Несмотря на скептические взгляды общественного большинства, инопланетные формы жизни – развитые или как минимум простые – скорее всего, существуют где-то на бескрайних просторах Вселенной. Более того, многие ученые согласны с тем, что отрицать это бессмысленно. Конечно, это совсем не означает, что речь идет обязательно о каких-то стереотипных серых пришельцах с большими головами и глазами, похищающих людей. Но хотя бы просто с точки зрения цифр и статистики, где-то во Вселенной прямо сейчас какой-нибудь космический микроб или «космический комар» занимается своим привычным ежедневным делом. Поэтому давайте рассмотрим 10 причин, согласно которым мы можем по крайней мере верить в то, что внеземная жизнь где-то там все-таки существует.
Каждый день у нас появляется выбор: принять свою жизнь, свое существование, свободу и моменты как должное или же выразить признательность и благодарность за хорошие вещи, которые нас окружают. Самое же главное, что нас объединяет, — что все мы, люди, живем в одном мире и в одной Вселенной — никогда не заслуживает того уважения, которое заслуживает. Здесь и сейчас мы можем существовать и существовать до тех пор, пока нам позволяет отпущенный нам срок жизни. Это просто есть. Многократно за всю историю Вселенной законы природы оказывались в нужном месте в нужное время, чтобы обеспечить наше существование и позволить нам взглянуть в прошлое на 13,8 миллиарда лет, с благодарностью в сердце. Перед вами десять явлений, которые сделали это возможным и десять причин сказать спасибо, подобранных физиком Итаном Зигелем.
Благодаря использованию нового научного инструмента MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), установленного на Очень большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили, астрономы смогли обнаружить 72 новые галактики. Открытие стало частью самого глубокого спектроскопического исследования космоса за всю историю подобных наблюдений.
В попытке понять Вселенную мы становимся одержимыми — нас манит жажда наблюдений. Спутники передают сотни терабайт данных информации каждый год, а всего один телескоп в Чили будет выдавать 15 терабайт картинок космоса каждую ночь. Ни один человек не сможет обработать их вручную. Как говорит астроном Карло Энрико Петрильо, «смотреть на снимки галактик — самая романтическая часть нашей работы. Проблема в том, как оставаться сосредоточенными». Поэтому Петрильо разрабатывает ИИ, который будет ему помогать.
Когда вас учат научному методу, вы привыкаете следовать аккуратной процедуре, чтобы получить представление о каком-то естественном явлении нашей Вселенной. Начните с идеи, проведите эксперимент, проверьте идею или опровергните ее, в зависимости от результата. Но в реальной жизни все оказывается гораздо сложнее. Иногда вы проводите эксперимент, и его результаты расходятся с тем, что вы ожидали. Иногда подходящее объяснение требует проявления воображения, которое выходит далеко за рамки логических суждений любого разумного человека. Сегодняшняя физическая Вселенная довольно хорошо понята, но история о том, как мы к этому пришли, полна сюрпризов. Перед вами пять великих открытий, совершенных совершенно непредсказуемым образом.
«С фундаментальной точки зрения вопрос звучит так: случалось ли что-нибудь подобное прежде?», говорит Адам Франк, профессор физики и астрономии в Университете Рочестера. «И высоко вероятно, что наше время и место — не единственное из тех, где появились развитые цивилизации». «Вопрос того, существуют ли развитые цивилизации в других частях Вселенной, всегда переплетался с тремя неизвестными в уравнении Дрейка», говорит Франк. «Мы давно знаем, сколько примерно существует звезд. Мы не знаем, сколько из этих звезд имеют планеты, которые могут поддерживать жизнь, как часто может появляться жизнь и приводить к появлению разумных существ и как долго может продержаться цивилизация, прежде чем исчезнуть».
Поместите человека в космос, подальше от гравитационных пут земной поверхности, и он будет ощущать невесомость. Хотя все массы Вселенной все еще будут воздействовать на него гравитационно, они также будут притягивать и любой космический аппарат, в котором находится человек, поэтому он будет плавать. И все же по телевизору нам показывали, что экипаж некоего космического судна вполне успешно ходит ногами по полу при любых условиях. Для этого используется искусственная гравитация, создаваемая установками на борту фантастического судна. Насколько это близко к реальной науке?
13,8 миллиарда лет назад в горячем Большом Взрыве родилась наша Вселенная. С тех пор она расширялась и остывала, вплоть до сегодняшнего дня. С нашей точки зрения мы можем бросить взгляд на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях, благодаря скорости света и расширению пространства. И хотя это огромное расстояние, оно не бесконечное. Потому что мы не видим дальше. Что лежит за горизонтом этих 46 миллиардов световых лет и может ли Вселенная быть бесконечной?
«Все наши наблюдения находят полную симметрию между материей и антиматерией, поэтому нашей Вселенной не должно было существовать», говорит Кристиан Сморра из сотрудничества BASE в исследовательском центре ЦЕРН. «Где-то должна быть асимметрия, но мы просто не понимаем, где именно. Что ломает симметрию, каков источник?». Поиск продолжается. До сих пор между протонами и антипротонами не было обнаружено никакой разницы, а она могла бы объяснить существование материи в нашей Вселенной. Однако физики в сотрудничестве BASE в исследовательском центре ЦЕРН смогли измерить магнитную силу антипротонов с беспрецедентной точностью. Тем не менее эти данные не предоставили никакой информации о том, как материя сформировалась в ранней Вселенной, поскольку частицы и античастицы должны были полностью разрушить друг друга.
