Наука в России - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа модуля «б кв4 Историческая наука в России в XIX начале... 2 413.14kb.
О. А. Базалук «Космические путешествия: наука, образование, практика»... 1 255.54kb.
1. История как наука: этапы становления, предмет, методы исследования... 2 605.6kb.
Михаил Геннадьевич Делягин Как самому победить кризис. Наука экономить... 8 3667.64kb.
Of our times An Information & Discussion Edition нашага часу Інфармацыйна-дыскусійнае... 4 837.53kb.
1. История – как наука. Методы и формы ее изучения 4 1059.13kb.
Загадки замков и кремлей путешествие в пространстве и во времени 6 1987.1kb.
И. В. Гребенщикова ран национальная комиссия по стеклу РФ санкт-Петербургский... 1 148.25kb.
Культура и наука сталинского периода (20-е – первая половина 50-х... 1 64.7kb.
Информация о книге Путеводитель по классике российской цивилистики 8 3254.12kb.
Эзотерика как духовный путь человека и наука 8 3866.2kb.
Первобытнообщинный строй 1 113.18kb.
- 4 1234.94kb.
Наука в России - страница №1/16

Содержание





  • Заглавие статьиТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙАвтор(ы)Маргарита ТИМОФЕЕВА, Анатолий ЧЕРЕПАЩУКИсточникНаука в России,  № 3, 2011, C. 4-9РубрикаПроблемы. Поиск. РешенияМесто изданияМосква, РоссияОбъем18.8 KbytesКоличество слов2397Постоянный адрес статьиhttp://ebiblioteka.ru/browse/doc/24951536
  • ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ Автор: Маргарита ТИМОФЕЕВА, Анатолий ЧЕРЕПАЩУК


Академик Анатолий ЧЕРЕПАЩУК, директор Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ им. М. В. Ломоносова

В современной космологии очень много внимания уделяется такому загадочному феномену, как "темная материя". Известно только, что это некая субстанция, не излучающая и не поглощающая свет. К тому же астрономы и многие физики предполагают существование "кротовых нор", открытие которых позволит людям путешествовать во времени и пространстве. Все это очень интригует и вызывает массу вопросов. На некоторые из них журналисту Маргарите Тимофеевой ответил известный ученый, директор Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ академик Анатолий Черепащук.

- Анатолий Михайлович, не могли бы вы пояснить, что такое "темная материя" и удалось ли ученым хоть как-то приблизиться к разгадке ее тайны?

- Прежде всего начнем с того, что после Большого взрыва материя во Вселенной разделилась на несколько составляющих. Космологические данные свидетельствуют: всего 4% ее массы составляет обычное вещество. К нему относимся мы с вами и все то, что нас окружает и состоит из видимых частиц, способных излучать свет благодаря электромагнитному взаимодействию. Тем самым мы представляем собой барионную материю, включающую в себя атомные ядра, состоящие из известных нам протонов и нейтронов. Они уже давно изучены и классифицированы в таблице Менделеева. Еще около 0,5% приходится на долю нейтрино. Это частички без заряда, излучаемые Солнцем; благодаря им мы можем получать информацию обо всех процессах, происходящих в центре нашего небесного светила. Остальные 96% принадлежат так называемому "темному сектору", преобладающему во Вселенной и имеющему две фракции, где 23% занимает "темная материя", а остальные 73% относятся к "темной энергии". Первая, присутствующая в галактиках и их скоплениях, как и обычная материя, способна сгущаться и гравитационно скручиваться. Она действительно ничего не излучает и не поглощает, так как не участвует в электромагнитном взаимодействии. Астрономы обнару-

стр. 4
живают ее по создаваемой ею гравитации, обеспечивающей притяжение. Вероятно, это еще не открытые нами слабовзаимодействующие элементарные частицы примерно в 1000 раз тяжелее протона. Они распределены в пространстве неравномерно.

В отличие от "темной материи" "темная энергия" равномерно распределена в пространстве и обладает необычными свойствами. Это некое поле, физическая природа которого еще не изучена специалистами. Известно лишь, что оно обладает отрицательным давлением, за счет него происходит гравитационное отталкивание, ведущее к ускоренному расширению Вселенной. Природа "темной энергии" - главная научная загадка XXI в. Разгадка ее кардинально перевернет наше мировоззрение.

В конце ноября 2009 г. в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария) состоялся успешный старт Большого адронного коллайдера (LHC)*. Уникальные условия наблюдений редких физических процессов, созданные на нем, позволят


* См.: Л. Смирнова. Старт Большого адронного коллайдера. - Наука в России, 2010, N 5 (прим. ред.).

стр. 5



Крабовидная туманность с нейтронной звездой внутри.



Группа взаимодействующих галактик.

