ТЕМНЫЕ ОБЪЕКТЫ И ТЕМНАЯ МАТЕРИЯ: ВОПРОС, КОТОРЫЙ ПРИВОДИТ КОСМОЛОГОВ В ЗАМЕШАТЕЛЬСТВО

И.Д. НОВИКОВ, член-корреспондент РАН Астрокосмический центр ФИАН им. П.Н. Лебедева Международная академия им. Нильса Бора, институт им. Нильса Бора (Копенгаген, Дания)


На главную страницу







Темы дня:
• На что может быть похожа внеземная жизнь?
• Представлена новая схема эволюции наших далеких предков
• "Люди Х", живущие рядом с нами: реальные люди с нереальными способностями. Фотолента
• Что на самом деле случилось с Гольфстримом
• Демографическая революция и кризис идеологий
• В нейронах закодирована врождённая картина мира
• Астрономы раскрыли еще одну тайну черных дыр






Область горячего газа во Вселенной. Синтезированное изображение (в видимом и рентгеновском диапазонах) показывает, как галактики удерживают светящийся газ (малиновый цвет), но их гравитационное поле значительно выше суммы их составляющих. Это подтверждает присутствие темной материи. Снимок сделан 4 апреля 1999 года международной космической рентгеновской обсерваторией "ROSAT". NASA. Р. Немиров, Дж. Боннелл

Материю, которая невидима, не излучает и не поглощает свет, называют темной, она обнаруживается по создаваемой ею гравитации. Постепенно выяснилось, что темная материя присутствует во всех масштабах: от галактических до сверхскоплений галактик. По массе ее существенно больше, чем видимой материи, составляющей звезды, планеты, газ, пыль. Что представляет собой темная материя, до сих пор неизвестно. Возможно, это еще не открытые элементарные частицы или маломассивные черные дыры и гипотетические кротовые норы. Перевод статьи с английского языка и примечания к ней сделаны В.К. Абалакиным.

Природа темной материи – одна из величайших загадок современной космологии. У открытия и исследования темной материи во Вселенной долгая история. Мысль о том, что может существовать материя, которую невозможно увидеть, владеет умами астрономов вот уже 85 лет. В настоящее время проблема темной материи представляет сущность всей астрофизики.

Первые идеи о том, что наша Галактика содержит, по меньшей мере, в два раза бóльшую массу, чем та, которую можно отнести к светящейся материи (звезды, газ), провозгласили в 1922 году. Я.Каптейн (1) и Дж.Джинс (2), а затем, позднее на десять лет, и Я. Оорт (3).

Ф.Цвикки (4) первым в 1933 году указал на то, что сумма масс видимых галактик в скоплении галактик в созвездии Волос Вероники существенно меньше общей массы этого скопления, производящей гравитационное поле. Суммарную массу можно определить, измерив напряженность общего гравитационного поля в этом скоплении. Напряженность можно вычислить, если из наблюдений известны скорости движения галактик и линейные размеры скопления. Ф.Цвикки пришел к выводу о том, что либо это скопление гравитационно не связано и является молодым, либо видимая материя не надежный проводник на пути определения массы.

В 1970 году К.Фримэн (5) пришел к заключению, что большие вращающиеся спиральные галактики окружены невидимыми дисковидными галó. В случае типичной спиральной галактики ее видимая часть простирается примерно на 50 тыс. св. лет от центра данной галактики. Однако облака атомного водорода движутся вокруг центра какой-либо галактики на расстоянии примерно 80 тыс. св. лет и более. Измерения показывают, что водородные облака движутся с очень большими скоростями вокруг центра галактики. Измерения скоростей облаков, находящихся на различных расстояниях от центра галактики, позволили сделать вывод о напряженности гравитационного поля на этих расстояниях и, следовательно, определить распределение масс, производящих такое поле. Поэтому мы вынуждены констатировать, что кроме светящегося ядра должно существовать темное гало из невидимой материи.

Позднее Я.Э.Эйнасто (6) исследовал распределение невидимой материи вокруг галактик даже на бóльших расстояниях, используя измерения движений малых галактик-спутников вокруг бóльших галактик, и получил аналогичный вывод о невидимых гало (Земля и Вселенная, 2009, № 4). В то время возможная физическая природа темной (скрытой) материи была абсолютна неизвестна. Насколько же мы продвинулись за последние 30 лет? Первый Симпозиум MAC, посвященный проблеме скрытой материи во Вселенной, состоялся в 1985 году. Дж.Корменди (7) и Г.Кнапп (8) в предисловии к трудам этого Симпозиума ("Proceedings of the IAU Symposium № 117") отметили, что: "впервые Международный астрономический союз созвал симпозиум по объектам совершенно неизвестной природы". К сожалению, сегодня мы должны повторить, что природа темной материи все еще неизвестна.

30 или даже 20 лет тому назад астрономы думали, что масса темной материи, преобладающая во Вселенной, определяет динамику Вселенной и кривизну трехмерного пространства. Сегодня мы знаем гораздо больше о скрытом секторе Вселенной. Наблюдение в пределах измерений температуры анизотропии в космическом микроволновом фоновом излучении (КМФ-излучение – это реликтовое излучение, появившееся сразу же после рождения Вселенной, оно несет важную информацию об эволюции Вселенной), информация о распространенности гелия и других легких элементов во Вселенной (образовались через пять минут после Большого взрыва в горячей плазме Вселенной) и образовании структуры во Вселенной указывают на то, что "нормальная" (то есть барионная) материя ответственна лишь за примерно 4% материального содержания Космоса. Звезды, планеты, газ, пыль и мы сами - все это состоит из барионной материи. Остальные 96% – "темный" сектор с примерно 23% темной материи и примерно 73% темной энергии. Мы знаем, что темная материя вызывает эффект гравитационного притяжения, как и обычная барионная материя. А темная энергия, реально преобладающая во Вселенной, вызывает эффект гравитационного отталкивания. Физическая природа темной энергии совершенно неизвестна.


