Universul nostru este mult mai complicată decât ne-am gandit

Universul nostru: „Tot ceea ce este mult mai complicat decât ne-am gandit“

Nu au timp pentru a câștiga forța deplină a Large Hadron Collider, iar oamenii de știință se gândesc deja la construcția instalației este de șapte ori mai puternic. Fizicienii sunt convinși că suntem pe pragul de descoperiri care vor schimba fundamental viziunea asupra lumii. Unul dintre ei - academician Aleksey Starobinsky

Elena Kudryavtseva Alexey Alexandrovich ca descoperiri în fizica fundamentală, în opinia dumneavoastră, se va schimba înțelegerea noastră a structurii universului?

Aleksey Starobinsky. Cosmologie este format din două părți. Primele studii universul ceea ce este acum, în ce constă. Iar a doua - povestea universului. Prin urmare, problema diferitelor sarcini. În cosmologie, universul contemporan este problema a două noi tipuri de obiecte, așa-numitele materia întunecată și energia întunecată. Sarcina noastră este de a le găsi, pentru a explora și a vedea modul în care acestea interacționează cu materia vizibilă, deoarece datele astronomice, știm deja că acestea aduc o contribuție majoră la maxim (de exemplu, sovokupnuyu.- „On“), densitatea materiei.

- Dar cel puțin putem spune ce este?

- Materia întunecată - este ceva care constă din particule de similare familiare pentru noi de protoni, neutroni și electroni. Dar această materie întunecată a particulelor obișnuite nu interacționează și, prin urmare, nu a fost încă detectată în experimente pe sol. Dar energia întunecată - este, dimpotrivă, ceva nu compus din particule, ceva vacuumlike, unse în spațiu.

- Conform diverselor estimări, ponderea energiei întunecate și materia întunecată vine de până la 70-80 la sută din volumul total al universului. Se pare că nu sunt foarte avansate în cunoaștere.

- Mai mult decât atât, ne întoarcem la discuția în urmă cu aproximativ două mii ani între Platon și Democrit. Democrit a fost un susținător al teoriei corpusculare, adică, cred că lumea este alcătuită din particule. Și Platon, dimpotrivă, a fost un susținător al lumii - este ceva inform, uniform. Astăzi, se dovedește că acestea sunt într-un anumit sens, ambele au dreptate, dar vorbim despre diferite tipuri de materie. Materia întunecată este mai aproape de ceea ce se crede de Democrit, și energia întunecată - la ceea ce credea Platon.

- Când se spune că necesitatea de a investiga materia întunecată și energia întunecată pe care le au în minte? Până în prezent, din moment ce nici una, nici alta nu este nici măcar găsit!

- Nu a fost găsit, dar în studiul lor, am realizat destul de multe progrese. Ce înseamnă pentru a studia proprietățile particulelor cunoscute? Acest lucru înseamnă că este necesar să se măsoare sarcina lor, forța electromagnetică, presiunea. Aici nu vedem particulele ei înșiși, și să le studieze prin interacțiunea lor gravitațională. Știind ce este creat pe reprezentările moderne gravitate, putem calcula densitatea și greutatea, și a tensiunii arteriale. Aceasta este principala sarcina noastră acum - pentru a specifica ecuația de stare a materiei întunecate și energiei întunecate. Cu un astfel de punct de vedere cosmologic, ele nu sunt foarte misterioase. De exemplu, ne-am dat seama deja că materia întunecată este format din (adică, cei care nu interacționează cu fiecare drugom.- „O“), particule aproape coliziune liberă.

- Ce știm despre energia întunecată? Cum se „simt“, atunci?

- Știm că este foarte aproape de Einstein a propus constanta cosmologică (de exemplu, vakuumu.- „O“). Potrivit lui Einstein, constanta cosmologică - este un tip specific de materie, în care presiunea este negativă. Imaginați-vă tensiunea într-o bandă de cauciuc întinsă, dar este îndreptată în toate direcțiile, și este foarte mare. Deși sunt sigur că energia întunecată - nu este chiar o constantă cosmologică, în special, pentru că este instabil - nu este obligatorie, ci o așteptare naturală. Și dacă este așa, atunci ar fi mare pentru a merge dincolo de Einstein și de a găsi unele semne de dezintegrare sale asupra materiei vizibile. În cazul în care aceste procese vor fi în măsură să găsească va fi accesul la o sursă uriașă de energie.

- Ei bine, da aceste ecuații pentru înțelegerea universului?

