Далия Трускиновская – Млечный Путь № 3 2021 (страница 51)
S Aндромеды - исключение из правила. Американский астроном Гебер Кертис, один из сторонников идеи "островных Вселенных", писал, что не все новые звёзды "обязаны" иметь в максимуме одинаковую светимость. Природа разнообразна, одна вспышка ярче, другая слабее. S Андромеды отличалась от обычной новой, как луч прожектора от пламени свечи. В галактике М 31 насчитываются сотни миллиардов звёзд, и, тем не менее, S Андромеды светила всего в несколько раз слабее, чем все эти звезды вместе! И звезда Тихо была очень яркой новой, и звезда Кеплера, и звезда-гостья 1054 года... Возможно, Кертис провёл бы аналогию с ними, но он просто не знал об этих вспышках.
Таким образом, постановка задачи определяет и подход к её решению. Кертис исследовал туманности, и S Андромеды была для него досадным исключением. А тем временем шведский астроном Кнут Лундмарк читал исторические документы, составляя список ярких вспышек, описанных в старых хрониках. В списке Лундмарка такие яркие новые, как звезды Тихо и Кеплера, и им подобные явления, были не исключением, а правилом. В 1921 году Лундмарк опубликовал список звёзд, содержавший 60 объектов, которые он так же как и Кертис, называл новыми звёздами.
Оба учёных одинаково называли два разных явления. Такая путаница была неизбежна. Ведь то, что наблюдали астрономы, само по себе ещё ничего не означало. Если познание невозможно без наблюдений, то оно также невозможно и без интерпретаций. Правильная интерпретация порой может оказаться важнее наблюдений. Пример - туманность Андромеды. Да, её спектр подобен спектру Солнца. Но такой же спектр имеет и Луна! Два совершенно разных небесных тела, а спектры очень похожи. Без дополнительных независимых аргументов нельзя сделать правильных выводов. Таким аргументом стало разделение туманности Андромеды на звёзды.
Когда в двадцатых годах прошлого века астрономы разобрались, наконец, в природе М 31, Вселенная предстала в новом виде. Наша Галактика, которую раньше считали единственным во Вселенной огромным звёздным скоплением, оказалась всего лишь одной из множества других таких же "островных вселенных". Это революционное открытие сравнимо с коперниковским. Коперник в начале ХУ1 века передвинул Землю из центра мироздания и поставил в центр Вселенной Солнце. В XIX веке астрономы убрали Солнце из центра Вселенной, сделав его одной из многих звёзд единственного звёздного острова - Галактики. Сто лет назад учёные доказали, что и Галактика наша - вовсе не центр Вселенной. Туманность Андромеды сделала Млечный путь одним из множества звёздных островов. И в этом её великое историческое значение.
Наука на просторах Интернета
Шимон ДАВИДЕНКО
НЕВИДИМОЕ ВЕЩЕСТВО ВСЕЛЕННОЙ
Мы продолжаем публиковать самые интересные материалы из сетевого научно-популярного издания Live Science.
https://www.livescience.com/
Мы невидимы?
Вопросы о темной материи и парадоксе Ферми
Новый взгляд на старые затруднения
Грант Пайпер
Рис
Фоновое излучение Вселенной
Сразу сказать, что я не астрофизик, чтобы сдержать неизбежные комментарии, которые попытаются дисквалифицировать мои размышления, потому что у меня нет определенной степени. Я не астрофизик и не претендую на то, чтобы быть кем-то другим, кроме того, кем являюсь. Я писатель со степенью в области философии и страстью к размышлениям вопросам и астрономии.
В 1950 году, после окончания Второй мировой войны, физик Энрико Ферми вместе с коллегами посетил Национальную лабораторию Лос-Аламоса. Легенда гласит, что группа ведущих ученых шла пообедать в Фуллер-Лодж, когда возникла тема инопланетян. Физики обсуждали возможность перемещения объектов со скоростью, превышающей скорость света. Они размышляли о том, могут ли летающие тарелки работать на такой технологии. Многие категорически заявили, что летающие тарелки - это розыгрыш. Это была стандартная болтовня между сверстников. Беззаботная и интересная тема, мало чем отличающаяся от тысяч разговоров, которые усердно ведут люди каждый день.
Когда группа вошла внутрь и села есть, Энрико Ферми задал вопрос, который до сих пор не дает нам покоя. "Где все?" Сначала его коллеги нервно смеялись, но Энрико был смертельно серьезен. Это был законный вопрос. Со всем, что человечество узнало за предыдущие полвека о ядерной физике, небесах и вычислениях, идея развитых инопланетных цивилизаций стала более удобоваримой, чем когда-либо.
После того, как он задал вопрос, последовали быстрые вычисления на салфетках и дискуссии, но, в конце концов, никто не получил ответа. На этот вопрос хорошего ответа до сих пор нет. Так родился парадокс Ферми.
Рис
Парадокс Ферми Фотография с бейджа Энрико Ферми в Лос-Аламосе.
