Нашата вселена е много по-сложно, отколкото си мислехме

Нашата вселена: "Всичко е много по-сложно, отколкото си мислехме"

Нямате време да печелят пълната сила на Големия адронен ускорител, и учените вече мисли за изграждането на инсталацията е седем пъти по-мощен. Физиците са убедени, че ние сме на прага на открития, които коренно ще променят мнението на света. Един от тях - академик Алексей Starobinsky

Елена Кудрявцева Алексей Александрович като открития в фундаменталната физика, според вас, ще се промени нашето разбиране за структурата на вселената?

Алексей Starobinsky. Космология се състои от две части. Първите проучвания на Вселената, което е сега, това, което се състои от. И вторият - историята на Вселената. Съответно въпросът за различните задачи. В космологията, съвременната Вселената е издаването на два нови видове обекти, така наречената тъмна материя и тъмна енергия. Нашата задача е да ги намерите, за да проучи и да видим как те си взаимодействат с видимата материя, тъй като астрономически данни, ние вече знаем, че те се реализира важен принос в пълна степен (т.е. sovokupnuyu.- "On"), плътността на материята.

- Но поне можем да кажем, какво е това?

- Тъмната материя - това е нещо, което се състои от частици с подобен познатите ни от протони, неутрони и електрони. Но това тъмната материя на обикновените частици не взаимодействат и поради това все още не е открит в наземни експерименти. Но тъмната енергия - това е, напротив, нещо не се състои от частици, нещо vacuumlike, омазани в пространството.

- Според различни оценки, делът на тъмна енергия и тъмна материя идва до 70-80 на сто от общия обем на Вселената. Оказва се, че не сме много напреднали в знанието.

- Освен това, ние се върне в дискусията преди около две хиляди години между Платон и Демокрит. Демокрит е привърженик на теорията на еритроцитите, тоест, вярвам, че светът е съставен от частици. И Платон, а напротив, беше привърженик на света - е нещо безформено, униформа. Днес се оказва, че те са в известен смисъл и двете са прави, но ние говорим за различни видове материя. Тъмната материя е по-близо до това, което се смята, че от Демокрит, и тъмната енергия - това, което мислех, Платон.

- Когато се казва, че необходимостта да се проучи тъмната материя и тъмната енергия, която те имат в предвид? Досега тъй като нито едното, нито другото не е дори е открит!

- Не е намерен, но в тяхното проучване сме постигнали доста голям напредък. Какво означава да се изследват свойствата на известните частици? Това означава, че е необходимо да се измери тяхното заплащане, електромагнитната сила, налягането. Тук ние не виждаме самите частици и ги учат чрез тяхното гравитационно взаимодействие. Знаейки това, което се създава модерни представителства гравитацията, ние можем да се изчисли плътността и теглото и кръвното налягане. Това е основната ни задача сега - да се уточни уравнение на състоянието на тъмната материя и тъмната енергия. С такъв космологична гледна точка, те не са много мистериозен. Например, ние вече сме осъзнали, че тъмната материя се състои от почти безконфликтна (т.е. такива, които не взаимодействат помежду drugom.- "О") частици.

- Какво знаем за тъмната енергия? Как да "чувстват" то тогава?

- Знаем, че е много близо до Айнщайн предложил космологичната константа (т.е. vakuumu.- "O"). Според Айнщайн, космологичната константа - е специфична форма на материята, в които налягането е отрицателно. Представете си, напрежението в разтегнато гумена лента, но тя е насочена във всички посоки, и то е много голям. Въпреки, че аз съм сигурен, че тъмната енергия - не е точно космологична константа, по-специално, защото тя е нестабилна - това не е задължително, но естествено очакване. И ако е така, то това би било чудесно да се отиде отвъд Айнщайн и да намерят някои признаци на неговото разпадане на видимата материя. Ако тези процеси ще бъдат в състояние да се намери, че ще бъде достъп до огромен източник на енергия.

- Е, това се даде на тези уравнения за разбирането на Вселената?

- Ние ще бъдем в състояние да отговори най-накрая, един от най-озадачаващите въпроси: как са тези две нови видове материя с вече известните видове? Засега отговорът е "нищо", но той не е бил доволен, и затова се извършва мащабни експерименти, за да се открият частици тъмна материя в наземни условия, както и в пространството. Според теоретични концепции, някои взаимодействия все още трябва да бъде.