Гигантское скопление галактик CL0025+1654, находящееся в 4.5 млрд св. лет от нас. Темная материя повторяет сгущения светящегося вещества в скоплении. Полная масса скопления – сумма масс всех галактик и массы невидимой темной материи (синий цвет). Снимок сделан 14 августа 2003 г. КТХ. NASA. Ж.-П.Кнайб

На первый взгляд любая классификация, кроме хорошо известной барионной материи, напоминает пародию А. Аверченко (9): "История мадианитян (10) затерялась во мраке веков и неизвестна; тем не менее ученые различают в ней три отчетливых отдельных периода: первый, о котором ничего неизвестно, второй, о котором можно сказать то же самое, и третий, который следует за двумя первыми". Действительно, причина такой классификации связана с различными гравитационными эффектами, вызванными темной материей и темной энергией.

Один из самых простых вопросов, который можно задать о Вселенной, звучит так: "Из чего она сделана?" Этот вопрос приводит современных космологов в некоторое замешательство, и они отвечают на него, пожимая плечами. В масштабах столь малых, как наша Галактика, и столь больших, как видимая Вселенная, бóльшая часть массы Вселенной является скрытой и невидимой, и ее природа неизвестна.

Кроме методов исследования темной материи, названных выше, следует упомянуть также гравитационное влияние темной материи на распространение света от удаленных источников (гравитационное линзирование). Важные части информации поступают также из анализа КМФ-излучения и анализа процесса образования структуры Вселенной из малых начальных неоднородностей. Сила гравитации темной материи весьма существенна для процесса образования крупномасштабной структуры, то есть образования скоплений галактик и самих галактик. Развивая самосогласованный сценарий такого процесса, большинство космологов предпочитают тип темной материи, известный как холодная темная материя. Она называется холодной, так как в то время, когда гравитация темной материи становится важной для формирования структуры, скорости движения ее элементов были далеки от релятивистских, то есть намного меньше скорости света. Многие космологи убеждены в том, что холодная темная материя состоит из частиц, образовавшихся в раннем, горячем периоде эволюции Вселенной, но все еще существующих сегодня. Список возможных частиц-кандидатов, которые могут составлять темную материю, очень велик. Он состоит главным образом из гипотетических, все еще неведомых частиц, например аксионов или суперсимметричных реликтов (Земля и Вселенная, 2006, № 1, с. 37–49). Сейчас начаты прямые и косвенные эксперименты по их поиску. Прямое обнаружение темной материи, вероятно, уже доступно. Однако! Мы должны повторить: относительно физической природы темной материи мы, к сожалению, все еще находимся в потемках.

Кроме гипотетических неизвестных частиц, которые так важны для физики (и физиков!), имеются и другие кандидаты на включение в список подозреваемых в том, что темная материя состоит из них. Некоторые из них даже более экзотичны (и важны для науки!), чем неизвестные частицы. Среди них - релятивистские темные тела: первичные черные дыры и первичные кротовые норы.


Спиральная галактика М83 (NGC 5236) в созвездии Гидры, расположенная в 15 млн св. лет от нас. По движению звезд и газа в ее рукавах определили, что масса галактики намного превышает массу видимого вещества, поэтому она состоит преимущественно из темной материи. Снимок сделан 25 мая 1998 г. в Обсерватории Китт Пик (США). Алабамский университет. У. Киль

Гипотеза о существовании первичных черных дыр также имеет долгую историю. Чтобы быть кандидатами на включение в список подозреваемых в том, что они составляют темную материю, черные дыры должны обладать довольно малыми массами, не более 0.5 М.Такие черные мини-дыры не образуются в нынешней Вселенной. Если же мы обратимся к прошлой истории Вселенной, то легко заметим, что условия в самом начале расширения Вселенной, около 13 млрд лет назад, были благоприятны для образования черных мини-дыр. Действительно, вся материя тогда пребывала в состоянии ужасно высокой плотности, и никакого добавочного сжатия не требовалось. Фактически эта материя расширялась с очень высокой скоростью. Поэтому могла образоваться черная дыра, если скорость расширения в небольшом объеме была несколько ниже или если количество материи было несколько больше, чем в соседних объемах того же размера. Тогда гравитационные силы могли замедлить расширение в этом объеме и через некоторое время превратить его в сжатие, образуя черную мини-дыру. В 1961 году Я.Б.Зельдович (11) и я, а в 1971 году С. Хокинг (12) указали на такую возможность. Таким образом, мы приходим к выводу, что на ранних стадиях во Вселенной могли существовать крошечные черные дыры и что их массы могли быть меньше масс звезд. Какова же судьба этих объектов?

Эволюция крошечных черных дыр зависит от величины их масс. Черные мини-дыры излучают энергию посредством квантового механизма. Этот процесс абсолютно пренебрежимо мал для черных дыр с массой порядка звездной массы. Чем меньше масса черной дыры, тем больше квантовый выход излучения и тем быстрее происходит процесс преобразования массы черной дыры в энергию излучения. Крайне медленный процесс потери энергии черной дырой из-за квантового излучения известен как квантовое испарение (хокинговское испарение). Излучение энергии черными дырами с малой массой нельзя называть "испарением": это весьма значительное свечение. Во время этого свечения масса таких черных дыр уменьшается с постоянно возрастающей скоростью. Когда их масса падает до одного миллиона тонн, процесс излучения превращается во взрыв. Последние тысячи тонн взрываются за одну десятую долю секунды, высвобождая энергию, равную выделяемой при взрыве одного миллиона мегатонных водородных бомб. Вычисления показывают, что все первичные черные дыры, начальные массы которых были менее миллиарда тонн, полностью "испарились" к нашему времени. Более массивные черные дыры сохранились до наших дней. Можно ли обнаружить их астрономическими средствами, предполагая, что они действительно существуют во Вселенной?

