Происхождение Вселенной

Наилучший способ окончательно разрешить проблему – создать общие релятивистские модели, которые воспроизводили бы эволюцию той «комковатой» Вселенной, которую мы наблюдаем. До последнего времени сделать это было невозможно, так как требовались огромные вычислительные мощности. Но сейчас две группы ученых под руководством Гленна Старкмана из Университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде (штат Огайо, США) и Тома Гиблина из Кеньон-колледжа в городе Гамбьер (штат Огайо, США) начали работать над созданием численных моделей Вселенной, используя весь мощный аппарат общей теории относительности. Предварительные результаты говорят о том, что эффекты обратного влияния действительно могут менять скорости локального расширения, но они недостаточно сильны, чтобы кардинально изменить общую кривизну Вселенной и создать наблюдаемое ускорение.

Уилтшир указывает, что пока не созданы модели, в которых средняя кривизна пространства-времени эволюционировала бы во времени. Сам Старкман предостерегает, что модели еще довольно сырые: не удается достичь реальной картины, в которой распределение материи было бы достаточно мелкозернистым; материя представляется не в виде частиц, а в виде текучей среды. Во всяком случае, сторонники обратного влияния не собираются отказываться от своей борьбы с темной энергией.

Открывая космическую тайну

Адам Рисс совместно с Брайаном Шмидтом и Солом Перлмуттером получили в 2011 году Нобелевскую премию по физике за открытие ускоренного расширения Вселенной. После окончания Массачусетского технологического института и Гарвардского университета Рисс работает в Университете Джонса Хопкинса и в Институте исследований космоса с помощью космического телескопа (Space Telescope Science Institute) в Балтиморе (штат Мэриленд, США).

В чем суть открытия, сделанного вами совместно с Шмидтом и Перлмуттером, за которое вы были удостоены Нобелевской премии?

Мы – две группы астрономов, которые занимались наблюдениями близких и далеких сверхновых и использовали полученные данные для оценки расширения Вселенной в различные моменты ее истории. Мы обнаружили, что Вселенная, вопреки ожиданиям, не замедляла свое расширение, а, напротив, ускоряла.

Темная энергия – предположительно неотъемлемая энергия пространства-времени, присущая ему изначально, что-то такое, что мы до конца еще не понимаем. Не кажется ли вам странным, что премия была присуждена за открытие того, что по-прежнему остается тайной?

Совершенно нет. Ускорение Вселенной является бесспорным доказательством наличия некоего процесса. Может быть, гравитация на больших масштабах работает не так, как мы привыкли о ней думать. Единственное, что мы можем утверждать наверняка, это то, что расширение Вселенной происходит с ускорением, и это для нас большой сюрприз.

У Эйнштейна была идея, что пространство-время обладает присущей ему плотностью энергии, которая не меняется со временем, так называемой космологической постоянной. Однако впоследствии он назвал эту идею своей «самой большой ошибкой». Ваша работа реабилитирует Эйнштейна?

Да, это впечатляющая реабилитация общей теории относительности Эйнштейна. Все эти прошедшие десятилетия мы наблюдали различные необычные явления во Вселенной, и все они полностью укладываются в рамки его теории.

Еще совсем недавно трудно было представить, что Нобелевская премия будет вручаться за открытие в области астрономии и астрономических наблюдений.

Да, вы правы. Я могу назвать несколько открытий по космологии, сделанные в прошлом, которые были вполне достойны Нобелевской премии: открытие расширения Вселенной и оценка ее размеров, а также наблюдения, указывающие на присутствие темной материи или некоторой дополнительной гравитации. Эти открытия имеют основополагающее значение для нашего понимания физики.

Глава 8 За пределами относительности

Чтобы понять черные дыры, начало времен и истинную природу пространства, мы нуждаемся в теории, которая соединит в себе общую теорию относительности и квантовую механику – две концепции, которые кажутся принципиально несовместимыми.

Странная парочка