- Изграждането на детектори за регистрация на такива частици - това отнема време, имайки предвид, че те са поставени дълбоко под земята, под водния стълб. Във всички експерименти, а пълно мълчание.

- Ние гарантираме, експериментаторите, че тези частици трябва в крайна сметка отворени. Според нашите оценки, учените не разполагат с достатъчно точност в една или две заповеди. В допълнение към експерименти на Земята има наблюдение отвън с помощта на сателити. Ако наземни експерименти, ние можем да определим как частиците, които съставляват тъмната материя, реагират с обикновените частици, астрономическите данни, които могат да разберат как те си взаимодействат един с друг. Те могат да си взаимодействат повече. Днес в тази област голям пилотна програма е в ход.

14 милиарда години по-късно

- Какви са предизвикателствата пред част на космологията, която изучава историята на вселената?

- Ние трябва да отиде по-далеч в миналото на Вселената. Сега ние знаем доста много за инфлационен етап (състоянието на разширяване на Вселената преди Големия vzryva.- "O"). Но ние знаем за края си, и би било желателно да се предприеме следващата стъпка и да отидете в началото, за да се определи неговата продължителност.

- Говориш за продължителност. Тогава какво имаме предвид, когато казваме, че инфлационният етап е вечен?

- Тези думи не трябва да се приемат буквално. Те означават, че винаги има някъде другаде в пространството и дори в известен смисъл и в друго време, можете да намерите на инфлацията. Просто казано, през цялото време някъде се раждат нови вселени - нови парчета на пространството и времето. Но това е специално за нашата Вселена, нашия свят линия, удължен във времето, инфлационната фаза продължава краен момент. И би било много интересно да се измерва времето и да разберат какво се е случило преди, това, което са съществували първоначално обявените условия в началото на инфлацията, и по-желателно да се осъзнае, че все едно е било преди. Това е, което искаме да предприеме още една стъпка в миналото.

- И какви са опциите, които бяха преди етап инфлацията?

- Има различни модели, но те все още са на хартиен носител - няма ясна прогноза за експеримента и наблюдението: какво да правя, какво да търсите. Това е едно от направленията на нашата работа. Има някои основни черти. Първо - това е, което ние наричаме отскока. Това означава, че преди разширяването е компресия е някоя от тях, подобно на нашите, и не може да бъде подобна, с ниска плътност. Тя се сви, а след това по някаква неизвестна причина, за да се избегне сингулярността (т.е. държавата в навечерието на Великия vzryva.- "O") и компресията е заменен от разширение. Втората възможност е такава, че преди нашата вселена не съществува само по себе си, а е част от някаква Superuniverse, част от нещо по-сложно.

- Когато говорим за стъпките в миналото, това е като?

- Търсим артефакти. Така че аз фикс аз наричам нещо неизменни, неопорочени - парчета, останали от нас през изминалата ултра-голям, свръхплътна Вселената. Друго нещо е, че с всяка стъпка по-дълбоко в миналото става все по-трудно да ги намерите. Но толкова дълго, колкото е възможно.

- Ако разбирам правилно, първият такъв артефакт е откриването на космическото микровълново фоново лъчение - че "излъчването на светлина", която води началото си от времето на раждането на нашата Вселена, и "на живо", която се проследява досега. Вторият артефакт - откриването на нееднородност на лъчението, което потвърждава теорията, че микроскопични квантови флуктуации в крайна сметка е нараснал до размера на галактики. Това означава, че ние и целия видим свят - в резултат на квантовата вълнички. И това, което артефакти, което търсите повече?

- Следващата важният етап - проверка на друга прогноза направих през 1979 г., а именно - да се намери първични гравитационни вълни. Това ще бъде важен аргумент, най-накрая потвърждава цялата теория на инфлацията - така, както откриването на бозона на Хигс-накрая потвърди всички теорията на силните, електромагнитните и слабите взаимодействия, които са се развили преди половин век. Откриване на първични гравитационни вълни ще бъде пряко доказателство, че гравитацията е квантувани (тя се състои от частици, от "около") и има гравитони - кванти на тежестта. Това не е лесна задача, но постижимо: необходимо е за друг, за да се повиши чувствителността на инструмента - сега просто още един планиран международната космическа програма наблюдение. През следващото десетилетие, за да се достигне необходимата стойност.

