Знание-сила, 2009 № 09 (987)

То же крушение основ, которое еще предстоит осмыслить, мы пережили недавно в науке о Вселенной. Как оказалось, 95 процентов всего мироздания нам до сих пор не известно. Проблема темной материи и темной энергии еще долго будет привлекать внимание исследователей. Возможно, на этом поприще, на стыке космологии и физики, молодых ученых ждет не одна Нобелевская премия. Ведь в рамках современной Стандартной модели физики нет, например, подходящих кандидатов на роль частиц темной материи. Для решения этой проблемы надо «взорвать» прежние теоретические построения, выйти за рамки Стандартной модели. Это — магистральное направление исследований, проводимых в физике элементарных частиц. Ради этого создаются уникальные коллайдеры и детектирующие системы, ставятся прецизионные эксперименты и ведутся астрофизические наблюдения.

Пекинская обсерватория. На обширной территории собраны почти все типы старинных угломерных инструментов. Пекинская обсерватория одна из очень немногих сохранившихся до наших времен типичных средневековых обсерваторий

Пока предполагается, что темная материя может состоять из слабо взаимодействующих массивных нейтральных частиц. В рамках современных теорий суперсимметрии (см. «З-С», 10/07, 8/02) известен наиболее перспективный кандидат на эту роль. Это — нейтралино, легчайшая суперсимметричная частица. Именно мириады нейтралино, как показывают теоретические модели, могут восполнить недостающую плотность вещества во Вселенной. Возможно, эти частицы все же удастся зарегистрировать в лабораторных экспериментах: напрямую, то есть путем наблюдения в детекторе результатов их взаимодействия с веществом, или же косвенно, анализируя продукты их распада.

Немало интересных открытий сулит и другая область астрономии, непосредственно продолжающая дело Галилея — наблюдение за звездным небом, где, скрытые от человеческого глаза и от самых изощренных приборов, которыми пользовались астрономы начиная с 1609 года вплоть до середины 1990-х годов, кружат мириады планет, обретающиеся далеко за пределами Солнечной системы.

За последние десять с небольшим лет их открыто около четырех сотен. Очевидно, в ближайшие годы будут найдены планеты размером с Землю. А на скольких из них может быть жизнь? По оценке немецкого астронома Зигфрида Франка, только в Млечном Пути имеется около 40 миллионов планет, на которых могут существовать хотя бы примитивные формы жизни. Возможно, крупные космические телескопы сумеют обнаружить косвенные признаки ее присутствия. В общем, и в этой области для молодых астрономов непочатый край работы, будущие открытия и триумфы, слава, премии и удивительные прозрения.

Великие астрономы древности: Клавдий Птолемей (слева) и Гиппарх

Немало забот найдется и теоретикам. Мир экзопланет оказался довольно странным, почти как в другой век открытий — мир неведомых животных Австралии. Эти тела «чужого неба» движутся порой по немыслимым траекториям, на необычном расстоянии от своих светил (см. «З-С», 7/04). С их появлением астрономы вынуждены признать, что им не вполне понятны законы, по которым происходит рождение планетных систем. Даже раннее прошлое Солнечной системы изобилует загадками.

Хотя ее настоящее постепенно расстается с тайнами. Поприще Галилея из теоретического стало практическим. Мы — уже не столько восторженные мечтатели, которым открываются «великие и в высшей степени удивительные зрелища», сколько деятели. Мы не просто всматриваемся в Луну, а уже ходим по ней, строим планы ее освоения и колонизации. Не только глядим на «звездочки» (спутники), которые «совершают свои обороты вокруг Юпитера», но и отправляем к ним зонды. И здесь как никогда велик спрос на молодых специалистов, которым через два-три десятилетия (это не так много!) придется руководить экспедициями на Луну и Марс, а может быть, на спутник Юпитера Европу, где под коркой льда простирается бескрайний океан, или на спутник Сатурна Энцелад, где в небо взлетают загадочные фонтаны (см. «З-С», 9/06)! Пределы Солнечной системы становятся все более знакомыми и доступными, но по-прежнему остаются удивительно причудливыми.

В «высшей астрономии» одно открытие следует за другим. Ученые обнаруживают то сверхмассивные черные дыры, то крохотную массу покоя у нейтрино — частиц, которые, как считалось вплоть до этого десятилетия, были ее лишены. Изучают природу гамма-вспышек и моделируют взрывы сверхновых. Анализируют распределение галактик во Вселенной и решают судьбу всего мироздания, будет ли оно расширяться вечно или его ждет коллапс (по нынешним представлениям, верна первая теория, как показали исследования, проведенные с помощью зонда Уилкинсона в начале 2000-х годов).