Журнал «Вокруг Света» №09 за 2008 год

Как взвесить структуру?

Темная энергия — важнейшее свидетельство существования явлений, которые не описываются современной физикой. Поэтому детальное изучение ее свойств — важнейшая задача наблюдательной космологии. Чтобы выяснить физическую природу темной энергии, необходимо в первую очередь максимально точно исследовать, как менялся в прошлом режим расширения Вселенной. Можно пытаться прямо измерить зависимость темпа расширения от расстояния. Однако из-за отсутствия в астрономии надежных методов определения внегалактических расстояний достичь на этом пути необходимой точности практически невозможно. Но есть другие, более перспективные способы измерения темной энергии, которые являются логическим развитием структурного аргумента в пользу ее существования.

Пирамида материи во Вселенной по современным представлениям. Фото:

Как уже отмечалось, темп образования структур очень сильно зависит от плотности темной энергии. Сама она не может скучиваться и создавать структуры и препятствует гравитационному скучиванию темной и обычной материи. Кстати, поэтому в нашу эпоху те комки вещества, которые еще не начали сжиматься, постепенно «растворяются» в море темной энергии, переставая «чувствовать» взаимное притяжение. Человечество, таким образом, является свидетелем максимального в истории Вселенной темпа образования структур. В дальнейшем он будет только уменьшаться.

Чтобы определить, как менялась со временем плотность темной энергии, нужно научиться «взвешивать» структуру Вселенной — галактики и их скопления — на разных красных смещениях. Есть много способов это сделать, ведь объекты измерения — галактики — хорошо изучены и видны даже на больших расстояниях. Наиболее прямолинейный подход состоит в тщательном подсчете галактик и их структур по упоминавшейся трехмерной карте пространственного распределения галактик. В другом методе масса структуры оценивается по создаваемому ею неоднородному гравитационному полю. Проходя через структуру, свет отклоняется ее гравитацией, и в результате видимые нами изображения далеких галактик деформируются. Этот эффект называется гравитационным линзированием. Измеряя возникающие искажения, можно определить (взвесить) структуру на пути следования света. Этим методом уже сделаны первые успешные наблюдения, а на будущее запланированы космические эксперименты — ведь надо достичь максимальной точности измерения.

Итак, мы живем в мире, динамика расширения которого управляется неизвестной нам формой материи. А единственно достоверное знание о ней, помимо факта ее существования, — это уравнение состояния вакуумоподобного типа, та самая своеобразная связь между плотностью энергии и давлением. Пока нам неизвестно, меняется ли характер этой связи со временем, и если да, то как. А значит, все рассуждения о будущем Вселенной, по сути, являются спекулятивными, основанными в значительной мере на эстетических воззрениях их авторов. Но мы вступили в эру точной космологии, основанной на высокотехнологичных инструментах для наблюдения и развитых статистических методах обработки данных. Если астрономия будет и дальше развиваться такими же темпами, как сегодня, загадка темной энергии будет разгадана уже нынешним поколением исследователей.

Владимир Лукаш , Елена Михеева

Средиземноморский треугольник

Вид на город Корлеоне

Сицилия — «авианосец», бросивший якорь в самом центре Средиземноморья, с которого удобно стартовать в любую точку этой колыбели западной цивилизации. До Испании от Сицилии примерно столько же, сколько до Стамбула, а до Африки хоть и подальше, чем до лежащего в трех километрах итальянского «сапожка», но тоже недалеко. Кроме того, можно «улететь» еще и в глубину истории острова: от Архимеда до Гарибальди, а при желании — проложить маршрут по пространству мировой литературы: от «Одиссеи» Гомера до «Крестного отца» Марио Пьюзо.

Аэропорт «Фальконе и Борселлино» носит имя двух судей, погибших в борьбе с коза ностра. Так с первой минуты пребывания на острове «мафиозная тема» заявляет о себе. Сицилийцы терпеть не могут говорить о ней. Одни по многовековой привычке соблюдают обет молчания — омерту, другие из патриотизма: «Зачем чернить доброе имя острова?» Но многих просто раздражает то, что иностранцы, уверовав в кинолитературные клише, не собираются вникать в суть проблемы, а хотят лишь пощекотать себе нервы разговорами об «ужасах мафии».