Уолтер Левин - Глазами физика. От края радуги к границе времени

Конечно же, ученые обнаружили рентгеновское излучение, и самое важное – им удалось установить, что его испускает источник, находящийся за пределами Солнечной системы. Это открытие поразило всех как гром среди ясного неба и в корне изменило астрономию. Никто не ожидал ничего подобного, и никто не мог дать более-менее вразумительных объяснений, почему в космосе оказались рентгеновские лучи. Да что там, никто толком не понимал, что это вообще значит! Росси просто высказал идею и предложил проверить ее резонность. Такие догадки и делают ученых великими.

Я отлично помню точную дату своего прибытия в МТИ, 11 января 1966 года, потому что один из наших детей заболел свинкой. Пришлось нам задержаться с переездом в Бостон; KLM [5] Нидерландская авиакомпания. Прим. ред. не позволила бы нам лететь, так как свинка заразна. В свой первый рабочий день я познакомился с Бруно Росси и Джорджем Кларком, который в 1964 году первым в мире поднял аэростат на огромную высоту – около 43 тысяч метров (140 тысяч футов), чтобы обнаружить источники высокоэнергетического (жесткого) рентгеновского излучения того типа, которое могло проникать на эту высоту из космоса. Джордж тогда мне сказал: «Если вы хотите присоединиться к моей группе, это здорово». Вот уж действительно, я оказался в нужном месте в нужное время!

Если вы делаете что-то первым, вас обязательно ждет успех – а наша команда делала одно открытие за другим. Джордж оказался на редкость щедрым человеком, и уже через два года он полностью передал мне бразды правления группой. Это было просто замечательно – находиться на переднем крае новейшего направления в астрофизике.

Мне невероятно повезло оказаться в гуще самых захватывающих исследований в области астрофизики, впрочем, по правде говоря, все сферы физики удивительны и полны интригующего восторга изысканий и возможностей сделать поистине потрясающие научные открытия. Например, пока мы искали новые источники рентгеновского излучения, физики, занимающиеся элементарными частицами, открывали все более фундаментальные строительные блоки ядра атома, раскрывая тайну того, что удерживает ядро вместе. В частности, они открыли W– и Z-бозоны, переносчики слабого ядерного взаимодействия, и кварки и глюоны, переносчики сильного взаимодействия.

Именно физика позволила человечеству заглянуть в ретроспективе в самые удаленные уголки Вселенной и составить из данных, полученных благодаря космическому телескопу Хаббл, потрясающее изображение, известное теперь как Hubble Ultra Deep Field [6] Изображение небольшого региона космоса, составленное из данных, полученных космическим телескопом Хаббл в период с 24 сентября 2003 года по 16 января 2004 года. Прим. ред. , показав миру то, что представляется бесконечностью галактик. Непременно посмотрите в интернете, как выглядит это изображение. У меня есть друзья, которые сделали его заставкой на экране своих компьютеров.

Нашей Вселенной около 13,7 миллиарда лет [7] По другим данным – 13,8. См., например, Гриббин Дж . 13,8. В поисках истинного возраста Вселенной и теории всего . М.: Манн, Иванов и Фербер, 2016. Прим. ред. . Однако из-за того, что космос сам по себе сильно расширился в результате Большого взрыва, мы в настоящее время наблюдаем галактики, которые образовались через 400–800 миллионов лет после него и теперь находятся от нас значительно дальше, чем 13,7 миллиарда световых лет. Астрономы подсчитали, что сегодня от крайней границы наблюдаемой Вселенной нас в любом направлении отделяют около 47 миллиардов световых лет. Из-за расширения космоса многие далекие галактики сейчас удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света. Это может показаться шокирующим, и даже невозможным, любому, кто воспитывался на идее, которую постулировал Эйнштейн в своей специальной теории относительности, о том, что ничто не может двигаться быстрее скорости света. Однако, согласно общей теории относительности Эйнштейна, при расширении космического пространства никаких ограничений скорости между двумя галактиками не существует. И сегодня, безусловно, имеются веские причины, дающие ученым основание полагать, что мы живем в золотой век космологии – науки, изучающей вопросы происхождения и эволюции Вселенной в целом.

Физика уже объяснила нам очень многое: красоту и хрупкость радуг, существование черных дыр, особенности движения планет, последствия взрыва звезд, причину увеличения скорости вращения фигуристки при опускании рук, причину невесомости астронавтов в космосе, формирование химических элементов во Вселенной, время рождения Вселенной, а также ответила на вопросы о том, как флейта создает музыку, как генерируется электричество, которое движет нашими телами и экономикой, каким был звук Большого взрыва. Физика позволила нам заглянуть и в наименьшие зоны субатомного мира, и в самые дальние уголки Вселенной.