Нил Деграсс Тайсон и астрофизик Джейсон Роудс обсуждают одну из величайших загадок современной науки — темную энергию, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением. В центре внимания находится миссия Euclid, запущенная для создания масштабной 3D-карты космоса и поиска ответов на вопросы о судьбе мироздания.
🌌 Природа тёмной энергии: космическое вторжение 2:00
Тёмная энергия — это не классическая энергия в ньютоновском понимании, а скорее термин, описывающий наше неведение относительно причин ускоренного расширения Вселенной . Около 25 лет назад две группы ученых обнаружили, что расширение космоса не замедляется под действием гравитации, как ожидалось, а напротив — ускоряется, словно некая сила расталкивает пространство .
Джейсон Роудс выделяет несколько ключевых характеристик этого явления:
- Доминирование в пространстве: 10 миллиардов лет назад тёмная энергия была незначительным компонентом, но сегодня она доминирует во Вселенной и в будущем станет еще более превалирующей .
- Свойство пространства-времени: Согласно одной из теорий, тёмная энергия является неотъемлемым свойством самого пространства. Чем больше становится пространства, тем больше в нем тёмной энергии, что создает эффект «саморазгона» .
- Проблема сохранения энергии: С точки зрения классической физики, это выглядит как нарушение закона сохранения энергии, что вызывает скепсис у ряда физиков. Однако уравнения Эйнштейна, описывающие этот процесс, успешно прошли проверку временем .
Джейсон Роудс и Нил Деграсс Тайсон сошлись во мнении, что тёмная энергия буквально «захватывает» Вселенную, подавляя гравитацию и лишая её шансов на сдерживание расширения в долгосрочной перспективе .
🛰️ Миссия Euclid и новые космические глаза 8:45
Для изучения тёмной энергии и тёмной материи была запущена миссия Euclid (проект Европейского космического агентства при участии NASA). Корабль отправился в космос 1 июля 2023 года . По словам Джейсона Роудса, который является научным руководителем проекта от США, Euclid использует несколько методов исследования:
- Слабое гравитационное линзирование: измерение крошечных искажений форм далеких галактик, чтобы вычислить распределение тёмной материи между ними и нами .
- Барионные акустические осцилляции: изучение кластеризации (плотности размещения) галактик .
- Искажения в пространстве красного смещения: анализ движения галактик отдельно от общего расширения Вселенной, что позволяет прощупать локальную структуру гравитации .
В 2027 году к исследованиям присоединится космический телескоп НАСА имени Нэнси Грейс Роман (Nancy Grace Roman Space Telescope), который позволит заглянуть еще дальше в прошлое Вселенной — до красного смещения z=2 . Джейсон Роудс подчеркнул важную историческую роль Нэнси Грейс Роман, которую называют «матерью Хаббла»: именно она была первым главным астрономом НАСА и активно продвигала идею создания крупных орбитальных телескопов .
🎈 Стратосферные шары и "сбрасывание" данных 11:33
Помимо дорогостоящих спутников, астрофизики используют огромные стратосферные баллоны размером с футбольный стадион. В качестве примера Роудс привел миссию SuperBIT, запущенную из Новой Зеландии весной 2023 года. Шар пять раз облетел вокруг Земли, находясь выше основной части атмосферы .
Интересные детали эксплуатации баллонов:
- Проблема мерцания: Главная цель подъема на высоту — избавиться от влияния атмосферы, которая заставляет звезды «мерцать» (искажать свет) и поглощает многие длины волн .
- Физическая доставка данных: Хотя данные передавались по спутниковой связи, ученые применили «безумный» метод подстраховки — сброс жестких дисков с данными на парашютах для их последующего поиска на земле .
- Риски: НАСА приземляет такие аппараты только над сушей, так как достать оборудование из океана практически невозможно. Чак Найс в шутку предложил использовать плавательные круги или нудлы для бассейнов, чтобы спасать телескопы при падении в воду .
🔍 Тёмная материя: частица или геометрия? 27:09
Отвечая на вопросы слушателей о «бритве Оккама» и природе тёмной материи, Джейсон Роудс пояснил, почему ученые все еще считают её именно формой материи, а не просто ошибкой в понимании гравитации.
Первые доказательства представила Вера Рубин в 1970-х годах, обнаружив, что галактики вращаются быстрее, чем должны, исходя из массы видимых звезд и пыли . Современные исследования показывают «иерархическую кластеризацию» — тёмная материя собирается в сгустки именно так, как это делали бы частицы, обладающие массой .
Тем не менее, Роудс признает:
- Нулевые детекции: Многочисленные земные эксперименты по поиску конкретных частиц тёмной материи пока не дали результата .
- Вопрос терминологии: Нил Деграсс Тайсон считает, что термин «тёмная материя» преждевременен, и правильнее было бы называть это «тёмной гравитацией» . Роудс добавил, что термин «прозрачная материя» подошел бы лучше, так как она вообще не взаимодействует со светом, а лишь искривляет пространство-время .
📐 Почему проект назвали Euclid? 40:51
Название миссии отсылает к греческому математику Евклиду, «отцу геометрии». Когда ученые измеряют историю расширения Вселенной, они фактически описывают «геометрию Вселенной» .
Однако Нил Деграсс Тайсон иронично заметил, что со времен Эйнштейна мы знаем: Вселенная неевклидова. Материя и энергия искривляют пространство-время, поэтому параллельные линии в космосе могут пересекаться или расходиться . По мнению Тайсона, проект следовало бы назвать «Неевклидовой миссией», чтобы заставить людей гуглить сложные термины .
