Лайфхакер
Лайфхакер
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Куда поехать на выходные
Добрые новости
Стыдные вопросы
Есть мнение
Норм или стрём
Личный опыт
Объясняем за минуту
КолонкаОбразование
30 июля

Астрофизик Борис Штерн: 3 самых удивительных знания о Вселенной, которые мы получили в XXI веке

Специально для Лайфхакера учёный рассказал об успешных кейсах исследования космоса и о том, как они изменили научный ландшафт и представления о мире.
Фото автора Лера Бабицкая
Лера Бабицкая

Авторка Лайфхакера

Астрофизик Борис Штерн: 3 самых удивительных знания о Вселенной, которые мы получили в XXI веке
Статью можно послушать. Если вам так удобнее, включайте подкаст.

Борис Штерн

Астрофизик. Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН.

В XX веке в изучении космоса произошёл прорыв — развились технологии, улучшились методы наблюдений. Если раньше учёные довольствовались только телескопами, то теперь у них появились другие, более совершенные инструменты: спутники, радиоастрономические устройства, интерферометры.

😎 Вы тоже можете написать колонку и получить признание читателей. Вот как это сделать.

Благодаря этому за последние 20 с лишним лет были сделаны важнейшие открытия в космологии и астрофизике: доказано существование гравитационных волн, обнаружены экзопланеты, и, наконец, история Вселенной и её содержимое определены с высокой точностью. Всё это — важнейшие знания, которые расширили наши представления об окружающем мире.

1. Планет, на которых возможна жизнь, много

«Экзопланетная эпопея» началась в 1995 году, когда впервые был применён метод лучевой скорости. Благодаря ему периодически можно было наблюдать сдвиг спектральных линий звёзд по эффекту Доплера. В результате была найдена невозможная, казалось бы, планета‑гигант с периодом обращения 4,2 дня — совсем близко к звезде 51 Пегаса.

Тогда это стало научной сенсацией и учёные начали поиски экзопланет. Настоящий прорыв в этой области случился в 2009 году, когда был запущен телескоп «Кеплер». Он уже работал по другому методу — транзитному. Суть состояла в том, чтобы «ловить» небольшие затемнения звёзд, вызванные пролётом планет на их фоне. В итоге произошёл взрывной рост числа открытых экзопланет.

Если до этого их насчитывали сотни, то теперь счёт шёл на тысячи.

На сегодняшний день из них твёрдо подтверждено существование более 5 350. Это совершенно разнообразные планеты: и холодные, и горячие, сравнимые как с массой Меркурия, так и с массой 10 Юпитеров. Среди них, скорее всего, есть и такие, поверхность которых — сплошной океан, и ледышки с экстремально низкими температурами.

Однако среди всего этого экзопланетного «зоопарка» практически нет таких экземпляров, на которых могла бы быть жизнь. Это не значит, что их нет совсем. Просто тут работает эффект селекции: чтобы нагреваться так же, как Земля звездой класса Солнца, такие планеты должны иметь довольно большие орбиты — «длинный год». Чтобы зафиксировать их транзиты, за звёздами нужно очень долго наблюдать. А у «Кеплера» этого времени не было — он проработал всего 3 года. При этом, даже если подобные планеты обнаружили бы, доказать, что на них есть жизнь, было бы очень тяжело.

Кроме того, инопланетная жизнь, скорее всего, отличается от земной. С большой вероятностью мы увидели бы только бактериальную слизь. Потому что на пути от возникновения жизни к высокоразвитой, а тем более разумной её форме лежат разные маловероятные события, и, скорее всего, на других планетах процесс затормаживается на ранних стадиях развития.

В этом смысле Земля — редкий феномен.

Сейчас нам не хватает точности инструментов, чтобы вылавливать такие планеты методом лучевой скорости, и нет телескопов, подобных «Кеплеру», которые отслеживали бы их транзиты.

Но я думаю, что вскоре средства усовершенствуются и учёные начнут детектировать первые «Земли». Например, есть намёки на то, что в системе Тау Кита — близкой к Солнцу звезде — есть планеты в зоне обитаемости.

Присмотреть местечко
👀
Какие планеты могли бы подойти для колонизации

2. Гравитационные волны существуют

Согласно теории относительности Эйнштейна, сила тяготения — это результат искривления пространства‑времени под влиянием материи, где гравитационные волны — его рябь.

Гравитационные волны образуются в результате слияния чёрных дыр или нейтронных звёзд — то есть массивных объектов. Вблизи них пространство сжимается и расширяется на 10% и больше, а вместе с ним и любой объект в нём. До нас же доходит ничтожная рябь, зарегистрировать которую очень сложно.

