Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты

В 1985 году Европейское космическое агентство (ESA) утвердило программу космических научных исследований европейских ученых на последовавшие двадцать лет. Программа Horizon-2000 предполагала подготовку четырех основных высокотехнологичных миссий. Цель наиболее интересной из них, направленной на исследование истории образования Солнечной системы, – непосредственная встреча с кометой и изучение ее ядра. Миссия получила название «Розетта», в честь города в Египте, где солдат армии Бонапарта в 1799 году нашел стелу, покрытую надписями – через двадцать лет после этого нанесенный на нее текст позволил французскому египтологу Жану-Франсуа Шампольону расшифровать египетские иероглифы.

Европейская космическая ракета-носитель «Ариан-5», запущенная в 2004 году с космодрома Куру, доставила на околосолнечную орбиту зонд «Розетта» массой в три тонны. 4 марта 2005 года зонд пролетел вблизи Земли, что позволило ему набрать дополнительную скорость за счет гравитационного толчка. То же самое повторилась и 25 февраля 2007 года – в качестве ускорителя использовалось гравитационное поле Марса, а затем было еще два пролета мимо Земли: 13 ноября 2007 и 13 ноября 2009 года. Серия гравитационных маневров привела к тому, что зонд набрал скорость почти в тридцать девять километров в секунду, при том что в конце первой фазы разгона его скорость равнялась только тридцати километрам в секунду. Облетев 10 июля 2010 года астероид Лютеция, зонд «Розетта» отправился к комете 67P/Чурюмова – Герасименко (в Европе ее ласково назвали Чури) и достиг ее, приближаясь к ней по ступенчатой траектории, пока притяжение ее ядра не стало достаточным, чтобы зонд мог закрепиться на орбите. 15 октября 2014 года зонд «Розетта» вышел на круговую орбиту радиусом 10 километров с центром в ядре кометы и начал исследования с помощью бортовой аппаратуры.

Отправка спускаемого аппарата Philæ («Фила») состоялась 12 ноября 2014 года. Аппарат представлял собой модуль массой сто килограммов – свое имя он получил в честь острова на Ниле, затопленного во время строительства Асуанской плотины. Спустя несколько часов полета он сел на поверхность кометы – его вес на ней составлял всего один грамм! Поломка стыковочного блока, предназначенного именно для компенсации столь слабой гравитации, привела к тому, что модуль подскочил и пролетел более километра… Второй отскок был менее масштабным и закрепил модуль возле большого камня. «Фила», используя энергию «Розетты», передавала на Землю собранные ее бортовым оборудованием научные данные, пока не кончился заряд батарей.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Комета Галлея (10 миллионов лет назад)

2016 Регистрация гравитационных волн

В 2016 году международная исследовательская группа объявила об открытии гравитационных волн, вызванных слиянием двух черных дыр.

На расстоянии более трехсот миллионов световых лет от Земли две черные дыры вращались друг вокруг друга. Их массы составляли тридцать шесть и двадцать девять солнечных масс, и они образовывали систему, которая мало-помалу теряла энергию за счет излучения гравитационных волн. Вращаясь по спирали и постепенно сближаясь, эти сверхплотные тела в конце концов соприкоснулись и слились в единое целое. Масса образовавшейся в результате слияния черной дыры (шестьдесят две солнечных массы) в результате оказалась меньше суммы масс слившихся тел. И согласно уравнению, связывающему массу с энергией, разница в три солнечных массы превратилась в огромное количество энергии, которое вызвало гравитационный всплеск, заставивший вздрогнуть всю Вселенную. В 2015 году эхо этой вибрации в виде потока гравитационных волн достигло обсерватории LIGO, специально созданной для обнаружения подобных событий.

За столетие до этого события общая теория относительности Эйнштейна описала гравитацию как искривление пространства-времени, которое создает всякое массивное тело. В 1916 году Эйнштейн показал, что ускорение массивных тел создает гравитационные волны, то есть колебания пространства-времени, распространяющиеся со скоростью света.

В конце 1960-х годов физики попытались обнаружить эти волны, измеряя деформации в огромных металлических цилиндрах. Однако выявить колебания пространства не удалось: эффект прохождения гравитационных волн оказался столь слабым, что тогдашнее сравнительно примитивное оборудование его не почувствовало. И только на рубеже XXI века для обнаружения гравитационных волн создали обсерватории, оборудованные лазерными интерферометрами.