- Vom fi în măsură să răspundă, în cele din urmă, una dintre problemele cele mai enigmatice: modul în care sunt aceste două noi tipuri de materie cu speciile deja cunoscute? Până în prezent, răspunsul este „nimic“, dar el nu a fost mulțumit, și, prin urmare, efectuat experimente pe scară largă pentru a detecta particulele de materie întunecată în condiții terestre, și în spațiu. Conform conceptelor teoretice, unele interacțiune încă ar trebui să fie.

- Construcția de detectoare pentru înregistrarea unor astfel de particule - este consumatoare de timp, având în vedere că acestea sunt plasate adânc sub pământ, sub coloana de apă. In toate experimentele, în timp ce tăcere completă.

- Vă garantăm experimentatori că aceste particule trebuie în cele din urmă deschise. Conform estimărilor noastre, oamenii de știință nu au suficientă precizie în una sau două comenzi. În plus față de experimentele de pe Pământ au de supraveghere în afara cu ajutorul sateliților. În cazul în care experimentele terestre, putem determina modul în care particulele care alcătuiesc materia întunecată, să reacționeze cu particule obișnuite, datele astronomice putem înțelege modul în care acestea interacționează unele cu altele. Ele pot interacționa mai mult. Astăzi, în acest domeniu, un program-pilot de mare este în curs de desfășurare.

14 miliarde de ani mai târziu

- Care sunt provocările cu care se confruntă partea cosmologiei care studiază istoria universului?

- Trebuie să mergem mai departe în trecutul universului. Acum știm destul de multe despre stadiul inflaționist (starea de expansiune a universului înainte de Big vzryva.- „O“). Dar știm despre sfârșitul ei, și ar fi de dorit să facă pasul următor și mergeți la început, pentru a determina durata acesteia.

- Vorbești despre durata. Atunci ce ne referim când spunem că etapa inflaționistă este etern?

- Aceste cuvinte nu trebuie luate literal. Ei înseamnă că există întotdeauna în altă parte în spațiu și chiar și într-un sens și într-un alt timp, puteți găsi inflație. Pur și simplu pune, tot timpul undeva se nasc noi universuri - piese noi de spațiu și timp. Dar asta e special pentru universul nostru, linia noastră mondială, extins în timp, faza inflaționistă a durat un timp finit. Și ar fi foarte interesant pentru a măsura timpul și să înțeleagă ce sa întâmplat înainte, ceea ce a existat condițiile inițiale la începutul inflației, și mai mult de dorit să se realizeze că toate la fel cum a fost înainte. Asta este, vrem să facem încă un pas în trecut.

- Și care sunt opțiunile pe care a fost înainte de etapa a inflației?

- Există diferite modele, dar ele sunt încă pe hârtie - nu există nici o predicție clară pentru experimentul și observația: ce să facă, ce să caute. Aceasta este una din direcțiile muncii noastre. Există unele caracteristici de bază. În primul rând - aceasta este ceea ce noi numim saritura. Aceasta este, înainte de expansiunea a fost de compresie a fost unele univers similar cu propriile noastre, și nu pot fi similare, cu o densitate scăzută. Ea sa redus, iar apoi pentru un motiv necunoscut pentru a evita singularitatea (adică statul în ajunul Grand vzryva.- „O“), și comprimarea a fost înlocuită prin extensie. A doua oportunitate este de așa natură încât, înainte de universul nostru nu există de la sine, și a fost parte a unor suprauniversală, o parte din ceva mai complex.

- Atunci când vorbim despre pașii din trecut, este ca și cum?

- Cautam artefacte. Așa că Buzzword eu numesc ceva imuabile, nedistorsionate - cioburi rămase de la noi în trecut ultra-mare, universul super-dens. Un alt lucru este că, cu fiecare pas mai adânc în trecut devine tot mai dificil de a le găsi. Dar, atâta timp cât este posibil.

- Dacă am înțeles corect, primul astfel de artefact a fost descoperirea radiației cosmice de fond - că „emisie de lumină“, care își are originea în momentul nașterii universului nostru, și „viu“, care este urmărită până în prezent. Al doilea artefact - deschiderea eterogenității a radiației, ceea ce confirmă teoria ta că fluctuațiile cuantice microscopice în cele din urmă a crescut la dimensiunea de galaxii. Adică, noi și lumea vizibilă întreaga - o consecință a ondulații cuantice. Și ce artefacte căutați mai mult?

