Astrofizikçi Boris Stern: 21. yüzyılda Evren hakkında aldığımız en şaşırtıcı 3 bilgi

29-30 Nisan tarihlerinde konferans"Bilim adamları efsanelere karşı». Üzerinde uzmanlar, Dünya'daki ve uzaydaki yaşam hakkındaki klişelerle savaşacaklar. Astrofizikçi Boris Stern, "Evrenin yapısını anlamaya yönelik girişimler neye yol açıyor?" tartışmasında yer alacak.

Özellikle Lifehacker için, başarılı uzay araştırmaları vakalarından ve bunların bilimsel manzarayı ve dünya hakkındaki fikirleri nasıl değiştirdiğinden bahsetti.

20. yüzyılda, uzay araştırmalarında bir atılım gerçekleşti - teknolojiler geliştirildi, gözlem yöntemleri geliştirildi. Daha önceki bilim adamları sadece teleskoplarla yetiniyorlardı, şimdi başka, daha fazlasına sahipler. mükemmel araçlar: uydular, radyo astronomi cihazları, interferometreler.

Bu sayede son 20 yılda kozmoloji ve astrofizikte en önemli keşifler yapıldı: Yerçekimi dalgalarının varlığı, keşfedilen ötegezegenler ve son olarak evrenin tarihi ve içeriği yüksek bir titizlikle belirlenir. kesinlik. Bütün bunlar, çevremizdeki dünya hakkındaki anlayışımızı genişleten en önemli bilgidir.

1. Yaşamın mümkün olduğu birçok gezegen var.

«ötegezegen destanı”, radyal hız yönteminin ilk uygulandığı 1995 yılında başladı. Onun sayesinde, Doppler etkisine göre yıldızların spektral çizgilerinde bir kayma gözlemlemek periyodik olarak mümkün oldu. Sonuç olarak, 51 Pegasus yıldızına çok yakın olan, yörünge periyodu 4,2 gün olan imkansız gibi görünen dev bir gezegen bulundu.

Sonra bilimsel bir sansasyon haline geldi ve bilim adamları araştırmaya başladı. ötegezegenler. Bu alandaki asıl atılım, 2009 yılında Kepler teleskopunun fırlatılmasıyla gerçekleşti.

Zaten farklı bir yöntem üzerinde çalışıyordu - geçiş. Amaç, arka planlarında gezegenlerin geçişinden kaynaklanan yıldızların küçük kararmasını "yakalamak"tı.

Sonuç olarak, keşfedilen dış gezegenlerin sayısında patlayıcı bir artış oldu. Ondan önce yüzlercesi vardı, şimdi ise binleri buluyordu.

Bugüne kadar bunlardan 5.357'sinin varlığı kesin olarak doğrulandı. Bunlar tamamen farklı gezegenlerdir: hem soğuk hem de sıcak, hem Merkür kütlesi hem de 10 kütlesi ile karşılaştırılabilir. Jüpiterler. Bunların arasında, büyük olasılıkla, yüzeyi sürekli bir okyanus ve son derece düşük sıcaklıklara sahip buz olanlar var.

Bununla birlikte, tüm bu ötegezegen "hayvanat bahçesi" arasında, üzerinde yaşamın olabileceği bu tür örnekler neredeyse yoktur. Bu onların hiç var olmadığı anlamına gelmez. Sadece seçim etkisi burada işe yarıyor: Dünya'nın Güneş sınıfından bir yıldızla aynı şekilde ısınması için, bu tür gezegenlerin oldukça büyük yörüngelere sahip olması gerekir - "uzun bir yıl". Yıldızların geçişlerini düzeltmeleri çok uzun zaman alıyor. gözlemlemek. Ancak Kepler'in bu zamanı yoktu - sadece 3 yıl çalıştı. Aynı zamanda bu tür gezegenler keşfedilse bile yaşamları olduğunu kanıtlamak çok zor olacaktır.

Ek olarak, uzaylı yaşamının Dünya'dan farklı olması muhtemeldir. Yüksek olasılıkla, sadece bakteriyel mukus görürüz. Çünkü canlılığın ortaya çıkışından son derece gelişmiş ve hatta daha da akıllı formuna giden yolda farklı beklenmedik olaylar ve büyük olasılıkla diğer gezegenlerde süreç erken aşamalarda yavaşlıyor gelişim.

Bu anlamda, Dünya nadir bir fenomendir.

Şu anda, radyal hız yöntemini kullanarak bu tür gezegenleri tespit edecek hassas aletlere sahip değiliz ve geçişlerini takip edecek Kepler gibi teleskoplar da yok.

Ama bence yakında araçlar geliştirilecek ve bilim adamları ilk "Dünyaları" keşfetmeye başlayacaklar. Örneğin, Tau Ceti sisteminde - yakın olduğuna dair ipuçları var. güneş yıldız - içinde gezegenler var yaşanabilir bölge.

2. Yerçekimi dalgaları var

Einstein'ın görelilik teorisine göre, yerçekimi kuvveti, uzay-zamanın maddenin etkisi altında bükülmesinin bir sonucudur; burada yerçekimi dalgaları onun dalgalanmalarıdır.