Чтобы найти достаточно малые черные дыры, необходимо искать излучение их жестких квантов. Наблюдения таких квантов, идущих из Космоса, могли бы помочь в отождествлении первичных черных дыр. До сих пор не обнаружена ни одна из них. Мы можем лишь заключить, что число черных дыр с массой около миллиарда тонн не превышает одной тысячи на кубический световой год. Если бы их было больше, можно было бы обнаружить их суммарное излучение. Квантовое излучение массивных первичных черных дыр пренебрежимо малó, их можно считать кандидатами в объекты, составляющие темную материю.


Скопление галактик Abell 1689, находящееся в 2 млрд св. лет от нас. Это один из наиболее массивных объектов во Вселенной, создающий эффект гравитационного линзирования. Основная часть массы скопления сосредоточена в темной материи, присутствие которой можно обнаружить по искаженному изображению галактик фона. Снимок сделан 9 января 2003 г. КТХ. NASA

В 1994 году П.Иванов, П.Насельский и я в Центре теоретической астрофизики (Дания) указали на эту возможность. В то время поступило сообщение об обнаружении микролинзирования звезд в Большом Магеллановом Облаке массивными компактными гало-объектами (МАСНО (13)) нашей Галактики с вероятными массами около 0.1 М. Среди других возможностей сделано предположение, что такими объектами могли быть черные дыры. Как мы подчеркнули выше, черные дыры с массами порядка 0.1 М могут иметь только изначальное происхождение. Следовательно, новое открытие дало добавочные аргументы в пользу возможности того, что холодная темная материя состоит из первичных черных дыр. Для образования первичных черных дыр массой 0.1 М необходимо существование флуктуаций гравитационного поля в ранней Вселенной. С другой стороны, флуктуации гравитационного поля на бóльших и меньших масштабах должны быть очень небольшими, чтобы соответствовать астрономическим наблюдениям. Согласно нашим вычислениям, такие условия возможны в начале расширения Вселенной. Холодная темная материя (или ее часть), вероятно, состоит из первичных черных дыр.

Теперь несколько слов о первичных кротовых норах. Согласно общей теории относительности, кротовая нора - сильно искривленное пространство в виде тоннеля, соединяющего две дыры (входа) в пространстве. Материя или излучение могут упасть в одну дыру, распространиться по тоннелю и выйти наружу из другой дыры, и наоборот. По одной из гипотез, первичные кротовые норы, вероятно, уже существовали в начале расширения Вселенной. Возможно, первичные кротовые норы сохранились после первых стадий расширения Вселенной. Хокинговское квантовое испарение не действует в таких объектах, благодаря чему они могут сохраняться в течение космологических промежутков времени, если не подвержены другим неустойчивостям. Не исключено, что некоторая часть холодной темной материи состоит из первичных кротовых нор.

Итак, вполне возможно, что темные объекты - первичные черные дыры и первичные кротовые норы - могут разрешить загадку темной материи. Насколько хороши или плохи эти теории, мы узнаем лишь тогда, когда станут известны результаты следующего поколения наблюдений, направленных на изучение холодной темной материи (прежде всего, с помощью космической обсерватории "Планк" (14)), а также других методов наблюдения. Будем надеяться, что наши гипотезы выдержат испытание временем.

Примечания

1. Якоб Каптейн (Jacobus Cornelius Kapteyn, 1851–1922) - выдающийся голландский астроном, известный своими исследованиями нашей Галактики и доказательством ее вращения (1904), подтвержденного впоследствии Б.Линдбладом и Я.Оортом. Согласно его модели, Галактика имеет форму чечевицы (линзы) и простирается на 40 тыс. св. лет, Солнце расположено на расстоянии 2 тыс. св. лет от ее центра. Позднее Р.Трюмплер оценил размеры Галактики в 100 тыс. св. лет, а расстояние Солнца от ее центра - в 30 тыс. св. лет.

2. Джеймс Джинс (James Hopgood Jeans, 1877–1946) - известный английский математик, физик, астроном и популяризатор науки. Приливная теория образования планет Солнечной системы изложена в его книгах "Проблемы космогонии и звездной динамики" и "Астрономия и космогония", опубликованных в 1919 году и 1928 году. Многие работы Джинса посвящены также теории внутреннего строения и эволюции звезд.

3. Ян Оорт (Jan Hendrik Oort, 1900–1992) - выдающийся голландский астроном. В 1927 году на основании своих исследований движения звезд он подтвердил теорию вращения Галактики. В 1970 году Оорт построил большой синтезирующий радиотелескоп в Вестерборке для интерферометрических наблюдений. В 1950 году выдвинул гипотезу об общем происхождении комет и существовании облака комет, подтвержденную впоследствии.

4. Фриц Цвикки (Fritz Zwicky, 1898–1974) - известный швейцарско-американский астрофизик и изобретатель. Известен своими многочисленными космологическими теориями, дающими и в наши дни глубокий взгляд на понимание Вселенной. Многие годы вел наблюдения в астрономических обсерваториях Маунт Вилсон и Маунт Паломар. В 1933 году он доказал существование невидимой темной материи. В 1937 году предположил, что скопления галактик могут действовать как гравитационные линзы.

5. Кеннет (Кен) Фримэн (Ken Freeman, род. в 1940 г.) - выдающийся австралийский астроном. С 1967 года работал в обсерватории Маунт Стромло Австралийского национального университета в Канберре. Исследовал проблемы образования и динамики галактик и шаровых скоплений, в частности темной материи в галактиках.

6. Ян Эльмарович Эйнасто (Jaan Einasto, род. в 1929 г.) - выдающийся эстонский астрофизик и космолог. До 1977 года работал в Тартуской астрономической обсерватории и до 1998 года - в обсерватории Эстонской академии наук в Тыравере. Исследовал образование структуры и эволюции Вселенной, открыл ее ячеистую структуру.

7. Джон Корменди (John Kormendy, род. в 1948 г.) - профессор астрономии Техасского университета в Остине (США). Научные интересы связаны с поиском черных дыр в ядрах галактик, фотографированием галактик с черными дырами, исследованиями темной материи, изучением эволюции галактической структуры.

