Новые астрономические открытия резко меняют наши представления о Вселенной. И возможно, основные теории в этой сфере скоро будут пересмотрены. О том, чем сегодня занимаются исследователи космоса, рассказал ведущему канала «Основа» Борису Веденскому астрофизик Натан Эйсмонт. Лайфхакер предлагает конспект их беседы.
Что учёные думают о Большом взрыве сегодня
Теория Большого взрыва широко известна, потому что именно она считалась общепринятым описанием возникновения и развития Вселенной. Вот что раньше писали в учебниках.
Когда‑то произошёл Большой взрыв, который и стал стартовой точкой нашей Вселенной. После него вещество начало разлетаться. Из этой материи формировались звёзды, галактики и другие космические объекты. Значит, зная примерное время Большого взрыва, можно определить и вероятные границы Вселенной — они находятся там, куда успели долететь обломки. То есть она бесконечна и продолжает расширяться, но примерные её пределы на сегодняшний день можно вычислить.
Была и такая интерпретация: Большой взрыв — это начало, сейчас мы видим продолжение, но будет и конец истории Вселенной.
Теория считалась общепринятой, хотя были и скептики, которые оспаривали некоторые утверждения. Но сейчас для сомнений в правильности этой концепции появляются новые объективные аргументы. Основания для возражений против любой гипотезы всегда одни: её постулаты расходятся с практическими наблюдениями и экспериментальными данными. Так сейчас происходит и с теорией Большого взрыва.
Считалось, что чем дальше от эпицентра Большого взрыва расположены галактики, тем они должны быть старше. А чем ближе к «нулевой точке» — тем моложе. Однако сейчас астрофизики изучают данные наблюдений с телескопа James Webb. И с его помощью удалось обнаружить галактики, очень далёкие от нас, зато близкие к той самой нулевой координате.
Вдруг оказалось, что там, вблизи точки Большого взрыва, есть очень зрелые галактики. Как они так могли быстро созреть? Никто не может объяснить, как они успели. Что, у них какие‑то другие физические процессы? Но это слишком смелое предположение. Здесь явное выпадение из ряда, который мы использовали, чтобы оценивать возраст звёздных систем. Есть вопрос, на который нет ответа в рамках теории Большого взрыва. И есть серьёзное оживление в кругах астрофизиков.
Натан Эйсмонт
Сейчас всё больше исследователей считает, что общепринятую теорию придётся пересматривать. Возможно, нас ждёт даже научная революция. И чем больше результатов получают астрономы с телескопа James Webb, тем голоса скептиков громче. Ведь объяснить данные наблюдений с точки зрения привычных постулатов никак не получается.
У некоторых исследователей есть сомнения, был ли Большой взрыв вообще. Другие считают, что точно был, но не один. И что вообще такие катаклизмы повторяются циклически. Не исключено, что «слишком старые» галактики возникли после других взрывов. А может, мы вообще неверно оцениваем время, когда происходили те или иные процессы во Вселенной. Так что новые теории точно появятся и будут активно обсуждаться.
Почему тёмную материю невозможно увидеть с Земли
Одна из относительно новых тем, которые изучают астрофизики, — тёмная материя. Всего лишь 50 лет назад такого понятия не было, и это ещё раз подтверждает, что мы живём в революционное для астрономии и физики время.
Если говорить простыми словами, тёмной называют материю, которая проявляется только через гравитацию. То есть увидеть её или зафиксировать исходящее от неё излучение нельзя — его просто нет. Если совсем коротко, то это материя, которая не светится. В отличие от привычных нам видимых объектов.
Вот как её обнаружили. Представьте Солнечную систему. Мы знаем: чем дальше планеты от центра, то есть от нашей звезды, тем медленнее их полёт. Ниже и линейная скорость — показатель движения по прямой, и угловая, то есть скорость вращения. Эта закономерность отвечает известным нам законам.
Земля движется со скоростью примерно 30 км/с. Возьмём Юпитер. Он от Солнца раз в пять дальше. Движется медленнее — примерно 12 км/с. А теперь посмотрим на какую‑нибудь галактику. Ну, на Млечный Путь. У этой галактики тоже есть центр. И вокруг звёзды движутся — чем дальше, тем медленнее, да? Оказывается, нет! Оказывается, чем дальше, тем быстрее — наоборот.
