«На самом деле наша галактика очень пыльная»

Почему во вселенной так много порядка, а на Земле так мало?

ОгонёкНаука

«На самом деле наша галактика очень пыльная»

Почему во вселенной так много порядка, а на Земле так мало? Что является источником темной энергии? Какие у нас есть общие темы для разговора с представителями иных миров? Об этом мы говорили с лучшим мировым специалистом по космологии академиком Алексеем Старобинским

Беседовала Елена Кудрявцева

Фото Евгений Гурко

Алексей Александрович, складывается ощущение, что к космологии, которая занимается происхождением и устройством Вселенной, сегодня приковано внимание во всем мире: открытий в этой области, во всяком случае, очень много. С чем это связано?

— Действительно, это популярная тема во всех странах, включая Россию, и дело, полагаю, в том, что современной науке удалось добиться тесной связи между теорией и экспериментом в этой области знания. Иначе говоря, в XX веке было разработано много гипотез того, как именно развивалась наша Вселенная, а теперь их можно подтвердить или опровергнуть с помощью экспериментов. Это и порождает настоящий бум исследований. Институты, которые занимаются космологией, создаются не только в таких странах, как США, Германия и Япония, но и в тех, которые не ассоциируются с передовой наукой. Например, Институт по изучению Вселенной несколько лет назад создан в Таиланде, последний у нас воспринимается как туристическая страна. Молодежь очень интересуется новой астрономической тематикой, думаю, потому что именно эта наука раскрывает горизонты и показывает, что помимо обыденной жизни есть мир, который не вмещается не только в границы стран, но даже в масштабы Земли. Наша Вселенная — более многомерный и непостижимый объект.

— А в каких областях космологии молодежь наиболее активна?

— В основном в тех, что называют Вig data, где речь о больших массивах данных. Скажем, изучая раннюю Вселенную, мы получаем колоссальное количество данных наблюдений. Если работать с ними старыми методами, для обработки не хватит всего населения Земли! Вот молодые ученые и придумывают, как из этого массива извлечь полезную информацию и сравнить данные эксперимента с многочисленными теоретическими предсказаниями.

— Как подтверждают сегодня теории? Какие эксперименты дают физикам больше всего информации?

— Здесь можно говорить о трех типах экспериментов. Во-первых, наземные эксперименты с элементарными частицами. Их проводят на огромных установках вроде коллайдера в ЦЕРНе, где был открыт бозон Хиггса. Или другие наземные установки по детектированию частиц из космоса, скажем, нейтринная обсерватория IceCube на антарктической станции «Амундсен — Скотт».

Во-вторых, это всякого рода научные инструменты в космосе. Самые выдающиеся открытия сделаны космическим радиотелескопом «Планк»: этот уникальный прибор измерял характеристики реликтового излучения — микроволнового фона, сохранившегося с самых ранних этапов жизни Вселенной. Именно телескоп «Планк» уточнил, что наш мир состоит на 4,9 процента из обычного вещества, на 26,8 — из темной материи и на 68,3 процента — из темной энергии.

— Космологи утверждают, что мы живем в эпоху доминирования темной энергии. А можно сказать, что она собой представляет?

— Это нечто бесформенное, совершенно однородное и почти не меняющееся со временем. Но суть в том, что мы не можем больше утверждать, что все в мире состоит из частиц, на их долю приходится лишь 30 процентов. Таким образом, в знаменитом споре Платона с Демокритом (речь шла о мироустройстве.— «О») правы были оба. Платон, напомню, представлял мир как некую неделимую первоматерию. А Демокрит утверждал, что он состоит из частиц.

— Каков третий тип эксперимента?

— Это эксперименты, которые делаются благодаря астрономическим телескопам нового типа (их еще можно назвать гравитационно-волновыми антеннами). Именно благодаря им в науке недавно появилось и развивается с потрясающей скоростью новое направление — гравитационно-волновая астрономия. Она занимается самыми интересными вопросами: как формируются массивные черные дыры в центрах галактик, что есть темная энергия, каковы начальные физические условия ранней Вселенной...