- космология първия потвърден експериментално през 1970 г. - когато е била открита космическия микровълнов фон. Оттогава го постави тежки бюджетни и частни фондове. Би ли интересни държави да продължите?

- експерименти наистина стават все по-скъпи, но също така и държавни клиенти да забогатеят, така че определен процент от брутния национален доход е дреболия. Ако бяхме разходите за основна наука 2.5 на сто от националния доход, както и много други страни, това ще бъде достатъчно, за да се отворят много. Само един факт: в подготовката на последната Олимпиада пътна конструкция от дъното до върха на Олимпийския център струва толкова, колкото в САЩ марсоход, който сега работи по Червената планета.

Друго нещо е, че някои глобални експерименти не правят усилия на една държава, изисква сътрудничество - взаимодействието, което се случва. Например: Америка - богата страна, но се обсъжда национална мисия, и друг проект се подготвя в ЕС. Европейци, между другото, са избрали по-малко интересен от гледна точка на фундаменталната наука мисия до Юпитер и неговите спътници, Ганимед, Калисто и Европа, за да се види дали има живот. Но това е по-грандиозно, впечатляваща.

- Според теорията на инфлацията, като в същото време нашата вселена е създадена от множество паралелни вселени. Какво можем да кажем за тях? Това са същите светове като нашата?

- Тези вселени се отличават само от факта, че има звезди в други места. Но има различни спекулативни теории, които казват, че нашата теория на елементарните частици - Стандартен модел - не само е възможно, но има и много други. Ако е така, тогава нищо не пречи на факта, че в тези паралелни вселени ще бъдат реализирани още е физика, което означава, че може да има други физически сили и евентуално друг живот. Въпреки това, за да влязат в тези светове, можете да се върнете само към миналото - към момента на инфлацията, което е невъзможно. Така че, за да се разбере какво се случва, трябва да се научите как да се изчисли тази алтернатива физика. Докато ние не знаем как.

- Научните открития винаги са много тясно свързани с перспективите, с възприемането на себе си и Вселената. Как, според вас, да се промени лицето през отвора?

- От идеологическа гледна точка, най-важното е, че ние разбираме, нашия свят - и думата "свят" Искам да кажа нещо повече от просто нашата вселена - велик е по-сложно, отколкото си мислехме. Сега ние сме сериозно обсъждане на други вселени отделени от нашето триизмерно пространство, както и факта, че тези светове са родени през цялото време и в колосалната сума. Това повдига различни въпроси. Един от тях - в пресечната точка на науката и религията е мир за нас, а не за нас? Докато той не чувства, че той е създаден специално за нас. Приемаме го като малко място, което предполага, че той е създаден за нас, по-малко и по-малко причина.

- Това не звучи много оптимистично.

- Е, това не е толкова лошо. Case малко вероятни събития еднократни. Понякога религия е критикувана, като каза, че той прогнозира, чудесата и чудеса не могат да бъдат. Но правилното научно твърдение е, че ако е имало чудо, чудо знае много малко вероятно събитие, не трябва да го чакам да се повтаря. Например, броят на олимпийски шампиони е несравнимо по-малко от броя на спортисти в света. Следователно, вероятността, че случайно избрана спортист ще бъде олимпийски шампион, е незначителен. Все пак, това не означава, че няма олимпийски шампиони. Така че, въпреки факта, че е създал този свят, не само за нас, разбира се, той все още не изключва, че ние с вас сме много късмет - с други думи, ние сме най-много олимпийски шампиони.

Акад Алексей Starobinsky - известен учен, ангажирани в космологията, т.е. еволюцията на Вселената. През 1979 г. той показа математически, че преди Големия взрив, който роди нашата вселена, имаше един етап от инфлацията, когато Вселената се разширява от гигантски скорост. Това откритие се смята за най-важното в теоретичната физика за последните 30 години: никой не е успял да гледам досега в миналото на света. Днес, теория на инфлацията Starobin блестящо потвърдено от наблюдения експерименти.