8.Гиллиан Кнапп (Gillian Knapp) - профессор астрономии Университета штата Мэриленд (США). Ее научные интересы относятся к области физики углеродных звезд, изучению межзвездной среды (в том числе и внутри галактик), исследованиям структуры Галактики.

9. Аркадий Аверченко (1881-1925) - известный русский юморист. Цитата взята из начала его «Полной мировой истории журнала "Сатирикон"».

10. Мадианитяне-полукочевые племена, упоминаемые в Библии. Мадианитяне кочевали в Заиорданье вдоль границ Аравийской пустыни и на окраинах Моава и Эдома до пустынь Синая, контролируя торговые пути из Ханаана в Египет. В эпоху Судей после поражения в войне мадианитяне исчезли с политической и военной арены.

11. Яков Борисович Зельдович (1914–1987) - выдающийся советский физик, академик АН СССР. В 1964 году он и американский астрофизик Э.Солпитер первыми (независимо друг от друга) выдвинули предположение, что источниками колоссальной энергии квазаров служат аккреционные диски, охватывающие массивные черные дыры. В работах Зельдовича по космологии основное место занимала проблема образования крупномасштабной структуры Вселенной, он исследовал начальные стадии ее расширения. В сотрудничестве с Р.А.Сюняевым создал теорию рассеяния реликтового излучения на электронах и предсказал физическое явление – эффект Сюняева– Зельдовича.

12. Стивен Хокинг (Stephen William Hawking, род. в 1942 г.) - выдающийся английский физик-теоретик, профессор математики Кембриджского университета и многих других научных учреждений. Внес существенный вклад в космологию и квантовую теорию гравитации, в частности в связи с черными дырами. Он теоретически предсказал явление излучения из черных дыр, известное теперь как хокинговское излучение, сформулировал теоремы, связанные с сингулярностями в смысле общей теории относительности.

13. В международном проекте MACHO (MAssive Compact Halo Objects - массивные компактные объекты в гало) принимают участие ученые из обсерваторий Маунт Стромло и Сайдинг Спринг (Австралия), Центра астрофизики частиц Калифорнийского университета, институтов и лабораторий США. Главной задачей проекта является проверка гипотезы, утверждающей, что значительная часть темной материи в гало нашей Галактики состоит из таких объектов, как коричневые карлики или планеты.

14. Космическая обсерватория "Планк" ("Planck") запущена 14 мая 2009 года в рамках программы Европейского космического агентства Horizon-2000, это часть программы Cosmic Vision. Названа в честь выдающегося немецкого физика Макса Планка (1858-1947) - одного из творцов квантовой теории, лауреата Нобелевской премии 1918 года. Обсерватория будет строить изображения анизотропий поля космического фонового излучения всего неба с непревзойденными чувствительностью и угловым разрешением. С ее помощью надеются получить информацию, относящуюся к нескольким космологическим и астрофизическим проблемам, связанным с проверкой теорий ранней Вселенной и происхождения космической структуры.

Источник: "Земля и Вселенная", 2009, №5
Оцените этот текст

1
2
3
4
5

АНТИМАТЕРИЯ МОЖЕТ ОКАЗАТЬСЯ "АНТИ" ВО ВСЕХ СМЫСЛАХ

С.М.КОМАРОВ кандидат физико-математических наук






Многолетние усилия одной из международных групп (коллабораций) ученых, работающих в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРНа) увенчались успехом: им удалось получить холодные атомы антиводорода и сохранить их в ловушке в течение 130 миллисекунд. Это долго: до сих пор атомы антиводорода (а их получают с 1995 года, см. «Химию и жизнь», 2003, № 1) жили гораздо меньше. Когда ученые отладят методику и накопят много атомов антиводорода, они смогут провести тонкие эксперименты, связанные с фундаментальными свойствами нашей Вселенной. Возглавляет эту коллаборацию Джеффри Хангст из датского Орхуского университета.

«Да, Джеффри и его коллеги по эксперименту ALPHA достигли большого успеха, — поясняет член-корреспондент РАН Игорь Николаевич Мешков (Объединенный институт ядерных исследований, Дубна). — Получить холодные атомы антиводорода и удержать их в ловушке в течение длительного времени — огромный шаг вперед. Ведь атомы — совсем не то, что ядра, которые успешно получают вот уже более полувека. Они нейтральны, у них вокруг ядра (у антиводорода это антипротон) вращаются позитроны. Значит, можно исследовать свойства антивещества — химические, физические. Основное направление — изучение спектра антиводорода. Его нужно измерить с большой точностью, чтобы выяснить, существуют ли какие-то различия между антиводородом и водородом. Для такого исследования требуется получить не менее тысячи атомов, причем они должны быть очень холодными, то есть практически не двигаться. Иначе из-за эффекта Доплера в измерения будет вкрадываться неопределенность, которая способна скрыть искомый эффект. Джеффри и его коллеги хотят еще изучить и возможность антигравитации антивещества, но сегодня такой эксперимент на грани технических возможностей.

К сожалению, пока что хорошо охладить атомы антиводорода, а речь идет о температурах в доли кельвина, не удается. Дело в том, что основной метод, применяемый для получения сверххолодных атомов — использование лазерного излучения — с антиводородом не работает. Причина банальна: этот эффект основан на поглощении атомом света лазера, а для антиводорода нужны кванты слишком большой энергии. Для эффективного торможения его атома требуется ультрафиолетовый лазер, а таких лазеров достаточной мощности нет. Однако это технические трудности, которые конечно же будут так или иначе преодолены. Кстати, на водороде подобные эксперименты группа Т.В.Хэнша из Института Макса Планка в Гаршинге провела с фантастической точностью: энергия атомарного перехода между основным, 1S, и первым возбужденным, 2S, уровнями измерена с относительной точностью 1,8х10-14.

Что касается возможности работы с антигелием-3, ядра которого тоже давно научились получать, то этот путь вряд ли приведет к успеху, ведь вероятность рождения таких ядер гораздо меньше, чем вероятность получения антипротонов. А для изготовления атомов их требуется еще охладить, соединить с позитронами, снова охладить — на каждом этапе значительная часть антивещества теряется. Пока получают считанные атомы холодного антиводорода, об атомах антигелия не стоит говорить».

