Валерий Чолаков - Нобелевские премии. Ученые и открытия

В июле 1967 г. была начата расширенная программа исследований. Вскоре аспирантка Джоселин Белл обнаружила необычные радиосигналы. В сентябре неизвестный источник был зарегистрирован еще несколько раз, при этом выяснилось, что он излучает импульсы регулярно с интервалом немногим более секунды. Первой мыслью Хьюиша было, что это какая-то помеха, идущая из ближайших окрестностей. Тщательно проверив все результаты, исследователи окончательно пришли к выводу: сигналы действительно идут из космоса. Судя по характеру импульсов, Хьюиш решил, что источник имеет очень малые размеры (приблизительно порядка размера планеты). Возникло подозрение, не являются ли эти строго периодические сигналы посланием какой-то цивилизации — «маленьких зеленых человечков».

На протяжении всего декабря 1967 г. ученые пытались выяснить, не вращается ли этот источник радиоволн вокруг какого-то небесного тела. Ответ был отрицательным. Следовательно, сигналы не были делом рук «зеленых человечков». Тогда Хьюиш него сотрудники углубились в литературу, посвященную эволюции звезд. Они предполагали, что пульсары, как уже были названы эти радиоисточники, — это определенный этап в эволюции звезд. Тем временем к февралю 1968 г., когда Хьюиш подготовил публикацию об открытии, были замечены еще три пульсара.

Хьюиш считал, что пульсары — звезды типа белых карликов. Вскоре, однако, было доказано, что пульсары представляют собой нейтронные звезды. С точки зрения наших обычных, земных представлений, это невероятные объекты. Согласно современным теориям, они возникают в результате взрывов сверхновых звезд. Огромное давление приводит к образованию тела с плотностью атомного ядра, состоящего исключительно из нейтронов. Размеры этого остатка бывшей звезды очень невелики (порядка нескольких десятков километров в диаметре) и ученые в шутку назвали нейтронные звезды «белыми горошинками».

Одним из замечательных достижений радиоастрономии является открытие космического микроволнового фонового излучения — отдаленного эха Большого взрыва, в результате которого, как предполагается современной теорией, возникла Вселенная. Эта теория берет свое начало в 20-х годах и исходит из общих идей о нестационарности Вселенной, которые в свою очередь вытекают из теории относительности Эйнштейна. Сам он, однако, был неудовлетворен такими следствиями своей теории и создал модель стационарной Вселенной, введя в соответствующие уравнения специальные коэффициенты. Но некоторые ученые склонялись к концепции динамичной Вселенной. В 1922 г. молодой советский ученый Александр Александрович Фридман создал математическую модель нестационарной (расширяющейся) Вселенной. К концу 20-х годов Эдвин Хаббл, исследуя далекие космические объекты, обнаружил, что их световое излучение смещено к красному концу спектра. Это наблюдение было объяснено доплеровским эффектом — смещением спектра излучения удаляющегося тела в красную область. Результаты Хаббла явились экспериментальным подтверждением теории Фридмана о расширении Вселенной.

В 40-е годы американский физик-теоретик Г.А. Гамов с сотрудниками предложили модель «горячей Вселенной». Из этой теории вытекало существование реликтового излучения, образовавшегося в момент Большого взрыва. Уменьшаясь с расширением Вселенной эффективная температура этого излучения должна была составлять в современную эпоху лишь несколько градусов выше абсолютного нуля (абсолютный нуль равен —273,16°С).

Этим низким температурам соответствуют фотоны с очень небольшой энергией, которая как раз соответствует радиодиапазону в спектре электромагнитного излучения. Реликтовое радиоизлучение было открыто в 1965. г. двумя молодыми исследователями — Арно Пензиасом и Робертом Вильсоном из фирмы «Белл телефон лабораторис» в Холмделе (штат Нью-Джерси). Измерения производились с помощью специальной высокочувствительной рупорной антенны, построенной в 1960 г. для связи с ретрансляционным спутником «Эхо». В 1963 г. эта космическая программа была закрыта, и ученые решили использовать антенну для радиоастрономических наблюдений. Прежде чем приступить к работе, они внимательно изучили свойства самой антенны. С этой целью они измеряли фоновое излучение в различных точках небесной сферы. Вскоре Пензиас и Вильсон обнаружили, что во всех направлениях присутствует какой-то радиошум с температурой около трех градусов по абсолютной шкале температур.