Приямвада Натараджан - Карта Вселенной [Главные идеи, которые объясняют устройство космоса]

Конечно, при таком великом открытии не обошлось без попыток найти другие возможные объяснения полученным результатам. Возникли подозрения, что природа сыграла с исследователями злую шутку, то есть не являются ли эти самые удаленные от нас сверхновые вообще какими-то другими объектами — совсем иными «зверушками»? Химический состав самых молодых галактик не столь богат, как у более старых, возможно, это могло стать объяснением их пониженной яркости. Однако спектры близких и далеких галактик оказались похожими, а сколь-нибудь заметная разница в составе должна была проявиться и в спектрах, так что обе команды сочли наиболее правдоподобным объяснением то, что Вселенная действительно ускоряется, оставляя сверхновые далеко позади породивших их взрывов. Поскольку обе группы, совершенно независимо друг от друга и пользуясь совершенно разными методами анализа, сумели обнаружить большую часть сверхновых, прийти к одинаковому результату и убедить в этом самих себя и друг друга, им не составило труда убедить в этом и все остальное космологическое сообщество. Теперь при дальнейших обсуждениях не происходило противостояния ярких личностей, тех, кто мог бы оспорить эти претензии, как было в прошлом. Несмотря на то что обнаружение космологической постоянной представляет собой весьма радикальное открытие, оно было воспринято научной общественностью довольно спокойно. Возможно, это объясняется тем, что открытие хорошо согласовывалось с предыдущими результатами того, что омега равна 1, полученными из данных по реликтовому излучению и из других астрономических наблюдений, и оно было принято мягко. Кроме того, признанию новой идеи немало способствовал и тот факт, что космологическая постоянная оказалась старой знакомой теоретиков, представленной в уравнениях Эйнштейна десятки лет назад.

Космологическая постоянная была легко и быстро воспринята учеными, поскольку позволила разобраться с некоторыми старыми проблемами космологии. Например, дала возможность объяснить противоречия, относящиеся к возрасту Вселенной (когда, например, при измерениях возраст некоторых горных пород и даже звезд превышал возраст самой Вселенной), что плохо укладывалось в рамки используемых ранее моделей Большого взрыва и холодной темной материи. С обнаружением темной энергии стало очевидно, что увеличение скорости расширения Вселенной требует учета времени, а это неожиданно приводит к «старению» Вселенной. Существование темной энергии позволяет также понять, почему вклад материи в величину омеги является относительно малым, хотя множество астрономических наблюдений свидетельствует о близком к 1 значении омеги. Из-за этого при «инвентаризации» космоса постоянно терялся один из важных компонентов.

Хотя темная энергия является удобным заполнителем, который помогает увязать несколько наблюдаемых свойств Вселенной, это просто замещающий термин. Как и в случае с темной материей, мы знаем, что темная энергия существует, но мы не имеем представления о ее происхождении и эволюции. Мы смогли как-то улучшить учет содержимого Вселенной, но нам по-прежнему остается непонятным устройство большей части ее содержимого. По-видимому, мы живем во Вселенной, содержащей лишь 4 % обычных атомов (известных нам по периодической таблице элементов), 23 % темной материи и 73 % темной энергии [21], однако у нас нет никакой теоретической основы для описания того, каким образом и где эта энергия зарождается. Можно ли ее назвать квинтэссенцией или фундаментальной силой, как полагают некоторые физики? Зависят ли свойства и количество темной энергии от времени или она стационарна? Все эти и другие вопросы пока остаются без ответа.

Неясно также, чем темная энергия и темная материя отличаются от мифических субстанций — эфира и эффлувии, в существование которых верили ученые древности. Мы имеем множество эмпирических доказательств, независимым образом указывающих на существование темной энергии и темной материи, а также располагаем множеством приборов и технологий, позволяющих исследовать эти субстанции и продолжить изучение их природы и свойств. Уже запланированы запуски спутников и программы работы наземных обсерваторий, специально нацеленных на более глубокое исследование характеристик и природы темной энергии.

Несколько необычным выглядит то, что руководители обеих команд получили причитающуюся им Нобелевскую премию в 2009 г. за открытие 1998 г., но и это награждение можно считать даже быстрым по сложившимся в современной физике стандартам. В соответствии с завещанием Альфреда Нобеля премию могут разделить между собой не более трех человек в год. Это условие сейчас приводит к сложностям при присуждении премий в области физики и особенно космологии, где (вследствие интеллектуальной зрелости и сложности самой науки) работы на переднем крае исследований все чаще осуществляются не отдельными людьми, а весьма многочисленными коллективами ученых. Процесс отбора трех человек, связанных с новым большим открытием, которое по существу есть результат усилий целой группы, становится все более сложным и приводит к тому, что и узнают результат несчастные исследователи во вторую неделю октября. Астрономия как направление редко отмечается Комитетом, но Нобелевская премия по физике 2009 г. досталась Риссу и Шмидту из «Команды больших Z» и Перлмуттеру из проекта «Космология со сверхновыми» за открытие темной энергии. Это привело к большим дискуссиям о многих невоспетых героях темной энергии, были опубликованы обращения к Нобелевскому комитету с пожеланиями учредить особую командную премию по физике, чтобы можно было награждать целые коллективы исследователей. Никаких изменений в правила не было внесено, и вопрос о разделении вклада и распределении премий по-прежнему стоит, в частности, и потому, что накопление знаний, приводящее к прорывным результатам, определяется несколькими ключевыми участниками, работа которых и приводит к прогрессу. Однако руководители некоторых новых престижных премий уже признали справедливость таких требований, учли возникшие изменения в культуре научных исследований и начали награждать целые коллективы ученых. По этому пути пошел, например, фонд Грубера, присудивший в 2006 г. премию по космологии всей группе разработчиков спутника COBE, а в 2007 г. — обеим группам, обнаружившим темную энергию. Кстати, следуя примеру разработчиков COBE, первооткрыватели темной энергии пригласили всех принимавших участие в программах специалистов на фестиваль, прошедший 10 декабря 2009 г. в Стокгольме, где присуждаются Нобелевские премии. Кроме этого, как для отдельных исследователей, так и для коллективов появилась «Премия за прорыв», основанная русским миллиардером Юрием Мильнером в 2012 г. Мильнер, сам по образованию физик, сделал карьеру в банковском бизнесе и утвердил призы за фундаментальные открытия в физике, математике и науках о жизни. В 2013 г. приз по физике присудили руководителям различных групп, принимавших участие в открытии бозона Хиггса на ускорителе ЦЕРН, а в 2015 г. были награждены обе группы: команда проекта «Космология со сверхновыми» и команда «Поиска сверхновых на больших Z». Разумеется, проблема справедливой оценки вклада отдельных участников коллективной работы продолжает оставаться одной из самых важных.