Натан Эйсмонт
Так же устроено твёрдое тело. Линейная скорость точек на его поверхности выше, чем у точек внутри. Но почему вдруг галактика похожа по своим свойствам не на вакуум, в котором есть отдельные звёзды, далеко расположенные друг от друга, а на твёрдое тело? Учёные предположили, что там не только пустота. Есть масса, которую мы не видим. Именно благодаря ей получается такой эффект.
С добавлением в расчёты тёмной материи все парадоксы, связанные со скоростью, отлично объяснились. Причём результаты других экспериментов подтвердили правильность гипотезы о существовании этого вещества. И о том, что во Вселенной его гораздо больше, чем видимого.
А вот на Земле этой загадочной субстанции не обнаружили. Дело в том, что тёмная материя начинает проявляться только в астрономически больших масштабах. Например, можно заметить её влияние на галактические процессы. А если подбрасывать яблоко на Земле, то никакую невидимую силу гравитации, которая на него бы воздействовала, засечь невозможно.
Как и зачем учёные следят за астероидами
Поговорим об астрофизических исследованиях, которые имеют не теоретическое, а очень важное практическое применение. Например, о расчёте траекторий потенциально опасных для Земли астероидов.
Космические гости, которые могут уничтожить нашу цивилизацию, и правда существуют. Долгое время они пролетали мимо — с эпохи динозавров ни с одним таким небесным телом планета не сталкивалась. Но когда‑нибудь такой астероид всё равно упадёт на поверхность. Вероятность этого 100‑процентная. Вопрос — когда это случится.
На сегодняшний день открыто около 30 тысяч астероидов, которые периодически пролетают недалеко от планеты. Учёные знают их траектории и некоторые характеристики. Они подсчитали, что в отдалённом будущем Земле могут угрожать около 5 000 космических объектов. Среди этих небесных тел есть два потенциально опасных астероида. Это Бенну и Рюгу. Столкновения с ними могут произойти примерно через 100 лет, но вероятность этого совсем невелика.
Однако есть и другие космические тела, которые тоже могут угрожать Земле. И о них учёные пока ничего не знают.
Астероидов, которые ещё не открыли, но которые могут представлять опасность, намного больше. Их около 100 тысяч. Их всё время открывают и открывают — каждую неделю несколько штук. Этим специально занимаются люди, которые пытаются предложить способы защиты от этих астероидов. Но это ещё требует дополнительных исследований.
Натан Эйсмонт
Один грозный астероид уже летит к нам в гости. Но учёные утверждают, что он точно промахнётся. 13 апреля 2029 года к Земле приблизится Апофис. Это небесное тело вроде бы совсем невелико — его диаметр всего 350 м. Зато весит он 50 миллионов тонн. И если бы он столкнулся с Землёй, случилась бы не региональная, а планетарная катастрофа.
Апофис был обнаружен в 2004 году. Сначала исследователи считали, что с вероятностью 35% он всё же столкнётся с планетой. Несколько лет учёные, да и не только они, были в напряжении. Изучали способы уничтожить пришельца или отклонить его траекторию. Но в 2011 году, когда он пролетал по своей орбите близко от Земли, выяснили окончательно: промахнётся. И выдохнули с облегчением.
Апофис пролетит совсем близко — на расстоянии 30 000 км. Геостационарные спутники располагаются чуть выше — примерно в 36 000 км от поверхности. Поэтому им астероид всё же угрожает.
Недавно учёные начали говорить о том, что астероиды всё же реальная опасность. Поэтому неплохо бы предусмотреть возможность эвакуации с Земли куда‑нибудь в тихое и спокойное место. Пусть не сегодня, но рано или поздно такую задачу стоит решить.
В следующий раз, может, не повезёт. Проблема существует. И быть может, это не совсем дурацкая идея — организовать запасной аэродром. Один астероид — и человечество как таковое может исчезнуть. И не только человечество. А тут — пожалуйста: в тяжёлых условиях, но всё-таки как‑то выживет.
Натан Эйсмонт
Будем надеяться, что к моменту реальной опасности у человечества уже будет способ от неё защититься. А исследования астрофизиков в этом помогут.