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, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Почему ты еще не богата: 4 типа девушек, от которых Почему ты еще не богата: 4 типа девушек, от которых

Как распознать в себе транжиру и измениться?

Cosmopolitan
Большой греческий ужин Большой греческий ужин

11 марта прошел торжественный гала-ужин журнала ОK!

OK!
«Кто соблюдает стандарты, тот проигрывает» «Кто соблюдает стандарты, тот проигрывает»

Почему цены на лекарства растут вместе с числом аптек

Огонёк
10 причин отправиться в Эфиопию прямо сейчас 10 причин отправиться в Эфиопию прямо сейчас

Что смотреть в стране, где жить и как найти хорошего проводника

Forbes
15 вопросов режиссеру Тиму Бертону — о «Дамбо», бородатых женщинах и Бэтмене 15 вопросов режиссеру Тиму Бертону — о «Дамбо», бородатых женщинах и Бэтмене

В прокат вышел «Дамбо» — художественный фильм Тима Бертона

Esquire
Если одежда искрит: 7 способов снять статическое электричество Если одежда искрит: 7 способов снять статическое электричество

Статическое электричество образуется на ткани в любое время года

Домашний Очаг
Все, что вам нужно знать о дизайнере Симоне Порте Жакмюсе Все, что вам нужно знать о дизайнере Симоне Порте Жакмюсе

Жакмюс привык все делать сам: основал модный Дом и выступил в роли модели

GQ
Про детские как бы игры Про детские как бы игры

Лев Рубинштейн вспоминает, каким был досуг детей до изобретения компьютеров

GQ
Mazda6: Восход солнца Mazda6: Восход солнца

Взойдет ли наконец для Mazda солнце бизнес-класса

АвтоМир
25 модных ошибок на свадьбе 25 модных ошибок на свадьбе

Учитесь на чужих просчетах, чтобы не захотелось сбежать с собственной церемонии

Vogue
Карта памяти для видеорегистратора: как выбрать? Карта памяти для видеорегистратора: как выбрать?

Какую карту памяти установить в видеорегистратор, и почему подойдет не любая?

CHIP
Дорога в никуда Дорога в никуда

Чем обернулся проект строительства скоростной железной дороги в Калифорнии

Forbes
10 фильмов с Анджелиной Джоли, которые нужно увидеть 10 фильмов с Анджелиной Джоли, которые нужно увидеть

Десять соблазнительных ролей Анджелины Джоли, которые обязательно нужно увидеть

Cosmopolitan
Что скрывают повторяющиеся сны Что скрывают повторяющиеся сны

Толкование снов — дело тонкое, но увлекательное

Psychologies
Людовик XI: гений коварства Людовик XI: гений коварства

Людовик XI решил покончить с феодальной раздробленностью с помощью коварства

Дилетант
Крым, Донбасс, ЕС: что обещают Украине фавориты президентской гонки Крым, Донбасс, ЕС: что обещают Украине фавориты президентской гонки

Главное из программ пяти ключевых участников президентских выборов на Украине

Forbes
Что надо знать про Фрэнсиса Бэкона и Люсьена Фрейда, прежде чем идти в Пушкинский музей Что надо знать про Фрэнсиса Бэкона и Люсьена Фрейда, прежде чем идти в Пушкинский музей

Как устроена выставка «Фрэнсис Бэкон, Люсьен Фрейд и Лондонская школа»

Forbes
Новорожденный: чего боятся родители? Новорожденный: чего боятся родители?

Что нормально для взрослого, может быть патологией для малыша, и наоборот

9 месяцев
Искусство настоящего времени Искусство настоящего времени

Интервью с Константином Райкиным

Эксперт
Меньшее из зол Меньшее из зол

Ребекка Фергюсон не побоялась примерить на себя образ злодейки

Grazia
Эпоха, сгоревшая за 34 секунды: катастрофа «Гинденбурга» Эпоха, сгоревшая за 34 секунды: катастрофа «Гинденбурга»

Самый известный в мире дирижабль Hindenburg

Популярная механика
Вок из машины Вок из машины

Впечатлит ли успех сервиса по доставке еды от Uber инвесторов перед IPO

Forbes
Отец в декрете Отец в декрете

Три отца рассказали нам, почему они предпочли сидеть дома в декрете

Psychologies
Четыре способа стать терпеливее и терпимее Четыре способа стать терпеливее и терпимее

Как стать более терпеливым и научиться принимать самого себя

Psychologies
«Не обращайтесь со мной как с преступником»: речь Майкла Джексона после обвинений в педофилии в 1993 году «Не обращайтесь со мной как с преступником»: речь Майкла Джексона после обвинений в педофилии в 1993 году

После фильма «Покидая Неверленд», Майкла Джексона вновь обвинили в педофилии

Esquire
«Точки красоты»: что отвечает за молодость лица «Точки красоты»: что отвечает за молодость лица

Как сформировать осанку, которая позволит лицу сохранить сияние юности?

Psychologies
«Все будет по-моему!» А если нет? «Все будет по-моему!» А если нет?

Чем непомерно высокая планка отличается от высоких стандартов

Psychologies
Легенда от Нарцисо Легенда от Нарцисо

Нарцисо Родригес о вдохновении, экспериментах и вечных ценностях

Grazia
«С русской кухней сегодня происходит катастрофа» «С русской кухней сегодня происходит катастрофа»

Откуда пошла и к чему идет национальная система питания

Огонёк
Драки, взрывы и ОМОН: 10 неожиданных историй о миллиардерах Драки, взрывы и ОМОН: 10 неожиданных историй о миллиардерах

Самые занимательные истории из бурных биографий миллиардеров

Forbes
Открыть в приложении