|
Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.inasan.rssi.ru/~dwiebe/popart/ageuniv.html
Дата изменения: Thu Sep 27 10:02:20 2012 Дата индексирования: Wed Jan 30 02:54:23 2013 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: п п п п п п п п п п п п п |
Опубликовано в Российской газете под другим названием
В конце мая американские астрономы торжественно объявили, что им впервые удалось с высокой точностью измерить скорость расширения Вселенной, а значит, вплотную приблизиться к определению ее возраста. Завершена напряженная восьмилетная программа наблюдений далеких галактик на Космическом телескопе им. Хаббла, написана еще одна страница истории астрономической науки.
Замысловатыми путями развивается научное знание. В течение тысячелетий вопросами возникновения и возраста Вселенной ведали жрецы разнообразных религий, приписывая сотворение мира тому или иному высшему существу. Наука же, напротив, полагала Вселенную вечной и неизменной. Правда, представление об устройстве мира от века к веку менялось. Со временем простая картина с Землей в центре, несколькими планетами вокруг нее и хрустальной небесной сферой безвозвратно ушла в небытие, уступив место бесконечному черному пространству, заполненному бесчисленными сияющими галактиками -- "звездными островами", на окраине одного из которых -- Галактики Млечный Путь -- среди сотен миллиардов звезд затерялось и наше дневное светило.
Ученые отнюдь не считали этот мир застывшим. Они знали, что Земля вращается вокруг Солнца, Солнце и другие звезды вращаются вокруг центра нашей Галактики, сама она движется относительно своих соседок, но считали все эти движения хаотичными, не меняющими общую картину. Долгое время (на протяжении практически всей истории науки) подавляющему большинству астрономов и в голову не приходило, что Вселенная могла "родиться". Научная картина мира менялась, но представление о его вечности и неизменности оставалось незыблемым. Даже гениальнейший физик уходящего века Альберт Эйнштейн долго отказывался признать, что Вселенная, управляемая созданной им теорией относительности, может иметь начало и конец.
В начале 20-х годов на незыблемость мира осмелился замахнуться российский физик Александр Фридман. Он первым высказал научно обоснованное предположение о том, что Вселенная нестационарна, то есть меняется со временем. Ученый мир воспринял такие "крамольные" мысли без должного понимания, а между тем жить представлению о Вселенной, бесконечной во времени и пространстве, оставалось всего лишь несколько лет, и рухнуло оно в одночасье. В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл, изучая движения других галактик, обнаружил любопытную закономерность. Оказалось, что галактики "летают" в пространстве не беспорядочно, как комары в рое, но в массе своей движутся прочь от Млечного Пути, причем чем дальше от нас расположена галактика, тем быстрее она удаляется. По расчетам Хаббла выходило, что галактика, расположенная на расстоянии 3 млн. световых лет (световой год -- расстояние проходимое светом за один год), удаляется от нас со скоростью около 530 км/с. Звездная система, удаленная на 6 млн. световых лет, считал Хаббл, движется прочь от Млечного Пути со скоростью более 1000 км/с. Говоря математическим языком, скорость удаления галактики прямо пропорциональна расстоянию до нее.
Вот тогда-то ученым и пришлось впервые серьезно задуматься о возрасте Вселенной, вернувшись (но уже на научной основе) к идее о сотворении мира, хотя и без участия высших сил! "Разбегание" галактик заставляло предположить, что в прошлом должен был существовать момент, когда все они, и все вещество во Вселенной, находились в очень небольшом объеме. Как давно это было? Легко посчитать: расстояние до галактики известно, ее скорость тоже. Разделив одно на другое, Хаббл пришел к выводу, что разлет галактик начался 2 млрд. лет назад. Это была первая оценка возраста Вселенной, согласованная не с религиозными требованиями, но с научными наблюдениями, и за это открытие Эдвин Хаббл справедливо считается одним из величайших астрономов в истории человечества.