Краткая история антивещества

А теперь расскажем подробнее об экспериментах с атомами антиводорода.

История антивещества начинается с 30-х годов XX века. Сначала Поль Дирак получил уравнения, из которых следовало: у каждой частицы должна быть античастица. Потом, в 1932 году, американский физик Карл Андерсон открыл первую стабильную античастицу, позитрон, в космических лучах (за что получил Нобелевскую премию 1936 года). Затем позитроны обнаружили и в продуктах распада радиоактивных элементов: если число протонов в ядре какого-то изотопа оказывается слишком большим, то один из них превращается в нейтрон, а электрический заряд ядра снимается за счет вылета позитрона. Сейчас радиоактивные элементы и служат источниками позитронов.


Следующую стабильную античастицу пришлось ждать долго. Лишь в 1955 году, после того, как в Калифорнийском университете построили беватрон — ускоритель, способный разгонять протоны до 6,2 ГэВ, были получены антипротоны. Схема этого, а также всех последующих экспериментов с античастицами, такова: разогнанные протоны попадают в мишень и порождают ливень вторичных частиц. В сущности, они берутся «из ничего» — это воплотившаяся в вещество энергия протона (вспомним эйнштейновское Е=mc2). Поскольку частицы рождаются парами «частица-античастица», среди них были и протоны с антипротонами. Спустя год были открыты антинейтроны, а в 1965 году группа Леона Ледермана на Брукхэйвенском ускорителе получила антидейтроны. Для этого исходные протоны потребовалось разогнать уже до 30 ГэВ. Следующий успех выпал на долю советским физикам под руководством члена-корреспондента АН СССРЮ.Д.Прокошкина: в 1970 году на ускорителе в Протвино они зарегистрировали ядра антигелия-3, а спустя три года там же получили и ядра радиоактивного антитрития (при распаде он дает тот же самый антигелий-3). На этом период «бури и натиска» в деле создания антиматерии завершился: мечты продвинуться дальше и получить следующее ядро, антилегий-4, не сбылись. Всю эту историю по горячим следам описал В.В.Станцов своей знаменитой серии статей «Элемент №...» («Химия и жизнь», 1975, № 1).

Материя-антиматерия: различие или сходство?

Фабрики по производству антипротонов работали, античастицы стали использовать в медицине (позитронная томография, протонная хирургия), и в конце концов уровень ускорительной техники оказался достаточным для того, чтобы приступить к изготовлению настоящего антивещества — то есть присоединить к антиядру антиэлектроны и посмотреть, что будет. Посмотреть же интересно, во-первых, на спектры. Если окажется, что антиводород хоть слегка, но не похож на водород, то завеса тайны над проблемой дефицита антиматерии во Вселенной приоткроется. А во-вторых, антиматерия может оказаться «анти» во всех смыслах, то есть обладать еще и свойством антигравитации, отрицательной массой.

Над этой отрицательной массой сломано немало копий. Дело в том, что формально подставив отрицательную массу в законы Ньютона, можно получить парадоксальный результат. Закон тяготения ожидаемо превратится в закон отталкивания антимассы от массы, а вот с законами механики будет твориться нечто за пределами здравого смысла: сила, отталкивающая антимассу, станет ее, наоборот, притягивать. Но этот парадокс можно разрешить. Законы Ньютона держатся на принципе эквивалентности гравитационной массы (которая стоит в законе тяготения) и инерционной, присутствующей в законах механики. Однако этот принцип не считается доказанным — просто не найдено свидетельств его несправедливости. Гравитация же отличается от механики, поскольку, согласно общей теории относительности Эйнштейн, ее суть — деформация пространства-времени. В соответствии с принципами хорошо разработанной в физике твердого тела теории упругости, частицы, создающие деформации одного знака (в простейшем случае — всестороннего сжатия или расширения), притягиваются, а разного — отталкиваются. Свет, проходя рядом со звездой, отклоняется к ней, значит, масса создает деформацию сжатия. Тогда если антимасса создает деформацию растяжения (свет, проходя рядом с антизвездой, отклонится от нее), то антигравитация будет иметь место, а на механике это никак не скажется, ведь инерция с деформацией пространства никак не связана. Антигравитация антиматерии способна объяснить ее исчезновение в видимой части Вселенной — гравитационные силы попросту отпихнули ее подальше от материи. Очевидно, что в таком случае заметить знак массы у античастиц невозможно до тех пор, пока не измерен знак их взаимодействия с полем тяготения Земли. А это можно сделать только с нейтральными атомами — гораздо более мощные электрические и магнитные поля, действующие на заряженные частицы, скроют слабое влияние гравитации.

Воодушевленные примерно такими соображениями, физики в девяностых годах XX века приступили к созданию антивещества. Первый успех пришел к ученым из ЦЕРНа — в 1995 году они получили первые девять атомов антиводорода. В 1997 году их американские коллеги из чикагской Лаборатории Энрико Ферми (Фермилаб) получили уже сотню антиатомов. Впрочем, в обоих экспериментах эти атомы летели со скоростью, близкой к скорости света, и проводить с ними тонкие эксперименты было невозможно. Тем временем в ЦЕРНе сломали старый ускоритель, и возникла пауза. Лишь в 2002 году опыты возобновились и были получены первые медленные атомы антиводорода. При этом производительность антиводородной фабрики выросла во много раз — до нескольких тысяч антиатомов в минуту. Однако использовать эти антиатомы для исследования тоже было нельзя: они очень быстро сталкивались со стенками ускорителя и аннигилировали. Нужна была хорошая ловушка, способная удержать антиатомы «подвешенными» в вакууме. И здесь есть серьезные трудности.

