Чем занимаются астрономы

Bad Astronomy, блог Фила Плейта

26 сентября 2006 года

Сейчас я работаю над большим проектом, который подразумевает написание большого количества материала про темную энергию. Предполагается, что я буду краток, но КАК описать темную энергию вкратце?

Это невозможно. Даже 900 слов будет недостаточно.

Впрочем, я пока воздержусь от подробностей о темной энергии, это не имеет прямого отношения к моей сегодняшней теме, хотя в любом случае, когда проект будет завершен, я смогу на него ссылаться.

В процессе подготовки я, естесственно, много читал о темной энергии - достаточно для того, чтобы объяснить ее просто (ха, а как же!), и натолкнулся на статью Измеряя Космологию Сверхновыми, написанную Солом Перлмуттером (Saul Perlmutter) и Брайаном Шмидтом (Bryan Schmidt) двумя совсем непростыми астрономами - это по их управлением две разные команды открыли ускорение расширения Вселенной. 

Причина того, что я их упоминаю - во-первых, я никак не ожидал, что они напишут работу вместе. Не потому, что они якобы друг друга ненавидят, нет, они все очень хорошие парни. Но со времен 1998 года их команды соревновались друг с другом, кто будет первым. Но в науке, даже на уровне таких больших открытий (а что может быть больше, чем открытие, определяющее судьбу Вселенной?) можно конкурировать вполне дружественно.

Но я пишу об этом по другой причине. 

Тогда ( и сейчас, кстати, тоже) они наблюдали очень далекие сверхновые типа Iа - это такие звезды, чью полную энергию взрыва можно предсказывать. Ну, может быть, "предсказывать" не самое лучшее слово здесь. Когда вы наблюдаете, как меняется яркость сверхновой со временем - дни, недели, месяцы - вы можете вычислить общую энергию взрыва. Она, в свою очередь даст вам представление о яркости звезды. И если вы измеряете ее видимую яркость  в вашем телескопе, вы можете вычислить расстояние до нее. Вот такой Святой Грааль астрономии. Эти штуки видны на гигантских расстояниях в миллиарды световых лет. И это в свою очередь дает вам различные интересные вещи - такие, как размер, общая форма и расширение Вселенной.

В 90х обе команды собирали множество сверхновых. Когда они сравнили расстояние с яркостью, их ждал сюрприз - сверхновые оказались слишком тусклыми. Это значит, что они дальше, чем ожидалось. И поэтому они сдержанно отмечают в своей статье - 

Обе выборки (от двух команд) показывают, что (сверхновые) тусклее, чем предполагалось, даже для модели пустой Вселенной, и это означает, что она ускоряется.

Пусть вас не обманывает декларативная форма этого утверждения. Чтобы сделать его, был проделан огромный объем работы. Пришлось исключить разные факторы, которые могут оказать влияние - как, например, пыль или возможные химические различия между теми сверхновыми, которые находятся рядом с нами и совсем далеко, исключить различные эзотерические случаи. Делая свою работу, они вычеркивали возможные объяснения из списка - одно за другим, пока не осталась самая причудливая из всех - расширение Вселенной ускоряется!

ЧуднО!

Но я пишу заметку даже не из-за этого. В статье Брайана и Сола есть некоторая релятивистская математика. Уравнения некоторое время ходят около коеффициента расширения, плотности, давления, которое, хотите верьте хотите нет, для космологов стандартный термин. Наконец, уравнения помещены одно под другим, чтобы сделать важный вывод, и тут они делают вывод - такой, что, когда я его прочитал, воскликнул (ну не будем повторять тут то, что я воскликнул!) Я вскочил на ноги и тут же рассказал это всем, кто был рядом в моем офисе. Авторы написали:

уравнения 4-6 описывают решение глобальной эволюции Вселенной

прочитайте еще раз. Уравнения 4-6 описывают решение глобальной эволюции Вселенной

Это была статья - ревью, в которой они просто пропустили пару сотен промежуточных выводов, чтобы получить уравнения 4,5 и 6. Но все равно в конце они утверждают - можно написать пару-тройку простых уравнений, которые исчерпывающе определяют обшее состояние и судьбу Вселенной.

Фигассе!! Целую Вселенную, от края до края, от звезды к звезде, от носа до кормы от борта к борту, словом весь комплект, все 9 ярдов можно описать, если вы умны, много работаете и с вами еще люди, которые могут сделать массу черновой работы!

Вот почему  я написал эту статью.