Темная материя или отрицательное тяготение

Ср, Май 11, 2011 - 13:46

Представители Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства - НАСА - заявили на пресс-конференции в Вашингтоне, что астрономы получили первое прямое доказательство существования таинственного отрицательного тяготения, пронизывающего всю нашу Вселенную. Впервые догадку об отрицательном тяготении высказал еще Альберт Эйнштейн, предположивший, что космическое пространство заполнено каким-то невидимым видом энергии, создающим взаимноеотталкивание между небесными телами, обычно испытывающими, наоборот, взаимное притяжение - благодаря гравитационным силам.

Доказательство, о котором идет речь, основывается на тщательнейшем анализе фотографии взрыва самой отдаленной из известных нам звезд, фотографии, совершенно случайно сделанной орбитальным телескопом Хаббла еще в 1997-м году. Эта таинственная сила, которую он назвал космологической постоянной, самому Эйнштейну показалась настолько странной, что впоследствии он отказался от своей догадки. Однако, эта идея получила поддержку физиков-теоретиков в 1998-м году, когда было обнаружено, что расширение Вселенной ускоряется, и что этот процесс обусловлен отрицательным тяготением, превзошедшем обычные гравитационные силы в течение нескольких последних миллиардов лет.

Поскольку интенсивность отрицательного тяготения очень мала, оно практически не ощущается в привычном нам мире. Но на огромных астрономических расстояниях и в гигантских объемах космического пространства его эффекты достаточны для того, чтобы раздвигать галактики и галактические скопления, и все больше отдалять их друг от друга. Взрывающиеся звезды - так называемые сверхновые, подобные звезде, неожиданно появившейся на фотографии, сделанной орбитальным телескопом Хаббла, могут дать убедительное доказательство существования этих могучих загадочных сил. Кстати, звезда на фотографии взорвалась уже 11 миллиардов лет назад, но из-за невероятной удаленности ее свет дошел до нас только сейчас. Физики-теоретики считают, что когда она взорвалась, Вселенная была в четыре раза моложе, и космологическая постоянная, которую часто называют еще темной энергией, уступала своим могуществом гравитации, которую она теперь наоборот превосходит. По этой причине расширение Вселенной в ее молодости замедлялось.

Отсюда вытекает, что в момент взрыва сверхновая была ближе к Земле, чем ей следовало бы быть, если исходить из расчетов, основывающихся на превалировании в те эпохи темной энергии, а не гравитации. Об этом можно судить по яркости звезды. Астрономы утверждают, что на фотографии она вдвое ярче, чем ей следовало бы быть в соответствии с прежними теориями. Данные фотосъемки анализировались сотрудниками Балтиморского Института орбитального телескопа под руководством астрофизика доктора Адама Риса, сказавшего, что у него теперь нет сомнений в существовании темной энергии. Астрофизик из Чикагского университета доктор Майкл Тернер назвал экспериментальное обнаружение этой энергии важнейшим научным открытием нашего времени. "Если бы Эйнштейн был еще жив, - сказал ученый, - он получил бы еще одну Нобелевскую премию за предсказание отталкивающий гравитации".

Доктор Тернер добавил, что теперь исследователи начнут поиск источника темной энергии и сосредоточат усилия на наблюдении за другими далекими от нас сверхновыми звездами, чтобы выявить характерные черты этой энергии. Наша Вселенная расширяется, начиная с самого своего бурного взрывного рождения, которое произошло по расчетам примерно 14 миллиардов лет назад. До недавнего времени астрофизики были почти уверены, что гравитационное притяжение между галактиками затормозит их разбегание. Но вот в 1998-м году две научные группы, занимавшиеся наблюдениями за сверхновыми звездами, предложили использовать результаты таких наблюдений для измерения изменений скорости расширения Вселенной в течение нескольких последних миллиардов лет. Причем наблюдатели использовали один и тот же класс сверхновых, которые взрываются каждый раз примерно с одной и той же яркостью, как электрические лампочки известной мощности. Такое постоянство позволило ученым измерить скорость, с которой расширяющаяся Вселенная уносила ту или иную зведу в космическую даль: чем более тусклыми выглядели эти звезды, чем дальше успели они улететь. В ходе всех этих наблюдений астрономы обнаружили неожиданно тусклые сверхновые звезды: то ли свет их частично поглощался космической пылью, то ли они оказались дальше, чем ожидалось, возможно, отброшенные антигравитационными силами.

Чтобы разгадать эту загадку, астрономы сделали попытку разглядеть объекты, удаленные от Земли на миллиарды световых лет. "Нам нужно было увидеть звезды, расположенные на другой стороне Вселенной", - сказал по этому поводу доктор Питер Ньюген из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, работавший вместе с Адамом Рисом. Исследователи рассуждали так: если лучи от сверхновых действительно поглощаются космической пылью, то их свет должен быть тем тусклее, чем эти звезды дальше от нас. Если же правильно объяснение Эйнштейна, то и сверхудаленные звезды должны сохранять свою яркость. Из-за слабости своего свечения и из-за поглощения света земной атмосферой сильно удаленные от нас взрывы сверхновых видны очень редко. Но вот в 1997-м году доктор Рональд Гиллиланд из Института орбитального телескопа и доктор Марк Филлипс из Института Карнеги в Вашингтоне сфотографировали с длинной выдержкой через телескоп Хаббла крошечный участок небосвода и обнаружили на фотографии сверхновую звезду, удаленную от Земли на миллиарды световых лет. Весьма трудоемкий и длительный анализ излучения этой звезды показал, что она была вдвое ярче, чем следовало бы в случае поглощения ее света космической пылью и в случае ее типичной космической эволюции.

Как поясняет физик и крупный специалист по сверхновым из Бэркли доктор Сол Перелмуттер, яркость звезды не согласовывалась с общепринятыми теориями. Что-то тут было не так. Таким образом космологам хочешь не хочешь, а придется иметь дело с Вселенной, заполненной загадочными агентами, которые невозможно увидеть и пока нельзя полностью объяснить. Темная энергия становится теперь такой же невидимой составной частью космоса, как так называемая темная масса. Правда, гравитационные эффекты, обусловленные темной массой хорошо известны и, несмотря на ее невидимость, предполагается, что на эту массу приходится значительная доля всей массы нашей Вселенной. Сейчас астрофизики предпринимают энергичные усилия, пытаясь выяснить источники и объяснить точную природу темной энергии. Как считают многие исследователи, эти вопросы находятся в фокусе наиболее важных проблем современной физики.

Комментировать