Все о космосе..

03.02.2011

Каких-то сто лет назад ученые думали, что Вселенная - это всего лишь галактика Млечный Путь. Однако достижения в области науки ( астрономии, физики) и техники открыли перед человечеством грандиозные масштабы космоса и заставили нас осознать, насколько ограниченны наши познания. Например,в последние десятилетия астрономы выяснили, что совсем не знают, из чего состоит 90 процентов Вселенной. Кроме того, открытия, которые привели к этому заключению, ставят под сомнения сегодняшние представления об основах физики. Конечно, эти сомнения далеко не новы.


Например, к концу 19 столетия физики заметили одну странность, связанную со скоростью света. Они обнаружили, что относительно наблюдателя скорость света всегда остается постоянной, независимо от того, с какой скоростью движется сам наблюдатель. Но это противоречило здравому смыслу! Этот парадокс в 1905 году лег в основу так называемой частной теории относительности Альберта Эйнштейна, согласно которой расстояние, время и масса - понятия не абсолютные. Затем в 1907 году после озарения, которое Эйнштейн назвал " самой счастливой идеей" в своей жизни, он стал работать над общей теорией относительности, которую опубликовал в 1916 году. Это был целый переворот в физике. Эйнштейн свел воедино понятия гравитации, пространства и времени, уточнив физику Исаака Ньютона.


Расширяющаяся Вселенная


Эйнштейн исходил из постулатов, принятых наукой в то время. Считалось, что Вселенная стационарна - не расширяется и не сжимается. Однако американский астроном Эдвин Хаббл в 1929 году обнаружил доказательства того, что Вселенная расширяется.


Столетиями астрономов интересовала загадка расплывчатых светящихся пятен на ночном небе, названных туманностями, поскольку они напоминали газовые облака. Что это и где это находится? В нашей Галактике? Или же, как столетием раньше предположил британский астроном Уильям Гершель (1738 - 1822), за её пределами? Эдвин Хаббл занялся этими вопросами.


Когда он вычислил расстояние до одной из этих туманностей - Большой туманности Андромеды, оказалось, что это на самом деле галактика, удаленная от нас более чем на миллион световых лет. Из этого следовало, что данная туманность не входит в Млечный Путь, диаметр которого "всего лишь" 100 000 световых лет. По мере того как Хаббл рассчитывал удаленность других туманностей, он открывал наши глаза на невероятные масштабы космоса, произведя революцию в астрономии и космологии.


Астрономия - это наука о космических телах, образуемых ими системах и о Вселенной в целом, а космология, как объясняется в Большой энциклопедии "Терра", "это направление астрономии, занимающееся изучением строения Вселенной как результата эволюции мировой материи". Космологи пытаются объяснить, как появилась и развивалась Вселенная, а также предсказать её будущее.


Вскоре Хаббл пришел к заключению, что Вселенная расширяется, поскольку, как он обнаружил, далекие галактики удаляются от нас. Он также заметил, что чем галактика дальше, тем быстрее она удаляется. Это все означает, что раньше Вселенная была меньше, чем сегодня. Когда в 1929 году Хаббл опубликовал свое революционное открытие, это проложило путь для появления теории происхождения Вселенной, получивший название теории Большого взрыва. Согласно ей, Вселенная возникла в результате космического взрыва примерно 13 миллионов лет назад. Однако оставалось ещё много вопросов.


Скорость расширения


Со времен Хаббла астрономы пытались как можно точнее вычислить скорость расширения Вселенной, определив значение так называемой постоянной Хаббла. Почему это было так важно? Вычислив скорость расширения, можно было приблизительно определить возраст Вселенной. Более того, это помогло бы предсказать её будущее. Почему? Например, как рассуждают некоторые, если Вселенная расширяется слишком медленно, то сила притяжения ( гравитация) возобладает и произойдет так называемый Большой коллапс - схлопывание Вселенной в одну точку. А если Вселенная расширяется слишком быстро, то это может привести к её вечному расширению и, наконец, полному рассеянию.


Более точные измерения не только дали ответ на некоторые вопросы, но и породили новые - вопросы, ставящие под сомнение само наше понимание материи и фундаментальных сил природы.


Темная энергия и темная материя


В 1998 году исследователи, изучавшие свет от сверхновой звезды особого типа, обнаружили доказательство того, что Вселенная расширяется все быстрее и быстрее! Сверхновые звезды типа Іа непродолжительное время могут излучать свет, по яркости равный миллиарду солнц. Эти астрономические объекты приняты за стандарт для измерений. Поначалу ученые относились к этому скептически, но стали появляться все новые доказательства. Естественно им захотелось узнать, что за сила ускоряет это расширение. С одной стороны, эта сила противодействует гравитации; с другой - не предсказывается существующими теориями. Неудивительно, что эту загадочную силу назвали темной энергией. А она, возможно, составляет почти 75 процентов Вселенной!


Однако темная энергия - не единственная странность, обнаруженная в последнее время. Ещё одну в 1980-х годах обнаружили астрономы, исследующие различные галактики. Эти галактики, так же как и наша, похоже вращаются слишком быстро, чтобы удерживаться вместе. Недостающее гравитационное сцепление им должна давать какая-то дополнительная материя. Что же это за материя? Ученые не имеют понятия. Она не поглощает, не испускает и не отражает никакого излучения, которое поддавалось бы обнаружению. Поэтому за ней закрепилось название темная материя. ( Существование темной материи предполагалось ещё в 1930-х годах, а подтверждено в 1980-х. Сегодня астрономы пытаются выяснить, сколько темной материи содержится в скоплении галактик. Для этого они наблюдают, как свет от более удаленных объектов искривляется, проходя через эти скопления). Сколько же во Вселенной темной материи? Согласно вычислениям, она может составлять 22 и более процентов массы Вселенной.


Самое удивительное, что, согласно последним подсчетам, обычная материя составляет около 4 процентов массы Вселенной. Похоже, что две великие загадки - темная материя и темная энергия - составляют все остальное. Выходит, свыше 95 процентов Вселенной - для нас полная тайна!


Наука ищет ответов, однако полученные ответы слишком часто вызывают лишь новые, более сложные вопросы.