— Это направление стартовало, когда были открыты гравитационные волны. Я правильно понимаю, что их обнаружение долгое время называли одной из главных проблем физики?

— Да, хотя они были предсказаны еще Эйнштейном почти век назад в рамках общей теории относительности. Кстати, до недавних пор это был единственный эффект этой теории, который не могли подтвердить экспериментом. За их открытие в 2017 году дали Нобелевскую премию.

По сути, гравитационные волны — это распространяющиеся колебания геометрической структуры пространствавремени. Долгое время их существование подтверждалось лишь косвенно: скажем, ученые видели, как замедляется скорость вращения пульсаров и вращающихся нейтронных звезд, и предполагали, что это происходит из-за потери энергии при излучении гравитационных волн. В 2016-м научной коллаборации LIGO (Laser Interferometer GravitationalWave Observatory) впервые удалось «поймать» гравитационный сигнал, который возник из-за столкновения двух массивных черных дыр. По сути, это эхо космической катастрофы, произошедшей далеко от Земли миллиарды лет назад. Одновременно этот эксперимент подтвердил существование черных дыр как особой формы материи.

— Что было сделано в этой области с тех пор?

— На начало 2019-го коллаборация LIGOVIRGO объявила о наблюдении в общей сложности сигналов от слияний 10 пар черных дыр и 1 пары нейтронных звезд. Вообще, поиском гравитационных волн занято сразу несколько крупных коллабораций — по всей Земле раскидана сеть детекторов. Детекторы LIGO находятся в США, VIRGO — в коммуне Кашина вблизи Пизы в Италии, KAGRA — в шахте Камиока в префектуре Гифу (Япония) — эта установка начнет участвовать в наблюдениях осенью этого года.

— А помимо самого факта обнаружения этих волн мы что-то о них узнали?

— Много всего интересного. Например, по Эйнштейну, скорость гравитационных волн должна равняться скорости света. Затем физики высказали большое количество более сложных гипотез, по которым скорость была иной. И теперь мы можем осторожно сказать, что на 99,99 процента подтвердилась эстетически более красивая теория Эйнштейна.

Удалось уточнить и ряд других интересных деталей. Так, мы ждали, что масса черных дыр сравнима с массой типичных больших звезд — около 10 масс Солнца. А оказалось, что речь идет о 30 массах Солнца. Для неспециалиста — это пустяк, но на деле это открытие совершенно выпадает из рамок современных представлений о Вселенной. Считалось, что такие большие звезды не могут существовать длительно.

— Есть ли у России шанс включиться в развитие гравитационно-волновой астрономии? Как убедить чиновников, что это нужно?

— Современная астрономия — крайне дорогая наука, но важно участвовать в ней по мере возможности. В России от науки требуют слишком быстрого выхода, хотя если мы сравним сегодняшние планы работ в этой области, составленные существенно большими коллективами на Западе, то увидим: они рассчитывают показать результаты в 2030–2050‑е годы. Даже в наш век наука делается не так уж быстро.

Авторизуйтесь и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Герои Герои

Новак Джокович, Оксана Воеводина, Николай Константинов, Светлана Ромашина

Огонёк, июль'19
Письмо редактора Письмо редактора

Каждый год ловлю себя на мысли, насколько ускоряется прогресс

Популярная механика, июль'19
Плохо себя чувствую при изменении погоды... Плохо себя чувствую при изменении погоды...

Можно ли победить метеозависимость?

9 месяцев, март'19
Удивительное рядом Удивительное рядом

Приятно осознавать, что за 100 километров от Москвы — совершенно другой мир

АвтоМир, февраль'19
О мой бохо! О мой бохо!

В этом сезоне Maje продолжают сотрудничество с молодыми талантами

Grazia, март'19
Новое начало Новое начало

Если вы хотите начать долгосрочные изменения, попробуйте простую практику

Yoga Journal, апрель'19
Лавина накрывает лыжников: видео Лавина накрывает лыжников: видео

Происшествие сняла экшн-камера на шлеме спортсмена

National Geographic, март'19
«Мы» Джордана Пила – новый приговор «белой» Америке «Мы» Джордана Пила – новый приговор «белой» Америке

Режиссер разыгрывает двухактную страшную сказку

GQ, март'19
Все на скачки! Все на скачки!

