Параллельные миры. Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса

Наиболее выдающимся примером современного исследования Вселенной при помощи цифровых технологий является Слоановский обзор неба – наиболее амбициозный из всех, когда-либо имевших место. Подобно проведенному ранее Паломарскому обзору неба, при котором использовались фотопластинки старого образца, хранившиеся в громоздких стопках, Слоановский обзор ставит целью создание точной карты небесных объектов. При помощи данного обзора удалось построить трехмерные карты далеких галактик в пяти цветах, включая красное смещение более миллиона галактик.

Результатом Слоановского обзора неба является крупномасштабная карта структур во Вселенной, в несколько сотен раз превосходящая все предыдущие. На ней будет в мельчайших деталях представлена четверть всего небосвода, а также определено положение и яркость 100 млн небесных объектов. Кроме того, в результате этого обзора будет определено расстояние до миллиона с лишним галактик и около 100 000 квазаров. Итоговое количество информации, выясненной в ходе Слоановского обзора неба, составит 15 Тбайт, что вполне может соперничать с количеством информации в Библиотеке Конгресса[48].

Сердцем Слоановского обзора является 2,5-метровый телескоп на юге штата Нью-Мексико, к которому подсоединена одна из лучших в мире камер. Прибор снабжен 30 чувствительными электронными световыми сенсорами – приборами с зарядовой связью – площадью около 13 см² каждый, помещенными в вакуум. Каждый сенсор охлажден до –80 °C при помощи жидкого азота и содержит 4 млн пикселей. Таким образом, весь свет, улавливаемый телескопом, может быть немедленно оцифрован, после чего данные доступны для компьютерной обработки. Стоимость проекта – менее 20 млн долларов, что в сто раз меньше стоимости проекта телескопа «Хаббл», но тем не менее при помощи такого обзора создается потрясающая картина Вселенной.

Итак, некоторые из оцифрованных данных выкладываются в интернет с тем, чтобы астрономы по всему миру могли изучить их. Таким образом можно задействовать интеллектуальный потенциал ученых всего мира. Слишком часто в прошлом у исследователей из стран третьего мира не было доступа к последним научным журналам и самым свежим данным, полученным при помощи телескопов. Сегодня благодаря интернету эти ученые могут загружать данные обзоров неба, читать статьи по мере их появления в сети, а также публиковать свои статьи и распространять их со скоростью света.

Слоановский обзор уже меняет методы астрономических исследований. Полученные при помощи обзора результаты основаны на анализе сотен тысяч галактик, что было совершенно немыслимо всего лишь несколько лет назад. К примеру, в мае 2003 года команда ученых из Испании, Германии и Соединенных Штатов заявила, что они изучили 250 000 галактик на предмет доказательства существования темной материи. Из этого огромного количества они выбрали 3000 галактик, вокруг которых вращаются звездные скопления. Применив законы механики Ньютона для изучения движения этих спутников, они рассчитали количество темной материи, которое должно окружать центральную галактику. Уже одним этим они опровергли альтернативную теорию (последняя была впервые предложена в 1983 году; она пыталась объяснить звездные орбиты неправильной формы в галактиках путем корректировки самих законов Ньютона: возможно, темной материи нет вообще; возможно, своим предполагаемым существованием она обязана всего лишь ошибке в законах Ньютона. Данные обзора ставят эту теорию под сомнение).

В июле 2003 года еще одна команда ученых из Германии и Соединенных Штатов заявила, что они изучили 120 000 близлежащих галактик, используя Слоановский обзор для раскрытия отношений между галактиками и черными дырами, находящимися в них. Вопрос заключается в следующем: что возникло раньше – черная дыра или галактика, в которой эта черная дыра находится? Результат проведенного исследования показывает, что образование галактик и черных дыр тесно связано и, вероятно, они образовались вместе. Исследование продемонстрировало, что из 120 000 изученных в ходе обзора галактик 20 000 содержат черные дыры, которые продолжают расти (в отличие от черной дыры в галактике Млечный Путь, которая, кажется, находится в состоянии покоя). Полученные результаты показывают, что галактики, содержащие черные дыры, которые все еще растут в размерах, намного больше галактики Млечный Путь, а расширяются они путем поглощения относительно холодного газа из галактики.

Компенсация температурных флуктуаций