Ловушка для антиатомов

Вот как выглядит схема получения холодных антиатомов в ЦЕРНе. После того как быстрые протоны врезаются в мишень, они порождают множество частиц, в том числе протоны и антипротоны. С помощью магнитного поля отрицательно заряженные антипротоны переводят в Антипротонный замедлитель, — синхротрон, где они довольно долго вращаются в спадающем во времени магнитном поле и тормозятся в электрическом поле до энергии в 5,3 МэВ. При этом антипротоны приходится охлаждать, используя специальные методы. Первый из них - электронное охлаждение, был предложен и разработан Г.И.Будкером с учениками в Новосибирском институте ядерной физики в 60—70-х годах. Второй метод — стохастического охлаждения, предложенный несколько позднее будущим нобелевским лауреатом С. ван-дер-Меером, был создан в ЦЕРНе. Сегодня оба метода — признанное орудие формирования плотных пучков в ускорителях.

Из замедлителя каждые две минуты вылетает порция в 30 млн. антипротонов. Увы, они еще слишком горячи — такая энергия соответствует скорости в 10% от скорости света и температуре в миллионы градусов. Чтобы радикально затормозить антипротоны, их пропускают сквозь алюминиевую фольгу толщиной в треть миллиметра. При столкновении с атомами алюминия половина антипротонов аннигилирует, а другая половина пролетает насквозь, расходуя часть своей энергии на нагрев фольги. Примерно сто тысяч из них сбрасывает энергию в тысячи раз, до 0,2% от скорости света. Такие антипротоны уже можно поймать в электромагнитную ловушку Пеннинга — Малмберга. Как и все прочие подобные ловушки, она построена из катушек с электрическим током и электродов: созданные ими магнитные и электрические поля заворачивают заряженные частицы и не дают им лететь дальше. Очевидно, что энергия частиц должна быть достаточно маленькой, иначе полям ловушки с ними не справиться. Эта ловушка заполнена холодными электронами: сталкиваясь с ними, антипротоны охлаждаются дальше. После отделения электронов в ловушке остается несколько тысяч антипротонов с температурой 300—400 К.

А в соседней аналогичной ловушке накапливаются и охлаждаются позитроны, которые получаются при распаде натрия-22. Их температура оказывается 60—80 К. Затем стенку из полей между облаками обоих типов частиц снимают, эти облака сливаются, и начинается образование атомов антиводорода: антипротон захватывает позитрон, и тот, излучая энергию, постепенно достигает нижнего энергетического уровня, занимая основной уровень 1S в атоме антиводорода. Тут и возникает главная проблема охотников за антиматерией: атом-то становится электрически нейтральным и легко проходит сквозь электромагнитные стенки ловушки для заряженных частиц. Значит, нужно ставить снаружи еще одну ловушку, для нейтральных атомов. Собственно, ее созданием и занимались ученые после первых успехов 2002—2005 годов.

Вообще-то ловушки для нейтральных частиц стали известны не вчера. Принцип такой ловушки для нейтрона был предложен В.В.Владимирским еще в 1960 году. В ней магнитное поле сформировано так, что оно возрастает во всех направлениях от центра ловушки - так называемый «minimum В» (латинской буквой В в физике принято обозначать магнитное поле). Вскоре участники термоядерного проекта из Института атомной энергии им. И.В.Курчатова (ныне Курчатовский институт) во главе с М.С.Иоффе предложили конструкцию такой ловушки.


Не пойманные в ловушку атомы антиводорода аннигилируют на стенках камеры (фото: CERN)

Это цилиндр, на краях которого расположены две запирающие катушки с током, а вдоль его стенки проложены четыре проводника — «палки Иоффе», причем в соседних проводниках ток течет в противоположных направлениях. В центре цилиндра возникает минимум магнитного поля, а к стенкам вдоль оси оно нарастает. Хотя эту ловушку придумали для удержания плазмы, она подошла и для нейтральных атомов: у любого из них в магнитном поле возникает магнитный момент. В зависимости от его ориентации атом будет двигаться либо туда, где поле сильнее, либо в обратную сторону.

В 1983 году Дэвид Притчард из Массачусетского технологического университета предложил применить ловушку Иоффе для удерживания холодных атомов. Притчард известен не только своим участием в комиссии по изучению случаев похищения людей инопланетянами: его ученики Вольфганг Кеттерле и Эрик Корнелл получили Нобелевскую премию 2001 года по физике за работу со сверххолодными атомами и создание из них конденсата Бозе — Эйнштейна. Поэтому вопрос о том, как подвесить такие атомы в пространстве и не дать им соприкоснуться с горячей стенкой ловушки, был для него совсем не праздным. Для антивещества задача принципиально не отличается: ему тоже нельзя соприкасаться со стенкой, иначе произойдет аннигиляция.

Атомы антиводорода и можно собирать в ловушке Иоффе — Притчарда, где они повиснут, не касаясь стенок камеры. Главное условие — энергия атомов должна быть очень мала. Магнит с силой в 1 Тл удержит атомы водорода с температурой не выше 0,67 К. Поскольку сила самых мощных современных электромагнитов составляет несколько тесла, следует ожидать, что в такую ловушку попадут атомы антиводорода с температурой в 2—4 К. Магниты, которые сейчас применяют в экспериментах ЦЕРНа, удерживают атомы не горячее 1 К. Не исключено, что причина здесь не в цене более мощных магнитов, а в том, что ловушка Иоффе — Притчарда сильно портит конфигурацию полей в расположенной внутри нее ловушке для заряженных частиц.

При средней температуре получающихся антиатомов под двести Кельвинов очевидно, что лишь малая их толика сможет задержаться в ловушке, остальные же сразу после образования разлетятся и погибнут, столкнувшись со стенкой. И действительно, после объединения облаков позитронов и антипротонов на стенках ловушки фиксируют две-три тысячи актов аннигиляции атомов антиводорода. После окончания этой массовой аннигиляции можно было посмотреть, что же осталось в ловушке. Для этого ее открыли спустя 130 миллисекунд после образования антиатомов. Собравшийся в ней антиводород вылетел и, достигнув стенки, тоже аннигилировал. С высокой надежностью, отбросив все сомнительные сигналы (а они могли идти и от космических лучей, и от случайно сохранившихся антипротонов), участники эксперимента насчитали 38 случаев аннигиляции от пойманных в ловушку атомов. Немного, но начало положено.

