Что будет с нашей Вселенной через миллиарды лет? Почему ученые уверены, что большая часть космоса скрыта от нас? И правда ли, что где-то могут существовать другие миры?
О самых загадочных открытиях современной науки студентам рассказали профессора-астрофизики БФУ им. И. Канта Артем Юров и Артем Асташенок. Большой научный диалог ученых опубликован на сайте университета. Расскажем о самом интересном в этой дискуссиии — исследования связаны с темной энергией, черными дырами и будущим Вселенной.
По словам ученых, космология сегодня переживает настоящий расцвет — и меняет не только физику, но и мировоззрение человека.
Большой взрыв был — но что именно произошло, мы не знаем
Теория Большого взрыва давно стала частью школьных знаний. Но ученые уточняют: мы понимаем далеко не все.
— Наука пока не знает, что именно произошло в момент Большого взрыва. Если это начало Вселенной, то процессы ее рождения мы вряд ли поймем в ближайшее время. Но важно другое: мы точно знаем, что это событие имело место, — говорит Артем Юров.
По его словам, особенно мощный прорыв в космологии произошел около 20–25 лет назад, после открытия темной энергии в 1998 году. Тогда выяснилось: привычная картина мира — лишь маленький фрагмент огромной головоломки.
Атомы — это только 5% всего существующего
Один из самых поразительных фактов современной науки: все, что мы видим вокруг — звезды, планеты, люди, — составляет лишь около 5% Вселенной.
— Нас учат, что все состоит из атомов. Но это неверно. Остальные 95% — неизвестная субстанция, которую мы называем темным сектором, — объясняет профессор Юров.
Темный сектор включает два компонента: темную материю и темную энергию.
Темная материя помогает формироваться галактикам и удерживает их гравитацией.
— Без темной материи галактики бы не сформировались. А без галактик вероятность появления звезд и планет была бы ничтожно мала. В каком-то смысле именно благодаря ей мы с вами здесь, — говорит ученый.
Артем Асташенок добавляет, что проблема темной материи известна давно:
— Еще в 1930-х годах ее называли «скрытой массой». Видимая масса галактик значительно меньше той, которую можно определить по их вращению. Расхождения достигают десятикратной величины, и это до сих пор остается загадкой.
Почему Вселенная ускоряется?
Но еще более загадочной оказалась темная энергия.
До конца XX века ученые были уверены: расширение Вселенной должно замедляться, ведь галактики притягиваются друг к другу.
Однако в 1998 году астрономы обнаружили неожиданное: Вселенная не тормозит, а наоборот — расширяется все быстрее.
— Это был шок. Никто не ожидал, что космос разгоняется. Ускорение началось около пяти миллиардов лет назад, — рассказывает Артем Юров.
Темная энергия действует так, будто обладает отрицательным давлением. Именно она, по мнению ученых, определит судьбу Вселенной.
Возможен ли «Большой разрыв»?
Что будет дальше — зависит от того, какой именно является темная энергия.
Если она окажется так называемой фантомной, будущее космоса может быть драматичным.
— Ускорение будет нарастать, и через десятки миллиардов лет оно начнет разрывать структуры все меньшего масштаба: сначала галактики, потом звезды, планеты и даже атомы. Финалом станет сингулярность, называемая Большим разрывом, — объясняет профессор Юров.
Если же темная энергия ближе к космологической постоянной, Вселенная будет расширяться вечно, постепенно остывая.
Асташенок уточняет: измерения никогда не бывают абсолютно точными.
— Мы не можем получить значение параметра темной энергии с нулевой погрешностью. Поэтому споры о ее природе продолжаются и будут продолжаться, — говорит он.
Мультивселенная: фантастика или физика?
Еще одна смелая идея современной науки — теория мультивселенной.
Согласно инфляционной модели, ранняя Вселенная пережила мгновенное расширение. И, возможно, этот процесс не прекратился полностью.
— Это означает, что постоянно рождаются новые вселенные. Мы живем внутри одного из «пузырей», где инфляция завершилась, — говорит Артем Юров.
Артем Асташенок отмечает, что выводы космологов всегда опираются на наблюдения:
— Мы сравниваем модели с данными сверхновых звезд и реликтового излучения. Наблюдения показывают, что геометрия Вселенной близка к плоской, как предсказывает инфляционная теория.
Можно ли найти следы других миров?
По словам ученых, шанс есть. На ранних стадиях разные «пузыри-вселенные» могли сталкиваться, оставляя отпечатки в реликтовом излучении — своеобразном «эхе» Большого взрыва.
Следующее поколение телескопов может позволить обнаружить такие следы через 15–20 лет.
Космология меняет взгляд на жизнь
Оба профессора признаются: работа с масштабами Вселенной неизбежно заставляет задуматься о философских вопросах.
— Мир одновременно сложен и описывается удивительно красивыми математическими уравнениями. Это вызывает ощущение, похожее на созерцание искусства, — говорит Артем Асташенок.
А Артем Юров подводит итог:
— Космология дана нам для того, чтобы фундаментально изменить мировоззрение. Мы начинаем понимать, насколько реальность больше нашего воображения.
И напоследок ученые дают совет студентам и будущим исследователям:
— Ничего не принимайте на веру. Всегда спрашивайте «почему». Сомневайтесь разумно и не бойтесь думать самостоятельно.
Калининградские астрономы сняли Голову ведьмы, Триплет Льва и редкую комету.