Когда Эйнштейн сформулировал теорию относительности, учёные начали долго и безуспешно пытаться экспериментально обнаружить гравитационные волны.

Первыми разумную методику предложили советские учёные: Владислав Пустовойт и Михаил Герценштейн. В 1960‑х годах они написали статью, в которой предложили создать детектор гравитационных волн в виде лазерного интерферометра.

Принцип его работы был такой:

  1. Два зеркала находятся на дистанции в несколько километров друг от друга.
  2. Лазерный луч по интерференции точно измеряет расстояние между ними.
  3. Если оно начинает изменяться, то это может происходить из‑за воздействия гравитационных волн.

Идея простая, но её реализация оказалась связана со множеством сложностей. Дело в том, что точность, с которой надо измерить изменение расстояния между зеркалами, в десятки тысяч раз меньше размера протона в атомном ядре. Чтобы это сделать, нужен мощный лазерный луч, вакуум, уникальная установка детектора.

Чтобы всего этого добиться, потребовалось несколько десятков лет. В итоге в 2015 году учёным из США удалось это сделать. У них было два детектора, которые зафиксировали сигнал гравитационных волн, и их результаты совпали как между собой, так и с теоретическими расчётами.

Никаких сомнений не осталось: гравитационные волны существуют.

Общая теория относительности, красивейшая с самого начала, подтвердилась на практике. Очень важно было показать всем сомневающимся: смотрите, как мощно она работает.

С тех пор число регистраций гравитационных волн перевалило за сотню. Учёные накапливают статистику, а также разрабатывают проект сверхчувствительного интерферометра, который можно будет использовать в космосе.

3. Микроволновый фон — учебник по истории Вселенной

Микроволновый фон — это свет, который образовался в первые сотни тысяч лет после Большого взрыва. Он дошёл до нас в виде коротких радиоволн — размером в доли сантиметра.

Откуда взялся этот свет? В первые моменты своей жизни Вселенная была плотной, горячей и предельно ионизованной — то есть ядра атомов были отделены от электронов. Лишь через 380 тысяч лет они между собой «подружились» и образовали нейтральные атомы. Из‑за этого сильно изменилось взаимодействие света с новыми веществами. Фотоны разлетелись во все стороны, стали менее энергичными, поскольку длина их волны растянулась вместе с расширением Вселенной. Так свет от Большого взрыва долетел до нас.

В XX веке начались исследования микроволнового фона. В 1990‑х чувствительность инструментов возросла настолько, что стала заметна его пятнистость и неравномерность. В 2000‑х в космос запустили мощный детектор микроволнового излучения WMAP, который снял карту этого излучения со всего неба в хорошем разрешении.

Благодаря ей было построено распределение контрастности пятен в зависимости от их размеров, в нём были пики и провалы. Такое явление называется сахаровскими осцилляциями — его впервые описал советский физик Андрей Дмитриевич Сахаров. Соотношение этих пиков и провалов точно показывает, какой была ранняя Вселенная, а также описывает её свойства.

Теперь мы точно знаем хронологию событий от первых ничтожных долей секунд после Большого взрыва до наших дней.

Я считаю, что это важнейшее достижение в XXI веке. К сожалению, на этом исследования притормозились. После эксперимента WMAP был запущен спутник Planck с более совершенным микроволновым телескопом. Он добыл данные, которых недоставало, но никаких принципиально новых открытий не принёс.

Космология исчерпала возможности метода измерения реликтового излучения. Поэтому дальше продвинуться очень тяжело. Но это закономерно: после революции возникает плато. Новых прорывов придётся подождать.

Расширить свои знания о Вселенной
🚀
10 стыдных вопросов про космос: отвечает астроном Олег Угольников
Астроном Владимир Сурдин: 6 космических чудес, которые поражают воображение
Правда ли Вселенная слишком сложна и изучать её бесполезно: астрофизик развеивает мифы
Правда ли Большого взрыва не было и когда Земля столкнётся с астероидом: астрофизик о загадках космоса
«От Солнца останется алмаз размером с Землю»: астроном Михаил Лисаков об эволюции звёзд
Обложка: Оля Ёгидэ / Лайфхакер
Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
Это интересно
Пара доставок до мечты

Пара доставок до мечты

Экстренная контрацепция: что о ней важно знать, а во что стоит перестать верить

Экстренная контрацепция: что о ней важно знать, а во что стоит перестать верить

Поваренная книга донора. 15 простых и полезных рецептов, которые поддержат организм до и после сдачи крови

Поваренная книга донора. 15 простых и полезных рецептов, которые поддержат организм до и после сдачи крови

