Небесные механики - Николай Горькавый

Вскоре Эйнштейна посетил физик из России Крутков, который передал ему письмо Фридмана, где тот доказывал, что Эйнштейн ошибся в своих контррасчётах.

Эйнштейн был настоящим учёным, который не боится признаться в своей неправоте. Убедившись в своей ошибке, он опубликовал в журнале заметку, что он ошибся, а Фридман прав.

– Какой честный человек, этот Эйнштейн, ради правды не побоялся разрушить свою красивую модель Вселенной! – с удовольствием отметил Андрей.

– Да, это означало, что прежняя стационарная космология неверна. И на свет из уравнений Эйнштейна стараниями Фридмана появляется новая, динамическая Вселенная – молодая и нестабильная. И оценка Фридманом её возраста оказалась очень близка к современным данным! Более того, Александр Фридман показал, что в разлетающейся Вселенной, чем дальше галактика, тем быстрее она улетает от земного наблюдателя. Именно этот факт позже доказал Хаббл.

Это была подлинная революция в миростроении!

Фридман доказал, что наблюдаемая Вселенная не вечна, беспокойна и находится в полёте.

– Аналогичную революцию совершил Коперник, толкнув неподвижную Землю! – напомнил Андрей.

– Верно, – согласилась Дзинтара.

– Фридман заболел и умер в 1925 году в возрасте тридцати семи лет, успев внести в мировое здание науки неоценимый вклад. У Фридмана остался ученик Георгий Гамов, которому тоже будет суждено сделать важное усовершенствование модели Вселенной. Но это уже совсем другая история.

После работ Фридмана учёные долгое время думали, что окончательная модель расширения Вселенной найдена, и космологии осталось только уточнить возраст Вселенной. Но звёзды – особенно сверхновые звёзды – посмеялись над этими людскими надеждами. Сверхновые, эти вспыхивающие маяки космоса, позволили расшифровать свои сигналы, и в 1998 году сразу две группы астрономов – под руководством Шмидта и Перлмуттера – объявили, что Вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением.

«Кошмар!» – не поверили им теоретики.

Эта новость наблюдателей противоречила общим теоретическим представлениям, по которым следовало, что разлёт Вселенной замедляется – как движение камня, подкинутого вверх.

Кто из мальчишек, швыряющих камни в пруд, предполагает, что брошенные булыжники будут ускоряться и улетать в космос?

– Таких идиотов я ещё не встречал! – рассмеялся Андрей.

– Но именно такое неприличное поведение демонстрирует насмешливая Вселенная.

Космологи забыли спокойные времена и углубились в новую проблему. Как ведёт себя ускорение Вселенной? Уменьшается ли оно со временем или растёт? Будет ли Вселенная разлетаться вечно или она в какой-то момент остановится?

Особенно измучил астрономов вопрос: ЧТО заставляет Вселенную ускоряться?

Кто-то для объяснения этого эффекта вводит новые физические силы или пространственные размерности. Кто-то предполагает, что сам вакуум – вернее его странная отрицательная энергия – вмешалась в жизнь Вселенной и изменила её.

– Что такое отрицательная энергия? Энергия, на которой можно заморозить чайник? – спросила Галатея, высоко подняв брови.

– Физического смысла отрицательной энергии никто не знает, но ею должно обладать гравитационное поле, если мы хотим спасти закон сохранения энергии. А может быть, трудности в понимании мироздания возникли из-за того, что учёные-гравитационисты отвергли смелую трактовку Эддингтона – Эйнштейна, в которой они отказались от закона сохранения энергии?

Нет окончательного ответа на эти вопросы.

Наблюдатели ловят в телескопы всё более далёкие сверхновые звёзды, которые должны со временем прояснить вопрос об изменении ускорения далёких галактик. Теоретики терзают свои головы и компьютеры в поисках причины ускорения разлёта нашего мира.

Кроме того, Эйнштейн доказал, что гравитационное притяжение – это лишь проявление искривлённого пространства, но до сих пор нет ответа на вопрос следующего уровня: ПОЧЕМУ возле Земли и других гравитирующих тел пространство искривляется?

Ответы на многие загадки нашего мироздания ещё не найдены.

