Темная сторона Вселенной

Последняя часть моего рассказа о самом важном наполнителе нашего мира, о темной энергии.

В начале 20 века астрономы, первым из них был Весто Слайфер, американский астроном, научились измерять скорости движения Галактик в пространстве.

Они использовали эффект Доплера. Если источник света движется на вас, он голубеет, если он удаляется от вас, его свет становится более красным. По положению линий в спектре, по тому, куда они сдвинуты, можно измерить скорость Галактик.

Человек, который измерил расстояние до Галактик — тоже американский астроном Эдвин Хаббл.  Он учел и свои измерения расстояний до галактик, измерения Слайфера и его коллег скоростей галактик, и в конце концов, выяснил, что чем дальше Галактика, тем быстрее она от нас удаляется.

Сегодня мы, конечно, в своих измерениях ушли гораздо дальше, но зависимость сохраняется. Коэффициент Хаббла равен примерно 70 километрам в секунду при удалении на каждый мегапарсек от нас.

Так можно представить себе расширение Вселенной, это уже зависит от интерпретации, но факт остается фактом — Галактики удаляются друг от друга.

Математически поведение Галактик в прошлом и будущем рассчитал наш советский математик Александр Фридман. На теории относительности он показал, что раз сегодня Галактики разлетаются друг от друга, в прошлом они были ближе друг другу — это естественно, и в будущем будут дальше друг от друга, но как?

Как дальше будет развиваться эта картина? Очень легко представить, и никакой теории относительности для этого не нужно. Ровно также, как движутся тела под действием взаимного притяжения.

Вот камень и земной шар притягивают друг друга, мы бросаем камень наверх — он поднимается, останавливается, и падает вниз. Также могут двигаться и Галактики. Если взаимное притяжение велико, сегодня они разлетаются, но когда-нибудь их полет затормозится, и потом их взаимное притяжение приведет к их обратному движению и столкновению.

Однако если мы быстро кинем камень, а притяжение будет слабое у планеты, он умчится в космос. Возможен и такой вариант для движения Галактик, но все равно под действием взаимного притяжения они будут тормозиться. Ускорять их нечему, силы антигравитации в природе, как оказалось, нет. Есть только гравитация, которая все ко всему притягивает.

Постепенно научились измерять расстояния в далеких звездных системах, все более и более удаленных от нас в пространстве, а значит и во времени. К чему это привело?

Как мы это делаем? Мы используем, как правило, метод стандартной свечи. Это довольно понятная вещь, когда едешь по дороге и видишь вдали огонек — можно представить себе, что это либо огонек сигареты чьей-то, и тогда он близко к вам, но, если эта фара мотоцикла, значит она при той же яркости очевидно далека от вас.

Если вы предполагаете, если вы догадались, что это за светящийся объект, тогда по его яркости можете определить примерное до него расстояние.

Что может в астрономии служить такими стандартными свечами? Взрывы звезд, взрывы сверхновых. Мы уже сегодня говорили: взрыв сверхновой виден издалека.

При наблюдавшихся взрывах сверхновых, яркость повышается, потом естественно охлаждается, но они все разные, они не могут служить стандартами, как оказалось.

Однако есть характерная группа сверхновых, которые возникают при слиянии двух белых карликов. Когда два белых карлика излучают гравитационные волны, сближаются в пространстве, приходят в контакт, и сливаются в одно тело, это тело взрывается как сверхновые. Получается такой стандартный объект. И именно они, как выяснилось, могут служить «стандартными свечами». И взрыв видно издалека, и имеют приблизительно один ход яркости. Быстрое повышение яркости, потом постепенно снижение.

Это открытие, но по крайней мере первые шаги к нему, сделал сотрудник нашего института — профессор Юрий Павлович Псковский. Его уже нет, он участник Великой отечественной войны, замечательный человек, я его очень любил.

Всю войну он прослужил артиллеристом, то есть таскал на себе пушки, это страшная работа, а после войны он занимался сверхновыми, и обнаружил эту зависимость. Класс сверхновых, которые могут служить стандартными свечами.

Сейчас этой работой занимается один из замечательных его учеников Сергей Иванович Блинников, один из крупнейших в мире специалистов по взрывам сверхновых, он просто нарасхват во всех других странах, прекрасный специалист астрофизик-теоретик.

Так вот, это открытие было использовано астрономами наблюдателями, американскими и австралийскими астрономами, которые взяли за основу сверхновые этого типа, о котором я говорю и использовали их для измерения расстояния до очень далеких Галактик.

Они доказали удивительную вещь. Оказалось, что реально с некоторого момента времени скорость взаимного удаления Галактик друг от друга нарастает — не уменьшается, а нарастает.

То есть, есть какая-то причина, которая расталкивает их друг от друга, и действует сильнее, чем гравитация, которая хотела бы их притянуть друг к другу.

В завершение: опасны ли черные дыры и угрожают ли они нашей Вселенной?

За всю Вселенную не скажу, но нашей Земле и нашей Солнечной системе те черные дыры, которые мы уже обнаружили не угрожают. Они очень далеки от нас, хотелось бы даже иметь их поближе, чтобы детально изучить.

Расстояние до тех черных дыр, которые мы нашли в центре нашей Галактики, немного ближе к нам, но и они все равно очень далеки, мы с трудом замечаем их. Никакой реальной угрозы они нам не несут.

Специальный совместный информационно-образовательный проект OBOZ.INFO и ПАО «ТОАЗ» — «РЕАКТОР»

Публикация подготовлена на основе материалов видеолекций интеллектуального клуба ПАО «ТОАЗ» — «Химия слова»