Диспансеризация для женщин: всё, что нужно знать

Диспансеризация для женщин: всё, что нужно знать

Комментарии
Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Станьте первым, кто оставит комментарий

Что вы могли пропустить
6 животных, которым не чуждо состояние опьянения
6 животных, которым не чуждо состояние опьянения
0
25 сентября
Образование
Образование
5 судебных процессов, которые повлияли на ход истории
5 судебных процессов, которые повлияли на ход истории
0
23 сентября
Образование
Образование
От космоса до песчинки: 9 кадров из фильмов художника Тома Ванза, от которых захватывает дух
От космоса до песчинки: 9 кадров из фильмов художника Тома Ванза, от которых захватывает дух
0
22 сентября
Образование
Образование
Онлайн-школы для домашнего обучения: как выбрать лучшую и на что обратить внимание
Онлайн-школы для домашнего обучения: как выбрать лучшую и на что обратить внимание
0
17 сентября
Образование
Образование
Как превратить студенческий дизайн-проект в настоящий парк или набережную
Как превратить студенческий дизайн-проект в настоящий парк или набережную
0
17 сентября
Образование
Образование
«Башня жирафов», «кровать ленивцев» и другие странные названия для групп животных в английском
«Башня жирафов», «кровать ленивцев» и другие странные названия для групп животных в английском
0
12 сентября
Образование
Образование
5 научных фактов о суевериях, которые помогают взглянуть на мир рациональнее
5 научных фактов о суевериях, которые помогают взглянуть на мир рациональнее
0
11 сентября
Образование
Образование
Как быстрее выучить английский: 6 универсальных советов
Как быстрее выучить английский: 6 универсальных советов
0
9 сентября
Образование
Образование
Знаете ли вы, кто такая Кровавая Мэри?
Знаете ли вы, кто такая Кровавая Мэри?
0
9 сентября
Образование
Образование
Василиса Прекрасная и Василиса Премудрая — это одна и та же героиня или нет?
Василиса Прекрасная и Василиса Премудрая — это одна и та же героиня или нет?
6 сентября
«Горящая изба»
Образование
Знаете ли вы, кто придумал школу?
Знаете ли вы, кто придумал школу?
0
2 сентября
Образование
Образование
10 стыдных вопросов о микробах: отвечает молекулярный биолог Ирина Якутенко
10 стыдных вопросов о микробах: отвечает молекулярный биолог Ирина Якутенко
0
31 августа
Колонка
Образование
5 фактов о попугаях, которые точно заставят вас удивиться
5 фактов о попугаях, которые точно заставят вас удивиться
0
28 августа
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему часовая стрелка движется слева направо?
Знаете ли вы, почему часовая стрелка движется слева направо?
0
26 августа
Образование
Образование
Как устроен мозг — создатель вашей реальности и великий обманщик
Как устроен мозг — создатель вашей реальности и великий обманщик
25 августа
Образование
Образование

Новые комментарии

Аватар автора комментария
S G13 минут назад

0 / 0

>Сама же картина получилась не столько страшной, сколько тревожной. >Жанр: ужасы. пилять какие ужасы, если это триллер по вашему описанию?
Стоит ли смотреть хоррор «Закулисье реальности», который бьёт рекорды в мировом прокате
Аватар автора комментария
Елена Исупова1 час назад

0 / 0

Спасибо!
10 вещей, ради которых стоит отправиться в Индонезию: личный опыт
Аватар автора комментария
Елена Исупова1 час назад

0 / 0

Спасибо за рекомендацию! Уверена, многим путешественникам будет полезно.
10 вещей, ради которых стоит отправиться в Индонезию: личный опыт
Аватар автора комментария
Рафаэль Галиев6 часов назад

0 / 0

Да, скорее всего опыт разный. На всё перечисленное тобой никогда не смотрел как на продукт.
Как мы открывали GTA: редакция Лайфхакера вспоминает 6 любимых игр культовой серии Rockstar
Гид по здоровому весу. Что нужно знать об ожирении

Гид по здоровому весу. Что нужно знать об ожирении

Лайфхакер
Информация
О проектеРубрикиРекламаРедакцияВакансииО компании
Подписка
TelegramВКонтактеTwitter (X)PinterestYouTubeИнициалRSS
Правила
Пользовательское соглашениеПолитика обработки персональных данныхПравила применения рекомендательных технологийПравила сообществаСогласие на обработку персональных данныхСогласие для рекламных рассылокСогласие для информационной программы
18+Копирование материалов запрещено.
Издание может получать комиссию от покупки товаров, представленных в публикациях