Книга Химия и жизнь № 4 апрель 2014

Название: Химия и жизнь № 4 апрель 2014
Автор: Коллектив
Страниц: 68
Формат: PDF
Размер: 66.5 Мб
Качество: Отличное
Язык: Русский
Жанр: Научный
Год издания: 2014
Антарктическая сенсация
В марте 2014 года известные во всем мире астрофизики, возможно, обнаружили такой давно разыскиваемый след научного физического явления, которое уже более целого столетия ускользало не только от них, причем порой вообще буквально из-под самого носа. Речь сегодня пойдет о так называемых у нас гравитационных волнах, точнее, реликтовых волнах, еще оставшихся от периода начала Вселенной. Этот отпечаток едва различим, так как сам он находится совсем на другом таком же отпечатке - реликтовом излучении, запечатлевшем детали Большого взрыва. Открытие сделано в одной из самых необычных обсерваторий Земли, расположенной на антарктической станции «Амундсен -Скотт", в рамках Международной программы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики «Background lmaging of Cosmic Extragalactic Polarization" (BICEP).
Крайне сухая холодная атмосфера способствует высокой точности приборных наблюдений - вот nочему в антарктических льдах работает не один астрофизический детектор. Прибор BICEP предназначендля исследования реликтового излучения, чьи фотоны путешествуют по Вселенной с тех пор, как она стала прозрачной (см. «Химию и жизнь" , 2006, NQ 11 ). Он измеряет nоляризацию этих фотонов, которая, в частности, зависит от гравитационных волн, nорожденных Вселенной в первые 10-35 с после ее nоявления. До сих пор, глядя на эту поляризацию, полученную другими методами, например с помощью орбитальной обсерватории "Планк", астрофизики только давали оценку верхней границы величины nоляризационного эффекта от реликтовых гравитационных волн. Наблюдения же из Антарктиды дали точное значение, то есть неnосредственно была измерена поляризация от гравитационных волн, что дало возможность физикам-теоретикам исnытать настоящую творческую эйфорию: в квантовой космологии существует множество сценариев объясняющих различные вариации интенсивности реликтовой гравитации. Теnерь начнется соревнование в nолучении экспериментальных результатов, подобных тем, что добыл коллектив BICEP. С другой стороны, сразу же после первых сообщений с антарктической астрофизической обсерватории стали возникать скептические комментарии. Чаще всего приводят примеры иных экзотических астрофизических процессов, способных объяснить эффект. Особенно бурно обсуждают новое космологическое открытие на просторах Интернета. Чего стоит один факт, что измеренное значение оказалось гораздо больше той верхней границы, что дала обсерватория "Планк". Наверное, авторы работы учтут эту критику при nодготовке научной статьи о своем открытии - пока что о нем можно судить по прессрелизам, комментариям и публикациям в нерецензируемых источниках, где появляется по нескальку электронных статей в день. Разумеется, проверка, осмысление, компьютерное моделирование и использование данных BICEP потребуют определенного времени. Скорее всего, первые общепризнанные результаты и модели появятся не ранее чем через год-два, когда будут выполнены и другие измерения.
Дрожь пространства-времени
Гравитационные волны, эти загадочные порождения поля всемирного тяготения, как и все остальные возникли столетие назад на использованном почтовом конверте. Так небрежно Эйнштейн записывал идеи, случайно пришедшие в голову именно ему. Когда сам его величестово - создатель теории относительности обнаружил формулу для гравитационных этих волн, никто даже не имел малейшего сомнения, что вскоре все экспериментаторы для себя откроют новые удивительные интересные свойства пространства во времени. Однако тот крепкий орешек "гравитационного прибоя Вселенной" никак не поддавался положенным усилиям ученых. Правда, изредка появлялись сенсационные заявления об очередном открытии. Увы, ни одно из них не нашло nодтверждения, как и сообщения о многих других чудесах, связанных с гравитацией: различных проявлениях левитации, антигравитации и всяческих "гравицаях". Между тем количество nоnыток открыть "дрожь пространственно-временной матрицы" не уменьшается, скорее, наоборот. Возникло nолуофициальное направление экспериментальной астрономии- гравитационно-волновая астрофизика, и эта новая область уверенно делает первые шаги, опираясь на многочисленные косвенные данные о гравитационном колебании Космоса. Когда-то выдающийся французский математик и натурфилософ Пьер Симон Лаплас, отстаивая жесткую связь между всеми элементами мироздания, заметил, что даже взмах руки влияет на движение звезд. Современный физик мог бы сказать по-другому: "Взмахните рукой- и по всей нашей большой Вселенной побегут так называемые гравитационные волны". Теоретически это так, но их регистрация составляет ну очень труднейшую в техническом плане проблему, ведь энергия этих гравитационных «приливов" и "отливов" на целых 40 порядков конечно же уступают тем же электромагнитным волнам! Какова природа волн гравитации? Вспомним, что, даже согласно общей традиционной теории относительности, тяготение возникает в результате искривления массивным телом пространства-времени. Если представить пространство в виде упругой резиновой пленки с ямками от массивных "шариков" звезд, то их колебания вызовут вибрацию всей nленки. Образно это можно назвать волновой рябью пространства-времени. Даже такая nростейшая "резинопленочная" модель показывает, что нас неощутимо раскачивает "гравитационный прибой". Правда, не всякое первмещение звезд может вызвать гравитационное излучение. Например, для испускания волн гравитации не годится вращение пo симметричной орбите. В этом случае центростремительное ускорение также строго симметрично, и его гравитационное поле остается однородным, так что волны гравитации возникнуть никак не могут. А вот если взять коромысло с двумя очень большими массами и раскрутить в точке равновесия, то гравитационное поле такой бинарной (двойной) системы начнет изменяться пропорционально частоте вращения и от коромысла во все стороны побежит пространетвенно-временная рябь.