Birleşme sonucu yerçekimi dalgaları oluşur. Kara delikler veya nötron yıldızları - yani büyük nesneler. Yakınlarındaki alan, içindeki herhangi bir nesneyle birlikte %10 veya daha fazla küçülür ve genişler. Kaydedilmesi çok zor olan küçük dalgacıklar alıyoruz.

Einstein görelilik teorisini formüle ettiğinde, bilim adamları yerçekimi dalgalarını deneysel olarak tespit etmek için uzun ve başarısız bir girişim başlattılar.

Önerilen ilk makul yöntem Sovyet bilim adamları: Vladislav Pustovoit ve Mikhail Gertsenstein. 1960'larda, bir lazer interferometre şeklinde bir yerçekimi dalgası detektörü yaratılmasını öneren bir makale yazdılar.

Çalışmalarının prensibi şuydu:

1. İki ayna birbirinden birkaç kilometre uzaklıktadır.
2. Girişim lazer ışını, aralarındaki mesafeyi doğru bir şekilde ölçer.
3. Değişmeye başlarsa, bunun nedeni yerçekimi dalgalarının etkisi olabilir.

Fikir basit, ancak uygulanmasının birçok zorlukla ilişkili olduğu ortaya çıktı. Gerçek şu ki, aynalar arasındaki mesafedeki değişikliği ölçmenin gerekli olduğu doğruluk, bir atom çekirdeğindeki bir protonun boyutundan on binlerce kat daha azdır. Bunu yapmak için güçlü bir lazer ışınına, bir vakuma, benzersiz bir dedektör kurulumuna ihtiyacınız var.

Tüm bunları başarmak birkaç on yıl aldı. Sonuç olarak, 2015 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nden bilim adamları bunu yapmayı başardılar. Yerçekimi dalgalarının sinyalini kaydeden iki dedektörleri vardı ve sonuçları hem birbirleriyle hem de teorik hesaplamalarla örtüşüyordu.

Hiç şüphe kalmadı: yerçekimi dalgaları var.

En başından beri güzel olan genel görelilik teorisi pratikte doğrulandı. Tüm şüpheleri göstermek çok önemliydi: ne kadar güçlü çalıştığına bakın.

O zamandan beri yerçekimi dalgalarının kayıt sayısı yüzü aştı. Bilim adamları istatistik toplar ve ayrıca kullanılabilecek ultra hassas bir interferometre için bir proje geliştirir. boşlukta.

3. Mikrodalga arka planı - evrenin tarihi üzerine bir ders kitabı

Mikrodalga arka plan, Büyük Patlama'dan sonraki ilk yüz binlerce yılda oluşan ışıktır. Bize kısa radyo dalgaları şeklinde ulaştı - boyut olarak bir santimetrenin kesri kadar.

Bu ışık nereden geldi? Evren, yaşamının ilk anlarında yoğun, sıcak ve aşırı derecede iyonlaşmıştı - yani atomların çekirdekleri elektronlardan ayrılmıştı. Ancak 380 bin yıl sonra birbirleriyle “arkadaş oldular” ve nötr atomlar oluşturdular. Bu nedenle, ışığın yeni maddelerle etkileşimi önemli ölçüde değişti. Fotonlar her yöne uçtu, evrenin genişlemesiyle birlikte dalga boyları uzadıkça daha az enerjik hale geldi. Big Bang'den gelen ışık bize bu şekilde ulaştı.

20. yüzyılda mikrodalga arka plan çalışmaları başladı. 1990'lı yıllarda enstrümanların hassasiyeti o kadar arttı ki lekelenmesi ve düzensizliği fark edilir hale geldi.

2000'lerde, uzaya güçlü bir WMAP mikrodalga radyasyon detektörü fırlatıldı ve bu radyasyonun haritasını çevreden aldı. gökyüzü iyi çözünürlükte.

Onun sayesinde noktaların kontrast dağılımı boyutlarına göre oluşturuldu, tepe noktaları ve düşüşleri oldu. Böyle bir fenomene Sakharov salınımları denir - ilk olarak Sovyet fizikçi Andrei Dmitrievich Sakharov tarafından tanımlandı.

Bu iniş ve çıkışların oranı, erken evrenin tam olarak nasıl olduğunu gösterir ve aynı zamanda onun özelliklerini de tanımlar.

Artık Big Bang'den sonraki saniyelerin ilk küçük kesirlerinden günümüze kadar olan olayların kronolojisini tam olarak biliyoruz. 21. yüzyılın en önemli kazanımının bu olduğuna inanıyorum.

Ne yazık ki, bu araştırma durdu. WMAP deneyinden sonra, Planck uydusu daha gelişmiş bir şekilde fırlatıldı. mikrodalga teleskop. Eksik olan ancak temelde yeni keşifler getirmeyen verileri elde etti.

Kozmoloji, kalıntı radyasyonu ölçme yönteminin olanaklarını tüketti. Bu nedenle ilerlemek çok zordur. Ancak bu doğaldır: devrimden sonra bir plato belirir. Yeni atılımlar beklemek zorunda kalacak.