С самого появления заинтересованного сознания человек начал исследовать мир вокруг себя, постоянно расширяя горизонты. Но так получается, что сколько эти горизонты ни расширяй, за ними обнаруживаются еще более далекие горизонты, к которым приходится долго тянуться. Ну и что? Мы получаем неподдельное удовольствие, узнавая что-то новое. Мы готовы грызть гранит, чтобы докопаться до сути вещей. Но некоторые загадки науки мы никак не можем решить. Возможно, вы поможете?
Если вы думали, что все ограничивается тем, что мы нашли за космическим горизонтом, готовьтесь передумать. «Трудно построить модели инфляции, которые не приводят к мультивселенной. Это не невозможно, поэтому я уверен в необходимости проведения дополнительных исследований. Но большинство моделей инфляции действительно ведут к мультивселенной, а доказательства инфляции будут подталкивать нас в направлении серьезного принятия [множественных вселенных]», — сказал однажды Алан Гут, американский физик и космолог, первым предложивший идею инфляции, или космического расширения.
Сверхмассивные черные дыры — объекты, в сотни миллионов или даже миллиардов раз массивнее обычной звезды, — пожалуй, самые загадочные объекты современной астрофизики. Они скрываются в сердцах большинства крупных галактик, включая и наш Млечный Путь. Учитывая их вездесущность, эти черные дыры могут играть жизненно важную роль в формировании и эволюции Вселенной. Но как они стали настолько массивными — этот вопрос до сих пор беспокоит теоретиков всего мира.
Когда мы смотрим на далекую Вселенную, мы всюду видим галактики — во всех направлениях, на миллионы и даже миллиарды световых лет. Поскольку есть два триллиона галактик, которые мы могли бы наблюдать, сумма всего, что за ними, больше и круче самых смелых наших представлений. Один из самых интересных фактов состоит в том, что все галактики, которые мы когда-либо наблюдали, подчиняются (в среднем) одним и тем же правилам: чем они дальше от нас, тем быстрее они от нас и удаляются. Это открытие, сделанное Эдвином Хабблом и его коллегами еще в 1920-х годах, привело нас к картине расширяющейся Вселенной. Но что с того, что она расширяется? Наука знает, а теперь и вы узнаете.
Прочитав заголовок, вы наверняка подумали, что что-то здесь не так. Но что — звезда, Вселенная или что-то еще? Если вы знаете, как работают звезды, вы можете взять одну из них, изучить ее физические свойства и узнать, когда она должна была появиться. Звезды проходят через множество изменений по мере старения: их радиус, светимость и температура меняются по мере выжигания топлива. Но срок жизни звезды, в общем-то, зависит только от двух свойств, с которыми она рождается: масса и металличность, то есть количество присутствующих в ней элементов тяжелее водорода и гелия.
Когда 20 лет назад выяснилось, что расширение Вселенной ускоряется, ученые представили этому полное, простое и проверяемое объяснение. Но по мере того, как поступало все больше и больше данных из экспериментов и наблюдений, причина существования темной энергии – предположительно, причины этого ускорения – оставалась неуловимой. Хотя технически она эквивалентна «космологической постоянной» (или энергии, присущей самому пространству), нет никакого способа вывести ее величину. Но если вспомнить, что помещение определенных форм материи в пустое пространство меняют силы, действующие на эту материю, возможно, и темная энергия возникает по очень простому принципу: оттого, что в нашей Вселенной вообще существует материя как таковая.
В 1926 году знаменитый астроном Эдвин Хаббл разработал морфологическую классификацию галактик. Этот метод разделил галактики на три базовые группы – эллиптические, спиральные и линзообразные. С тех пор астрономы посвятили значительное количество времени и усилий для того, чтобы выяснить, как галактики развиваются в течение нескольких миллиардов лет и почему они приобретают именно те формы, которые в конечном итоге приобретают.
Физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предложили новую теорию того, как могли сформироваться первые черные дыры Вселенной и какую роль они могли сыграть в производстве тяжелых элементов, таких как золото, платина и уран. Работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
В 1973 году Британское межпланетное общество — первая и старейшая организация, целью которой были заявлены исключительно космические исследования, развитие и поддержка космонавтики, — запустило масштабный пятилетний проект по поиску и созданию наиболее перспективного дизайна беспилотного космического аппарата, предназначенного для межзвездных путешествий. Первым среди предложенных решений стал «Дедал». Данный план выглядел еще более амбициозным и ставил ключевой целью поиск возможности для пилотируемых путешествий к различным звездам с прицелом использования технологий ближайшего будущего.
Одна из самых знаменитых цитат английского писателя, учёного, футуролога и изобретателя Артура Чарльза Кларка звучит следующим образом: «Есть две вероятности: либо мы одни во Вселенной, либо нет. И обе одинаково пугают». На данный момент мы совершенно ничего не знаем о внеземной разумной жизни, а также о возможности ее существования. Но даже среди самых светлых умов науки бытует мнение, или даже сказать уверенность в том, что рано или поздно мы совершим первый контакт.
Самый большой урок общей теории относительности Эйнштейна состоит в том, что пространство само по себе не является плоской, неизменной и абсолютной сущностью. Оно соткано вместе со временем в одну ткань: пространство-время. Эта ткань непрерывная, гладкая и становится изогнутой и деформированной в присутствии вещества и энергии. Все существующее в этом пространстве-времени движется по пути, определяемому кривизной пространства-времени, и его движение ограничено скоростью света. Но что, если в самой ткани будут дефекты? Это не научная фантастика, а действительно существующая идея в теоретической физике. С ней связаны высокоэнергетические реликты вроде доменных стен, космических струн и монополей. Итан Зигель с Medium.com постарался ответить на вопрос, каким может быть их происхождение, свойства и как они будут уживаться с обычной Вселенной.