заново, с большей точностью увидеть необычные особенности уже изученных частиц и реакций, а также обнаружить абсолютно новые. Различные эксперименты и разработки на этом "суперколлайдере" должны помочь раскрыть тайну "темной материи", что, несомненно, заставит человечество кардинально по-новому взглянуть на существование Вселенной.

- А Россия принимает участие в этих экспериментах?

- Принимает, но, к сожалению, мы не вносим основного финансирования и участвуем только в разработках различных приборов. Например, для того чтобы вступить в Южно- Европейскую астрономическую обсерваторию, в которой участвуют 40 стран, России нужно первоначально выделить сумму в размере 120 млн. евро, и только тогда мы сможем иметь доступ к телескопам, расположенным в Чили, где прекрасные климатические условия позволяют специалистам проводить научно-астрономические исследования. Пока вопрос о выделении таких средств нашим государством не решен. Это очень огорчает, так как сейчас уже идет разработка самого большого телескопа, диаметр которого составит 42 м. Ученые возлагают на него большие надежды, надеясь с его помощью ответить на все основополагающие и интригующие вопросы современной физики, что позволит еще глубже проникнуть в тайны мироздания. Для сравнения отмечу: пока в мире самые крупные телескопы имеют диаметр 10 м, а в России их размеры еще меньше - до 6 м. Надеемся, что, создав и установив этот мощный телескоп, ученые, наконец, сумеют понять динамику астрофизических процессов, подтвердить или опровергнуть часть выдвинутых ими же теорий и догадок.

- Анатолий Михайлович, а что вы можете сказать про "черные дыры"? Удалось ли найти доказательства того, что они действительно существуют?

- Окончательно доказать, что они есть, пока не удалось, хотя уже открыты тысячи компактных объектов, очень похожих на них. Но это пока. Как астроном, я верю, что человечество стоит на пороге открытия этого уникального явления. И это будет прорыв в понимании пространства и времени, так как в "черной дыре" данные понятия могут меняться местами. Образование "черной дыры" происходит при сжатии центральных частей массивных звезд, ядра которых имеют массу более трех масс Солнца. Таким образом, образуется некий очень маленький объект с большой массой. Он обладает необычными свойствами: у него есть "горизонт событий", где для внешнего наблюдателя время останавливается, а все процессы протека-

стр. 6
Спиралевидная галактика M64-Black Eye со сверхмассивной "черной дырой".

ют с замедлением. Но наблюдаемая поверхность там отсутствует. На космическом корабле мы сможем попасть внутрь "черной дыры", но вернуться оттуда или послать какой-либо сигнал уже будет невозможно из-за присутствия там сильного тяготения. Человек, оказавшийся в "черной дыре", будет двигаться к так называемой сингулярности и погибнет, а с точки зрения внешнего наблюдателя - он станет приближаться к "горизонту событий" бесконечно долго. Например, космонавт, сидящий в космическом корабле, может проникнуть внутрь "черной дыры", а нам будет казаться, будто он застыл у "горизонта событий". Парадокс!

Как я уже сказал, сейчас открыты тысячи объектов, похожих на "черные дыры", и нам остается только доказать, что у них нет наблюдаемой поверхности, но есть "горизонт событий".

- А какова вероятность того, что когда-нибудь наша планета не будет поглощена подобной дырой?



- "Черные дыры" расположены на расстояниях, сравнимых с расстояниями до звезд, т.е. очень далеко. Воздействие их эквивалентно воздействию остальных звезд Галактики и оно ничтожно мало, поэтому мы его не ощущаем. Гравитационное поле "черных дыр" на больших расстояниях неотличимо от гравитационного поля звезд. А их особенность проявляется только тогда, когда мы приближаемся к ним на весьма короткое расстояние.

- Сейчас много разговоров ведется о существовании так называемых "кротовых нор". Правда ли, что с их помощью создание "машины времени" может стать реальностью? И в чем заключается отличие "черной дыры" от "кротовой норы"?

- Да, это правда. Общая теория относительности Эйнштейна, которая описывает гравитационное поле, не запрещает существование таких объектов теоретически. Материя для их формирования уже есть - недавно открытая "темная энергия". Необходимо лишь доказательство устойчивости "кротовых нор". Как только ученые подтвердят эту теорию, существование "машины времени" станет возможным.

"Кротовая нора" в отличие от "черной дыры" не обладает сингулярностью в центре. У нее отсутствует "горизонт событий", что дает нам возможность не только попасть в "нору", но и благополучно выбраться оттуда. За счет отрицательного давления образуется так называемый туннель в пространстве и времени, где вы даже можете погулять в разных Вселенных, причинно не связанных между собой.