Ферми задавал вопрос, который становится неизбежным для любого, кто достаточно долго изучает Вселенную. Если Вселенная так стара, как мы думаем, а звезд и планет так много, почему мы не можем увидеть никаких инопланетных цивилизаций? Расчеты сделать несложно. Даже любители могут оценить количество звезд в Галактике, количество планет земного типа в каждой системе или экстраполировать число известных планет земного типа.
Числа астрономически большие. Если мы возьмем это потенциальное количество жизнеобеспечивающих планет и вставим их в нашу картину Вселенной с миллиардами лет истории, нетрудно понять, что где-то что-то там должно быть. Но нет. По крайней мере, не то, что мы видим.
Интерес к парадоксу Ферми сохраняется и по сей день. Журнал Forbes опубликовал статью с подробным описанием недавнего исследования, в котором был сделан вывод о том, что, скорее всего, только в нашей Галактике существует 36 инопланетных цивилизаций, не говоря уже о сотнях миллионов других галактик.
Но никаких внеземных цивилизаций мы не видим. Почему? Ответы на этот вопрос были самыми разными.
Инопланетные цивилизации убивают себя, прежде чем они смогут достичь звезд.
Инопланетные цивилизации настолько развиты, что Земля им неинтересна.
Инопланетные цивилизации настолько странны и непознаваемы, что могут быть вокруг нас, и мы этого никогда не заметим.
Последний аргумент уподобляет нас муравьям, пересекающим автостраду. Хотя это все интересные предположения, нет никаких доказательств, что одно из них более вероятно, чем другое. Тот факт, что мы не можем видеть или обнаруживать какие-либо инопланетные цивилизации, заставил меня задуматься о темном веществе.
Рис
Темная материя и галактики, захваченные НАСА.
Темное вещество составляет 85% всей материи во Вселенной. Согласно данным ЦЕРНа, оно не взаимодействует с какой-либо электромагнитной силой, что делает его практически невозможным для наблюдений. Видимое вещество - звезды, планеты и облака межзвездного газа - составляет всего 5% от общей массы Вселенной. Так из чего же состоят остальные 95% Вселенной?
Благодаря чрезвычайно сложной математике и теориям таких людей, как Ньютон и Эйнштейн, мы знаем, что темная материя должна существовать. Это материя оказывает влияние на видимую Галактику, но в значительной степени невидима для нас.
Прелположим, вы встретили идеально сбалансированную шкалу. Вы выполнили уравнения, провели наблюдения и знаете, что эта шкала точна и функциональна. Однако вы не можете видеть другой конец шкалы, вы можете видеть только ближайший к вам конец. Вы кладете на весы гирю весом 5 кг и ждете, когда она идеально уравновесится. Как только это произойдет, вы сможете сделать вывод и с относительной уверенностью утверждать, что на другом конце весов также находится какой-то вес в 5 кг, даже если вы его не видите.
Вот как мы пришли к выводу о вероятном существовании темного вещества.
Мы с трудом понимаем темное вещество из-за ее отказа взаимодействовать с электромагнитными силами. Электромагнитные поля - это то, как мы взаимодействуем с Вселенной почти на всех уровнях. Электромагнетизм отвечает за видимый свет, радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение. В целом, это составляет большую часть нашей способности наблюдать Вселенную. Без электромагнитного излучения мы в буквальном смысле слепы. Но что, если электромагнетизм - исключение, а не норма? Что, если мы смотрим в ночное небо и видим звезды, но какое-то другое существо, существо из темной материи, смотрит вверх и видит что-то совершенно другое? Что, если наша видимая часть Галактики так же упорно скрывается из поля зрения, как и невидимая часть? Если 85% материи во Вселенной состоит из темного вещества, которое мы не можем обнаружить, возможно, именно там находятся все инопланетные цивилизации. Что, если они нас тоже не видят? Что, если есть инопланетные физики, занимающиеся своими вычислениями во вселенной из темного вещества и ломающие голову над тем, почему 15% их вселенной должны быть невидимы, чтобы математика работала? Это были бы наши 15%. Что, если мы полностью невидимы?
Веселый мысленный эксперимент
Подобная идея разрешает парадокс Ферми. Возможно, существуют сотни инопланетных цивилизаций, но они представляют собой цивилизации из темного вещества, которые не могут или не удосуживаются смотреть на 15% видимой нам материи во Вселенной.
Мне всегда казалось странным, что математика утверждает, что 85% Вселенной в значительной степени необнаружимы для нас. Вместо этого представьте себе вселенную, в основном населенную существами из темного вещества. Могут быть звезды из темной материи, планеты из темной материи и всевозможные странные вещи, которые наш мозг просто не способен придумать. Они могут быть повсюду вокруг нас или сконцентрированы в какой-то части Вселенной, которую мы не очень хорошо видим. Они были бы для нас совершенно невидимы. Мы невидимы для них? Кто может сказать?