Популяризация конного спорта сможет дать толчок к возрождению коневодства

Эксперт, март'19
«Эликсир бессмертия» найден в древней китайской могиле «Эликсир бессмертия» найден в древней китайской могиле

Раскопки захоронения возле города Лоян позволили совершить открытие

National Geographic, март'19
Караоке-рок от Weezer и другие музыкальные новинки месяца Караоке-рок от Weezer и другие музыкальные новинки месяца

Музыкальные новинки месяца

Maxim, март'19
Город мечты Город мечты

Рио-де-Жанейро – город вечного лета и праздника

АвтоМир, март'19
8 нетривиальных фильмов, которые можно посмотреть с девушкой 8 нетривиальных фильмов, которые можно посмотреть с девушкой

Мы знаем, какие фильмы выбрать для совместного просмотра с девушкой на 8 марта

Maxim, март'19
Снежное приключение: тест-драйв Haval H9 Снежное приключение: тест-драйв Haval H9

Как поведет себя железный конь с востока на просторах нашей страны?

National Geographic, март'19
В Долине Смерти появилось озеро: климатический феномен В Долине Смерти появилось озеро: климатический феномен

В Долине Смерти образовалось озеро длиной 16 километров

National Geographic, март'19
Новый черный Новый черный

Почему индустрия моды встраивается в зеленую экономику

РБК, март'19
Эликсир молодости Эликсир молодости

Чего ждать от отношений, в которых партнер значительно младше тебя

Лиза, март'19
Артемизия Джентилески. Бои без правил Артемизия Джентилески. Бои без правил

Первая феминистка, которая победила лишь спустя века

Караван историй, апрель'19
От спроса к предложению От спроса к предложению

В 2018 году обозначился поворот в направлении экономики предложения

Forbes, апрель'19
Умный на всю голову: как «разогнать» свой мозг Умный на всю голову: как «разогнать» свой мозг

Уже жалуешься на провалы в памяти, хотя до преклонных лет еще очень далеко?

Playboy, март'19
Кидай в корзину Кидай в корзину

Рассказываем, как не разориться на покупках в Интернете

StarHit, март'19
В зоопарке вылупились птенцы редкого австралийского странника В зоопарке вылупились птенцы редкого австралийского странника

Птица, ранее широко населявшая Австралию, теперь относится к вымирающим видам

National Geographic, март'19
Естественный отбор Естественный отбор

Автор кинетических скульптур Тео Янсен учится у природы законам эволюции

Вокруг света, апрель'19
Тонн Гудман выпускает книгу о 20 годах работы в Vogue и вехах карьеры Тонн Гудман выпускает книгу о 20 годах работы в Vogue и вехах карьеры

Как директор моды объехала весь свет и расплакалась, оглянувшись назад

Vogue, март'19
Лав Ю Лав Ю

Юлия Хлынина покоряет мир

Esquire, март'19
Халат с копытами: красота и практичность маньчжурского костюма Халат с копытами: красота и практичность маньчжурского костюма

Это платье – эталон маньчжурского стиля, воплощенный в одеянии императрицы

National Geographic, март'19
Слова мудрости Слова мудрости

10 меняющих жизнь высказываний, которые одна ученица слышала во время занятий

Yoga Journal, апрель'19
Губернаторская реновация Губернаторская реновация

Кто возглавит Оренбургскую и Мурманскую области

РБК, март'19
Лев весной Лев весной

Интервью с Лёвой Би-2 об эмиграции музыки, эволюции рока и эскалации спорта

Men’s Health, апрель'19
Карл Лагерфельд Карл Лагерфельд

Магия, колкий юмор, особое чувство стиля и самые невероятные парижские истории

Elle, апрель'19