Источник: "Химия и жизнь"

БОМБА ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ

Светлана КУЗИНА




Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной.

НАШ МИР-ПРОЕКЦИЯ

С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность — иллюзия и не более того.

...Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными. Они якобы состоят из отдельных частей, точек — как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества — нечеткой, размытой. Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку.

Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть. Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу — вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы. А это противоречит принципу сохранения информации. Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т'Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, — точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.

У УЧЕНОГО КАК-ТО РАЗ СЛУЧИЛСЯ ФАНТАЗМ

Впервые «безумная» идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века. Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма. Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект «вкладывается» в каждую из своих составных частей.

— Из этого следует, что объективной реальности не существует, — сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. — Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе — фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.

Напомним, что голограмма представляет собой трехмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы ее изготовить, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещен светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отраженным светом от предмета, дает интерференционную картину (чередование минимумов и максимумов лучей), которая может быть зафиксирована на пленке. Готовый снимок выглядит как бессмысленное переслаивание светлых и темных линий. Hо стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трехмерное изображение исходного предмета.

Трехмерность не единственное замечательное свойство, присущее голограмме. Если голограмму с изображением, например, дерева разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение того же самого дерева точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом. В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всем предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением четкости.

— Принцип голограммы «все в каждой части» позволяет нам совершенно по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности, — объяснял профессор Бом. — На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, — это рассечь его и изучить составные части. Голограмма показала нам, что некоторые вещи во Вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью.

И ТУТ ПОЯВИЛСЯ ВСЁ ОБЪЯСНЯЮЩИЙ АСПЕКТ

К «безумной» идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Hе имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта.

Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.

«Свою замысловатую теорию профессор для лучшего уяснения иллюстрировал следующим примером, — писал автор книги «Голографическая Вселенная» Майкл Талбот. — Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума. Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов — отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Hо, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь. Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой. Когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, что это не факт случайного совпадения».

— Явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, — объяснял Бом феномен опытов Аспекта, — более высокой размерности, чем наша, как в аналогии с аквариумом. Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности. А частицы — не отдельные «части», но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо, как упоминавшееся выше дерево. И поскольку все в физической реальности состоит из этих «фантомов», наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.

Что еще может нести в себе голограмма — пока не известно. Предположим, например, что она — это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии — от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все.

Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира — просто одна из ступеней бесконечной эволюции.

ВРЕМЯ СОСТОИТ ИЗ ГРАНУЛ

Но можно ли «пощупать» эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты. Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин — странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе. Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган. Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени.

— А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, — объяснил профессор Хоган.

По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени — то самое «зерно», вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как «шум».

И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет:

— Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов.

Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия. Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory — крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем — в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу о Большом взрыве.

А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор «Голометр» на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же из области теоретической физики. Детектор устроен так: светят лазером через расщепитель луча, оттуда два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаются, возвращаются назад, сливаются вместе и создают интерференционную картину, где любое искажение сообщает об изменении отношения длин тел, так как гравитационная волна проходит через тела и сжимает или растягивает пространство неодинаково в разных направлениях.

— «Голометр» позволит увеличить масштаб пространства-времени и увидеть, подтвердятся ли предположения о дробной структуре Вселенной, основанные чисто на математических выводах, — предполагает профессор Хоган.

Первые данные, полученные с помощью нового аппарата, начнут поступать в середине этого года.

МНЕНИЕ ОПТИМИСТА

Психолог Джек Корнфилд, рассказывая о своей первой встрече с покойным ныне учителем тибетского буддизма Калу Ринпоче, вспоминает, что между ними состоялся такой диалог:

— Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений?

— Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и чтоб понять, о чем я говорю, вам потребуется много лет.

— Все равно, объясните, пожалуйста, так хочется знать. Ответ Ринпоче был предельно краток:

— Вас реально не существует.

МНЕНИЕ ПЕССИМИСТА

Президент Лондонского королевского общества, космолог и астрофизик Мартин Рис: «Рождение Вселенной для нас навсегда останется загадкой»

— Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что ее ждет. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира — так и останутся недоказанными предположениями. Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомек, как устроена среда, в которой они живут. У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства — ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума.

Источник: "Российский космос"
Оцените этот текст

1
2
3
4
5


11:00 09-02-11
вернуться на главную




Реклама:



комментарии к статье (6)

зарегистрированные пользователи могут получать по почте комментарии к этой статье: подписаться отписаться
Добавить комментарий:
Имя:
Текст:
Введите число на картинке:











НЕОБЫЧНЫЕ МЕСТА НА ПЛАНЕТЕ ЗЕМЛЯ ГЛАЗАМИ ЛЕТЧИКА-КОСМОНАВТА ФЁДОРА ЮРЧИХИНА

Еще до своего полета на МКС Герой России летчик‑космонавт Фёдор Юрчихин обещал представить свои новые фотоработы на выставке "Наш дом — Земля II". При этом он признавался, что так и не определил концепцию и обещал подумать о ней на борту станции — мол, жизнь подскажет. Может, нечего и мудрить, просто бери фотоаппарат и щелкай все подряд, ведь любые виды Земли интересны? О том, как он справился с этой, как оказалось, совсем не легкой задачей, рассказал сам космонавт

15:00 07-02-11






ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ РЯДОМ С МАРСОМ
Россия успешно осваивает ближний космос и возвращается в дальний
• Пётр ОБРАЗЦОВ

Недавно космический аппарат Европейского космического агентства (ЕКА) сфотографировал марсианский спутник Фобос с близкого расстояния. Казалось бы, это - успех европейских коллег. Но самую сложную часть экспедиции - запуск спутника - осуществила с Байконура российская ракета "Союз-ФГ". Да и фотографирование поверхности Фобоса послужит российской космонавтике - в ноябре Роскосмос планирует сложнейшую операцию в космосе. Похоже, после некоторого перерыва наше космическое ведомство собирается вернуть себе звание одного из основных исследователей Вселенной