Сейчас астрономы и все больше физиков говорят о том, что эти "норы" могут существовать. Это очень экзотические объекты, они интригуют воображение, и мы надеемся, что ученые близки к их открытию. Однако возникает проблема с принципом причинности, когда вы можете воздействовать из будущего на прошлое. Существует так называемый "парадокс дедушки". Представьте себе, что вы нашли "кротовую нору", вошли в нее и попали в прошлое. И там вы встречаете своего дедушку, которого можете убить. Возникнет вопрос: а как же тогда вы появились на свет? Нет ли здесь противоречия с классическим принципом причинности? Сейчас ученые работают над этой трудной проблемой.

- А когда человек будет находиться в этой "норе", что в тот момент будет происходить в настоящем?

- Время идет там, где нет "кротовых нор", по-своему, а внутри них - по-другому.

- И тогда, наверное, благодаря этим "норам" станет возможно общение с внеземными цивилизациями? Анатолий Михайлович, вы верите в их существование?

- Да, конечно. Верю и в то, что благодаря путешествиям в пространстве и времени встреча с пришельцами будет неизбежна. Важнейшая задача ученых на ближайшие двадцать лет - это поиск внеземных цивилизаций. Желание открыть и познакомиться с инопланетными незнакомцами - огромное. В Америке даже создан специальный радиотелескоп, где тысячи каналов одновременно будут изучать небо на предмет обнаружения каких-либо сигналов других цивилизаций. Тратятся многие миллионы долларов на создание соответствующей аппаратуры. Уже сейчас открыто около 500 планет вокруг других звезд, и вполне возможно, что практически у каждой звезды есть своя планетная система. А это может означать: где-то, вероятно, существуют планеты, схожие с Землей.

стр. 7
- То есть земляне, если возникнет необходимость, сумеют перебраться на другую планету?

- Вы знаете, у ученых уже сейчас есть некоторые предположения на этот счет. Например, у Юпитера есть спутник, на котором обнаружена вода, покрытая льдом. Не исключено, что мы сможем переселиться туда, если возникнет такая необходимость. Ведь астрономы подсчитали, что через 4,5 млрд. лет радиус Солнца возрастет в 100 раз. Оно, по мере своего развития, расширяется. Со временем Земля станет скользить по его атмосфере и в итоге будет поглощена им. Все живое на Земле погибнет. А Юпитер расположен гораздо дальше от Солнца, поэтому не исключено, что на спутниках Юпитера или Сатурна можно будет обосноваться. В связи с этим человечеству уже сейчас стоит более конкретно подойти к этому вопросу и попытаться найти способы, которые позволят нам переселиться на другую планету, способную обеспечить нормальное существование.

- Значит ли это, что в течение 4,5 млрд. лет нам не стоит ждать опасности, исходящей от Солнца?

- Астрономы рассчитали эволюцию Солнца. Нам известна природа многих звезд, мы знаем их внутреннее строение, понимаем, как они развиваются. Солнце - стационарная звезда. У него будет постепенно возрастать радиус, однако никакого взрыва не произойдет, так что опасаться его не стоит. В нашей Галактике много переменных звезд. Но астрономы знают массу Солнца, его радиус, температуру. Отсюда можно сделать вывод, что наше небесное светило является стабильной звездой и будет обеспечивать нам миллиарды лет спокойного существования.

- Анатолий Михайлович, а грозит ли нашей планете кометно-астероидная опасность? И если да, то можно ли ее избежать?

- Этой проблемой сейчас обеспокоены многие ученые мира. Дело в том, что в наше время у человечества появились реальные способы воздействия на опасные астероиды и кометы*. Создана специальная Комиссия РАН по изучению околоземных объектов, астероидов, комет. Председатель этой комиссии - член-корреспондент РАН Борис Шустов. Если вдруг такой объект будет обнаружен, то мы сумеем противостоять ему. Например, сможем воздействовать на него: запустить космический корабль в виде гравитационного тягача, отклонить на несколько сантиметров на орбите. При необходимости взорвем его ядерным зарядом, хотя тут нужно быть очень осторожным. Во всяком случае есть реальные технологические возможности повлиять на эти объекты, поэтому сейчас этому уделяется особое внимание. Как уже говорилось, в мире идет активная разработка крупных телескопов, которые позволят более тщательно и более подробно заниматься изучением околоземного пространства.

- А как часто к нам на Землю попадают эти объекты? Расскажите о наиболее интересном из них.

