Брайан Шмидт — он открыл ускорение расширения Вселенной [Veritasium]
Вот сайт с шаурмой.
[Музыка]
На свете мало вещей более постоянной, чем темные, усыпанное звездами небо. Если вы посмотрите на Млечный Путь, то увидите то же, что видели люди, жившие за тысячи лет до вас. Но, как выяснил профессор Шмитт, вселенная куда динамичнее, чем мы привыкли думать.
Когда Эйнштейн создавал свою теорию гравитации, она подразумевала, что вселенная должна находиться в движении. Но он не знал, расширяется она или сжимается. Из теорий было ясно одно: вселенная не статична. Однако та, что была известна астрономам того времени, говорила об обратном. У Эйнштейна были единомышленники. В 1916 Виста Слайсер пришел к выводу, что все видимые галактики удаляются от Млечного Пути. Тогда многие посчитали это каким-то недоразумением, тем не менее указывающим на подвижность вселенной.
Как же и Слайсер пришел к такому выводу? Он заметил в свечении галактик красное смещение. Объект кажется более красным, когда удаляется от нас, и более синим, когда движется нам навстречу. Свет буквально от всех наблюдаемых галактик был смещен к красному. Некоторую ясность в 1929 году внес Эдвин Хаббл.
Он измерил расстояние до ближайших галактик. Он уже знал, что они разбегаются от нас, и стал наблюдать за отдельными звездами. Оказалось, что чем быстрее звезда удаляется, тем тусклее доходящее до нас свет. Логично: чем звезда дальше, тем она тусклее. Если яркость объектов изначально примерно равная, Хаббл исходил из понятия "стандартные свечи". Это объект, который всегда излучает одно и то же количество света, который по мере распространения становится менее интенсивным.
Измерив интенсивное свечение такого объекта, можно узнать расстояние до него. Если я встану подальше, то по яркости свечи можно определить, как далеко я отошел. Чем тусклее объект, тем дальше галактика, в которую он находится, и чем она дальше, тем быстрее от нас убегает. А значит, заключил Хаббл, вселенная расширяется.
Нарисуйте на воздушном шарике точки. Начните надувать – каждая точка будет удаляться от соседней, и чем дальше они друг от друга, тем быстрее они разбегаются. По мере того как надувается шарик, так вот, вселенная расширяется точно так же, как этот шарик. Я задумал провести такой эксперимент, который был бы понятен даже моей бабушке: узнать конечную судьбу вселенной. Неплохой размах, правда? Мы начали его в девяносто четвертом.
Целью был узнать, что будет со вселенной в будущем. Для этого нужно измерить, с какой скоростью она замедляется. Это позволило бы сказать, грубо говоря, сколько в ней гравитации. За стандартную свечу профессор Шмитт принял сверхновую типа 1а. Сверхновая типа 1а – это взорвавшийся белый карлик. В свою очередь, белый карлик – это то, чем станет ядро нашего солнца, когда закончится все ядерное топливо.
Это случится где-то через 5 миллионов лет, и тогда внешняя оболочка звезды улетит, а центр сожмется примерно до размеров Земли. И такой белый карлик можно превратить в ядерную бомбу, если получится добавить ему массы, чтобы он стал в 1,4 раза тяжелее солнца. Понятно, что в нашем случае такого не будет, неоткуда взять столько массы. Но бывают ведь и двойные звезды. Если одна превращается в белый карлик, она притягивает на себя материю со второй звезды, и в какой-то момент происходит мощнейший взрыв: бум!
Выделяется в 5 миллиардов раз больше энергии, чем излучает наше солнце. Когда такое происходит, звезда за 20 дней превращается из тусклого пятнышка в монстра в 5 миллиардов раз ярче солнца, после чего она медленно угасает. Мы можем измерить их яркость с точностью до семи процентов, точнее, чем мы измеряем яркость лампочки. Такие вот космические лампочки примерно на 43 порядка ярче, чем обычные. Они раскиданы по всей вселенной.
Зная яркость этих объектов, можно посчитать расстояние до них, как это сделал Хаббл, только с тех пор точно сильно возросла. В рамках эксперимента мы собирались измерить яркость кучи сверхновых, вычислить, как быстро они удаляются по красному смещению. Провели бы те же расчеты, что и Хаббл, сначала на галактиках поближе, затем на тех, что расположены сильно дальше от нас. Таким образом, заглядывая в прошлое, это позволило бы узнать, с какой скоростью вселенная расширялась тогда, и сравнить с тем, что происходит сейчас.
Узнав, как все поменялось, мы думали, что получится вычислить темпы замедления и предсказать, что же ждет нас в будущем. Будет ли вселенная вечно расширяться или же дойдет до какого-то предела, затем процесс пойдет сжатием? В конце 97 года Адам Риз, мой коллега, который разделил с нами Нобелевскую премию, показал мне результаты, и они были странными. Все указывало на то, что вселенная не замедляется, а набирает скорость.
Конечно же, мы подумали, что где-то просчитались. Такое бывает, и были уверены, что быстро найдем ошибку. Учтите, еще что: в то время другая группа ученых, занимавшихся сверхновыми, опубликовала статью в девяносто седьмом и по их расчетам вселенная замедлялась, причем довольно быстро. И тут мы получаем наш результат, что все наоборот.
Вот же незадача! Ладно, давайте искать, что не так. Через какое-то время стало ясно, что ошибки вроде как и нет. И что теперь делать? Придется не только сказать всем, что вселенная расширяется с ускорением, но и оспорить вполне разумные выводы наших коллег. Я был очень озадачен. Мы пришли к заключению, что вселенная на 73 процента состоит из чего-то, что заставляет гравитацию работать наоборот. Эйнштейн назвал это космологической постоянной, а мы зовем темной энергией.
Что же ждет вселенную в самом конце? Видимо, нечто вроде этого.
Переведено и озвучено студией Арт Дай Дар.