12:00 04-02-11 (комментариев: 1)






СВЯЗЬ С ПОТЕРЯННЫМ РОССИЙСКИМ СПУТНИКОМ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕНА

• Пётр ОБРАЗЦОВ

Потеря связи со спутниками или невывод их на орбиту - рутинное событие в мировой космонавтике. За 50 с лишним лет, прошедших после запуска первого советского спутника, было потеряно не менее сотни самых различных космических аппаратов. Например, неудачи преследовали нашу марсианскую программу. "Марс-1" не вышел на межпланетную траекторию, следующие два аппарата погибли при взрыве ракет "Протон", спускаемый аппарат с "Марса-2" разбился на поверхности планеты, с "Марсом-3" была потеряна связь

13:51 03-02-11






РОССИЯ В 2011 ГОДУ ЗАПУСТИТ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

• Пётр ОБРАЗЦОВ

Глава Роскосмоса Анатолий Перминов заявил, что в 2011 году Россия осуществит запуск космического аппарата "Ресурс-П", предназначенного для ДЗЗ. При этом снимки объектов на поверхности Земли будут иметь рекордное для нашей космонавтики разрешение 40-60 сантиметров и можно будет "рассмотреть" номера автомобилей в реальном времени. Анатолий Перминов подчеркнул, что сейчас спутники с системами такого разрешения имеются только у США, Великобритании и Израиля. Срок активной работы "Ресурса-П" будет увеличен до пяти лет

13:16 03-02-11






В ПОДНЕБЕСНОЙ РЕАЛИЗУЮТ МАСШТАБНУЮ КОСМИЧЕСКУЮ ПРОГРАММУ

• Иван АНТОНОВ, Пекин

Китай отложил на вторую половину 2011 года запуск орбитального космического модуля "Тяньгун-1" ("Небесный дворец-1"). На нем будут отрабатываться ключевые технологии для создания национальной космической станции. Аппарат собирались вывести на орбиту в начале года. О причинах корректировки программы не сообщается. Тема космоса в Китае - одна из самых закрытых. О запусках становится известно, в лучшем случае, за один-два дня до их проведения, если не после

11:00 01-02-11 (комментариев: 1)






НОВЫЕ МИРЫ, НОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ: ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

• А.А.ГУРЬЯНОВ

Судя по успехам американской космонавтики (корабли США были на Луне, Марсе, облетали Меркурий, Венеру, Юпитер с Сатурном и их спутниками, садились на астероид, врезались в комету и даже достигли границ Солнечной системы), эти планы действительно способствуют развитию науки. План обсуждают в несколько этапов: сначала несколько сот ведущих экспертов, затем научное сообщество. Очередной, уже шестой, такой план был подготовлен в конце 2010 года. Он подводит итоги развития астрономии и астрофизики от начала XXI века и указывает приоритетные направления астрономических исследований на 2012—2021 годы

13:00 27-01-11 (комментариев: 1)






ВЕСНОЙ К МКС ПОЛЕТИТ "СОЮЗ", НАЗВАННЫЙ В ЧЕСТЬ ЮРИЯ ГАГАРИНА

• Анастасия САВИНЫХ

Нынешний год объявлен Годом космонавтики в России. И это не случайно, ведь ровно пятьдесят лет назад Юрий Гагарин открыл человечеству дорогу к звездам. Юбилей будут отмечать 12 апреля, пока же кипит подготовительная работа. Обсудить план действий Владимир Путин, возглавляющий оргкомитет по подготовке праздничных мероприятий, приехал в подмосковный Королев, в Центр управления полетами (ЦУП)

11:51 12-01-11






NASA СОБИРАЕТ НЕВОЗВРАЩЕНЦЕВ

• Светлана КУЗИНА

Эдвин Олдрин уверен, что добровольцы, готовые расстаться с Землей, обязательно найдутся. Многие ученые уже сейчас согласны пойти на такую жертву ради науки. Хотя сам полет вряд ли состоится раньше 2030-2040 годов. В 30-летнем возрасте их отберут. Если люди не поменяют своего решения, то смогут стартовать через 5 лет после подготовки. А еще лет через 30, когда им исполнится 65 и пора будет выходить на пенсию, кто знает, может быть, мы и сможем вернуть их обратно. Если захотят…

14:00 20-12-10 (комментариев: 1)






РОССИЙСКИЕ КОСМОНАВТЫ ПРОВЕЛИ НАУЧНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ВНУТРИ МКС

• Пётр ОБРАЗЦОВ

Научные эксперименты на МКС проводятся для изучения поведения веществ и существ (включая человека) в условиях невесомости и воздействия космической радиации. Кроме того, изучаются необычные вещества и существа с целью их практического использования на Земле. Определение состава и очистка газовой среды на МКС относятся к первому типу экспериментов

14:14 15-12-10 (комментариев: 1)






ВИЖУ СУПЕРЗЕМЛЮ: НАДО ЛИ НАМ ВСТРЕЧАТЬСЯ С МЫСЛЯЩИМИ ТАРАКАНАМИ

• Пётр ОБРАЗЦОВ

Схожие с Землей планеты называют суперземлями. Они должны иметь диаметр не больше, чем три земных, и массу не более десяти земных. Ищут такие планеты следующим образом: внимательно наблюдают в телескоп с Земли или с орбитального космического телескопа "Хаббл" за звездой и подмечают момент, когда ее светимость уменьшается. Происходит это из-за того, что вращающаяся вокруг звезды и периодически проходящая мимо звездного диска планета немного затеняет звезду. Это тончайшие эксперименты, величайшее достижение астрономии за последние годы

16:47 10-12-10 (комментариев: 1)



Ссылки по теме:

Первичные молекулы в "темную эпоху"
Теория Большого взрыва таит много пародоксов
Астрономы заглянули в прошлое и будущее Вселенной
Астрономы вышли на след параллельных миров