- Десять лет назад были обнаружены метеориты, прилетевшие к нам с Марса. Их нашли, распилили и выявили следы окаменелых микроорганизмов. Это была сенсация. Казалось бы, на Марсе найдена жизнь в микробном состоянии. Но, к сожалению, дальнейшие исследования показали, что имеются некие трудности с этой интерпретацией. Вполне возможно, что это просто кристаллики некоего вещества, похожие на бактерии. Однако это была одна из самых любопытных находок, прилетевших к нам из космоса. Как известно, на Марсе найдена вода в замершем виде в огромных количествах**. Вполне вероятно, что под почвой существует жизнь в виде микроорганизмов. Ведь на экваторе Красной планеты в летнее время температура повышается до 10 "С. В то же время микрофлора на Земле, расположенная в ее недрах, превышает объем жизни, которая существует на поверхности и в атмосфере. Так, может быть, и на Марсе под грунтом такая же жизнь? После открытия этих "подозреваемых" микроорганизмов в марсианских метеоритах американское правительство провозгласило программу исследования Красной планеты, главная цель которой - найти следы жизни на ней.

- А какие сейчас существуют программы, связанные с освоением Луны? Правда ли, что мы приближаемся к тому, чтобы создавать там свои базы и обсерватории?


* См.: А. Литвак и др. Космические странники. - Наука в России, 2003, N 2 (прим. ред.).

** См.: И. Митрофанов. Разгадывая марсианские тайны. - Наука в России, 2002, N 6; М. Литвак, И. Митрофанов. Времена года на Марсе. - Наука в России, 2004. N 4 (прим. ред.).

стр. 8
- Освоение Луны для ученых-астрономов является одной из самых главных и важных задач, решение которых позволит понять происхождение системы Земля-Луна. Надеюсь, что в ближайшем будущем в России этому будет уделяться особое внимание. Сейчас на ночном светиле найдена вода в "холодных ловушках"*. В ее полярных областях есть кратеры - туда Солнце не попадает никогда. Тень от вершин кратера существует вечно, там очень холодно. Когда кометы падают, они испаряются, и иней оседает в этих "холодных ловушках". За многие миллиарды лет воды могло накопиться много.

Вследствие этого перспективный сценарий освоения нашей ближайшей соседки можно планировать с учетом данного обстоятельства: ведь вода необходима для поддержания среды обитания на будущей лунной базе, высвобождаемый из нее кислород обеспечит воздушную атмосферу на станции, а водород станет эффективным топливом для космических аппаратов и транспортных средств. Создание там полярной космической обсерватории обеспечит нам великолепные условия для строительства астрономической, гелиофизической и метеорологической станций наблюдения. Поэтому мы надеемся, что на нашем ночном светиле скоро развернутся системы контроля астероидной опасности, мониторинга и раннего предупреждения катастрофических событий на Земле, изучение дальнего космоса и т.д.

- Какие основные задачи сейчас ставит перед собой астрономия как наука?

- В мировоззренческом плане наша первостепенная задача - поиск жизни вне Земли. Современная астрономия в состоянии с ней справиться. Как элемент программы поиска внеземной жизни, следует исследовать планеты Солнечной системы. Также нам необходимо будет понять природу "темной энергии" и гравитационного отталкивания. Уже сейчас можно сказать, что наличие "темной энергии" свидетельствует о новом пласте физических явлений, происходящих на сверхбольших расстояниях. Есть виды материи, которые еще не удалось открыть, - их ищут на Большом адронном коллайдере. Наконец, "черные дыры" и "кротовые норы". Проблемы их причинности необходимо решать. Это огромный вызов для всей фундаментальной науки.

Есть еще и прикладные проблемы. Одна из них - наша навигационная система ГЛОНАСС**. Ее работа связана с решением многочисленных общегосударственных задач, среди которых наиболее актуальны вопросы национальной безопасности и обороноспособности. В числе других ее приоритетов - потребности фундаментальных наук, навигационного обеспечения сухопутных, морских, воздушных и космических средств и объектов, распространения единых геодезических систем и шкал времени, картографо-геодезическая подготовка различных работ на земле, в морях и океанах, демаркации границ. ГЛОНАСС требует очень точного измерения времени и неравномерности вращения Земли. Небольшого отклонения оси вращения нашей планеты будет достаточно для того, чтобы точность навигации ухудшилась. Необходимо четко учитывать это при работе наших навигационных систем. И, конечно же, основной задачей остается освоение Луны, как кладовой природных ресурсов, уникальной площадки для космических обсерваторий, трамплина для прорыва человечества на Марс и другие планеты Солнечной системы.
* См.: Э. Галимов. Проект "Луна-Гелий-3". - Наука в России, 2006, N 6; Ю. Авсюк. Объект исследования - Луна. - Наука в России, 2006, N 6 (прим. ред.).

** См.: Ю. Носенко и др. ГЛОНАСС сегодня и завтра. - Наука в России, 2008, N 5 (прим. ред.).

стр. 9


следующая страница >>