введено понятие некоей “тёмной энергии”, которая “расталкивает” стенки нашей Вселенной, противодействуя тяготению. Из наблюдения ясно, что эта энергия составляет большую часть всей энергии Вселенной. Однако при этом совершенно не ясна природа “тёмной энергии”. Фактически мы не решили проблему, а лишь придумали для неё название”, - заявил ученый.

“Как сказано в анонсе Нобелевского комитета, “открытия лауреатов-2011 показали, что Вселенная на 95% неизвестна науке”. А значит, эра великих открытий только начинается”, - подвел итог Александр Львовский.

Не знаю, как у читателей «АП», а у меня возникает обывательский вопрос: а за что же, собственно, Нобелевская? Представим себе умозрительно, что Исаак Ньютон, сидя в саду, увидел падение пятидесяти сверхновых яблок и заключил: «Надо же – они шлёпаются гораздо быстрее, чем мы все раньше думали». И этим ограничился. И жили бы мы, не зная его знаменитого закона всемирного тяготения. Да и его самого вряд ли бы кто вспомнил без этого самого закона. А Перлмуттер, Райсс и Шмидт, не сформулировав никакого закона, только всех озадачив: «Почему-то она расширяется…» - получили Нобелевскую премию.

Привет Чубайсу

Экспертам, конечно, виднее. Если они политически не ангажированы, автор им всецело доверяет и признается, что лично ему даже представить не по силам: как это – Вселенная бес-ко-неч-на, а возникла от какого-то Большого взрыва? А где тогда находилось это взорвавшееся нечто, если ничего ещё не было? Словом, не для ограниченных журналистских умов эта «главная загадка» бытия. Наверное, поэтому из последних открытий мне больше понравилось утилитарное достижение специалистов американской компании New Energy Technologies. Хотя бы потому, что оно более актуально для Алтайского края и обывателей всего мира всех вместе и каждого в отдельности. Дотошные американцы создали действующий прототип «оконного» стекла, вырабатывающего электричество!

Новейшее органическое электрогенерирующее покрытие состоит из водорода и углерода, его можно наносить на любые стекла. Да ещё регулировать коэффициент прозрачности и оттенок окон в соответствии с пожеланиями клиентов и архитекторов.

По сравнению с другими фото-электрическими генераторами новое покрытие не требует, как при изготовлении солнечной панели, нагрева или повышенного давления. Оно просто наносится распылением при комнатной температуре. Просто дух захватывает: берёшь баллончик с «энергетиком» (или как там американцы назовут электрогенерирующее покрытие), опыляешь теплицу на даче или стёкла в квартире (машине и т.д) и передаешь привет Чубайсу. А если покрыть электрогенерирующим составом квадратные километры стекол небоскребов и витрин супермаркетов, бессмысленно пускающих солнечных зайчиков?!

В ходе лабораторных тестов исследователи нанесли новейшее покрытие на гибкую легкую пленку из распространенного пластика, и создалось напряжение, которого хватило для питания экономных источников освещения и маленьких электродвигателей. И что немаловажно, энергия вырабатывается не только при солнечном, но и при искусственном освещении.

Может, ну её, эту «тёмную энергию», да заняться добыванием без вреда для природы энергии светлой? Вот только что мы продавать за границу будем, если надобность в нефти и угле пропадет?

Алексей СУВОРОВ

Справка «АП»
Первым лауреатом Нобелевской премии по физике в 1901 году стал немецкий ученый Вильгельм Рентген. В 1958 году Нобелевку впервые получили советские физики Павел Черенков, Илья Франк и Игорь Тамм за открытие и истолкование эффекта Вавилова –Черенкова - излучения, используемого в физике высоких энергий для регистрации частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. В 1962 году “за пионерские теории конденсированных сред, в особенности жидкого гелия” премии был удостоен великий советский физик Лев Ландау, в 1964-м - Николай Басов, Александр Прохоров и американский ученый Чарльз Таунс - за “фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе”. В 1975 году был награжден Нобелевской премией за базовые исследования и открытия в физике низких температур Петр Капица. Затем после долгого перерыва, возможно, вызванного политическими мотивами, за разработки в области полупроводниковой техники Нобелевскую премию по физике в 2000 году получил россиянин Жорес Алферов (совместно с немцем Гербертом Кремером и американцем Джеком Килби); в 2003-м за фундаментальные работы в области сверхпроводимости - Алексей Абрикосов и Виталий Гинзбург, а год назад - уроженцы СССР Андрей Гейм и Константин Новоселов - за новый материал графен.
Премии присуждаются с 1901 года за выдающиеся научные исследования, революционные изобретения и крупный вклад в культуру или развитие общества. Официальная церемония вручения премий по традиции проходит в Стокгольме и Осло 10 декабря, в день кончины ее основателя - Альфреда Нобеля, шведского изобретателя, промышленника, лингвиста, философа и гуманиста.