Однако его оценка возраста никуда не годилась. Уже давно геологам известно, что возраст Земли превышает четыре миллиарда лет. Известны и другие долгоживущие объекты, например, метеориты с возрастами в несколько миллиардов лет. Но самый яркий пример -- шаровые скопления. Некоторые из этих гигантских звездных роев, населяющих в основном периферию Галактики, оказались безумно старыми. Одно время астрономы считали, что старейшие шаровые скопления образовались более 20 млрд. лет назад; сейчас, правда, эта величина понизилась до 15 млрд. лет. Естественно, от хаббловских двух миллиардов пришлось отказаться. Не может же Вселенная быть младше населяющих ее звезд и планет!
Почему же Хаббл неверно вычислил возраст Вселенной? Во-первых, оказалось, что он в несколько раз недооценил расстояния до галактик, и в действительности за время существования мира они успели разлететься дальше друг от друга, а значит, и времени с момента образования мира прошло больше. Во-вторых, телескоп, на котором наблюдал Хаббл, хотя и очень большой для того времени, все-таки позволял ему исследовать только очень близкие звездные системы. Скорости их космологического разлета, связанного с расширением Вселенной, невелики и теряются в собственных движениях галактик, вызванных их взаимным гравитационным притяжением.
Скорость расширения Вселенной в астрономии принято измерять числом, о котором мы уже говорили, -- космологической скоростью галактики, удаленной от нас на 3 (точнее, на 3,26) миллиона световых лет. Эта характеристика в честь ее первооткрывателя называется постоянной Хаббла. После самого Хаббла ее пытались измерить многие ученые, но точность этих измерений продолжала оставаться низкой. По разным оценкам возраст Вселенной получался равным то восьми, то пятнадцати, а то и двадцати миллиардам лет. Для более точного определения скорости расширения Вселенной нужно было наблюдать как можно более далекие галактики, а для этого требовался мощный астрономический инструмент.
Таким инструментом стал Космический телескоп им. Хаббла с диаметром зеркала 2,4 м, выведенный на околоземную орбиту в 1990 году американским космическим агентством NASA. "Хаббл", как его сокращенно называют, принял эстафету своего знаменитого тезки -- одной из основных задач Космического телескопа стало определение скорости расширения Вселенной. Восемь лет параллельно с другими наблюдениями "Хаббл" обращал свой пристальный взор на 18 галактик, самая далекая из которых находится в 65 млн. световых лет от нас. И вот наконец работа по этому проекту завершена. Американские астрономы утверждают, что им удалось измерить постоянную Хаббла с точностью до 10%. По их данным, при удалении от Млечного Пути на каждые 3,26 миллиона световых лет скорость разлета возрастает на 70 км/с. Из предыдущих измерений было известно лишь, что эта скорость лежит где-то между 50 и 100 км/с.
Что ж, скорость расширения Вселенной определена, значит, можно вычислить ее возраст? Пока, к сожалению, нет, и диапазон возможных возрастов остается большим -- 9-15 млрд. лет. Проблема в том, что постоянная Хаббла -- лишь один из трех важнейших компонентов для вычисления возраста Вселенной, так что ее точное измерение, выполненное Венди Фридман из Института Карнеги (США) и ее коллегами, составляет очень важную, но только третью часть работы. Чтобы узнать, сколько уже прожил наш мир и сколько ему предстоит прожить в будущем, необходимо определить еще два параметра Вселенной -- массу содержащегося в ней вещества и "ускорение" расширения Вселенной, ибо последние данные говорят о том, что скорость разлета галактик со временем возрастает. Для измерения этих величин не хватает даже мощности "Хаббла", но сейчас в США уже готовится проект нового космического телескопа с диаметром зеркала 10 м. Он выйдет на орбиту к концу первого десятилетия грядущего века, так что вполне возможно, что лет через двадцать в свидетельство о рождении Вселенной все-таки удастся вписать точную дату.