Может, их найдёшь ты, читатель?

– Я их первая найду! – заявила Галатея и погрозила кому-то крепким розовым кулачком.

Примечания для любопытных

Турбулентность – квазибеспорядочное, часто вихревое движение жидкости или газа: например, плывущий корабль оставляет за собой турбулентную дорожку. Это явление описывается очень сложными математическими моделями и до сих пор плохо изучено.

Александр Алексеевич Фридман (1888–1925) – петербургский математик и метеоролог. Показал, что уравнения Эйнштейна описывают нестационарную Вселенную, и получил знаменитые решения этих уравнений.

Юрий Александрович Крутков (1890–1952) – физик-теоретик. В 1922 году получил стипендию Рокфеллеровского фонда для поездки в Европу и встретился там с Эйнштейном, передав ему письмо Фридмана.

Георгий Антонович Гамов (1904–1968) – физик-теоретик. Родился в Одессе, уехал из СССР в 1933 году. Автор теории Большого взрыва и ряда других известных концепций в физике, астрономии и биологии. Известный популяризатор науки.

Саул Перлмуттер (род. 1959) – американский астрофизик. Один из открывателей феномена ускоренного расширения Вселенной, получивший за это в 2011 году Нобелевскую премию.

Брайен Шмидт (род. 1967) – австралийский астрофизик. Один из открывателей феномена ускоренного расширения Вселенной. За это он получил в 2006 году престижную премию Шау в миллион долларов, а в 2011 году заработал Нобелевскую премию вместе с Перлмуттером и американцем Адамом Рисом (род. 1969).

Вклейка

Эта старая гравюра отражает представления средневековых людей о космосе: плоская земля, окружённая хрустальной сферой, к которой прикреплены звёзды и за которой расположены огромные шестерни и механизмы для движения небес.

Иллюстрация из книги «История астрономии» Х. Купера и Н. Хенбеста

Фото Оливера Штейна

Справа: Астроном Региомонтан

Старинная гравюра неизвестного художника

Николай Коперник – великий мыслитель, сумевший сдвинуть с места Землю

Картина неизвестного художника XVI века (музей города Торуни)

Тихо Браге – выдающийся астроном-наблюдатель

Картина Эдуарда Эндера

Петля Марса. Яркий Марс совершает на небе эффектные петли, над которыми тысячи лет ломали головы астрономы. Цепь слабых звездочек рядом с петлей Марса соответствует движущемуся Урану. Обратите внимание на яркость Марса в нижней части петли, где он ближе всего к Земле.

Фотография Тунка Тезеля

Иоганн Кеплер – знаменитый учёный, сформулировавший основные законы движения планет

Картина неизвестного художника, 1610 год

Комета Хейла-Боппа. Сфотографирована 4 апреля 1997 года Е. Колмхофером и Х. Раабом в обсерватории имени Иоганна Кеплера в городе Линц (Австрия)

Справа: Галилео Галилей.

Портрет написан Оттавио Леони в 1624 году

Слева: Юпитер и спутники, открытые Галилеем. Так они выглядят в небольшой земной телескоп или бинокль

Первые в мире телескопы, созданные Галилеем

Фото Густаво Томсича

Исаак Ньютон – величайший учёный последнего тысячелетия. После Ньютона многие учёные стали считать настоящими науками только те, которые применяют математические уравнения

Картина сэра Годфри Кнелера

Ферма Вулсторп, где фермер Ньютон родился и сделал свои главные открытия. В саду за домом сохранились пни от о-о-очень старых яблонь…

Фото Хел-Хама

Первый морской хронометр Харрисона, весящий 35 килограммов

Фото и экспонат Национального морского музея (Лондон)

Тень от зонтика может служить прекрасным астрономическим инструментом!

Фото автора

Слева: Астроном и музыкант Вильям Гершель

Картина английского художника Л. Ф. Эббота (1760–1802)

Справа: Уран, открытый Гершелем. Единственная планета в Солнечной системе, которая вращается, лежа на боку, поэтому её спутники и кольца образуют что　то вроде колеса обозрения в городском парке (фото НАСА/ESA и М.Шовальтера (Институт SETI), сделанное с помощью телескопа Хаббла в 2005 году)