- Următoarea etapă importantă - verifică o altă predicție am făcut în 1979 - și anume de a găsi undele gravitaționale primare. Acest lucru ar fi un argument important, confirmând în cele din urmă întreaga teorie a inflației - la fel ca și descoperirea bosonului Higgs a confirmat în cele din urmă toată teoria interacțiunilor puternice, electromagnetice și slabe, care a dezvoltat o jumătate de secol înainte. Deschiderea unde gravitaționale primordiale ar fi o dovadă directă că gravitația este cuantizată (este alcătuită din particule, din „Despre“) și sunt gravitonii - cuante de greutate. Aceasta nu este o sarcină simplă, dar realizabil: este necesar un alt ordin de a ridica sensibilitatea instrumentului - acum doar un alt program internațional planificat de observare spațială. În următorul deceniu pentru a ajunge la valoarea dorită.

- Cosmologia confirmat mai întâi experimental în 1970 - când CMB a fost descoperit. De atunci, ea a pus fonduri bugetare și private severe. Ar state interesante pentru a continua?

- experimente într-adevăr sunt tot mai scumpe, dar, de asemenea, de stat-clienții să se îmbogățească, astfel încât un procent din venitul național brut este un fleac. Dacă ne petreceam pe stiinta de baza de 2,5 la sută din venitul național, precum și multe alte țări, acest lucru ar fi suficient pentru a deschide o mulțime. Doar un singur lucru: în pregătirea ultimei construcția de drumuri Jocurile Olimpice de jos la partea de sus a Centrului Olimpic a fost în valoare de fel de mult ca rover din SUA, care este acum de lucru pe Planeta Roșie.

Un alt lucru este faptul că unele experimente la nivel mondial nu fac eforturi de o singură țară, necesită colaborare - interacțiunea ce se întâmplă. De exemplu: America - țară bogată, dar discută o misiune națională, și un alt proiect se pregătește UE. Europenii, de altfel, a ales mai puțin interesantă din punct de vedere al misiunii științei fundamentale pentru Jupiter și sateliții săi, Ganymede, Callisto și Europa, pentru a vedea dacă a existat vreo viață. Dar este mai spectaculos, impresionant.

- Conform teoriei inflației, în același timp, universul nostru este creat printr-o multitudine de universuri paralele. Ce putem spune despre ele? Acestea sunt aceleași lumi ca al nostru?

- Aceste universuri se deosebesc doar prin faptul că există stele în alte locuri. Dar există diferite teorii speculative care spun că teoria particulelor elementare - modelul standard - nu este doar posibil, dar sunt mult mai multe. Dacă da, atunci nimic nu împiedică faptul că, în aceste universuri paralele ar fi realizat este un alt fizica, adică, pot exista și alte forțe fizice și, eventual, alte forme de viață. Cu toate acestea, pentru a ajunge în aceste lumi, vă puteți întoarce doar la trecut - la momentul inflației, ceea ce este imposibil. Deci, pentru a înțelege ce se întâmplă, trebuie să învețe cum să calculeze această alternativă fizica. In timp ce noi nu știm cum.

- Descoperirile științifice sunt întotdeauna foarte strâns legate de perspectivele, cu percepția ei înșiși și universul. Cum, în opinia dumneavoastră, pentru a schimba persoana care a trecut de deschidere?

- Din punct de vedere ideologic, lucrul cel mai important este că noi înțelegem lumea noastră - și cuvântul „lume“ Vreau să spun ceva mai mult decât universul nostru - Grand este mai complicată decât ne-am gândit. Acum discutăm serios alte universuri separate de spațiul nostru tridimensional, și faptul că aceste lumi se nasc tot timpul și în suma colosală. Acest lucru ridică întrebări diferite. Unul dintre ei - la intersecția științei și religiei este pace pentru noi și nu pentru noi? Atâta timp cât el nu se simte că el a creat special pentru noi. Noi l ia ca un loc mic, ceea ce sugerează că a fost creat pentru noi, motiv mai puțin și mai puțin.

- Nu sună foarte optimist.

- Ei bine, nu e așa de rău. Caz, nu pare evenimente one-time. Uneori, religia este criticată, spunând că prezice minunile și minuni nu poate fi. Dar afirmația științifică corectă este că, dacă a existat un miracol, un miracol știind eveniment foarte puțin probabil, nu ar trebui să aștepte ca el să repete. De exemplu, numărul de campioni olimpici este incomparabil mai mic decât numărul de sportivi din lume. Prin urmare, probabilitatea ca un atlet selectat la întâmplare va fi un campion olimpic, este neglijabil. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că nu există campioni olimpici. Deci, deși faptul că această lume este creată nu numai pentru noi, desigur, el încă nu exclude faptul că suntem cu voi sunt foarte norocos - cu alte cuvinte, suntem campioni olimpici foarte.

Academicianul Aleksey Starobinsky - un savant de renume, implicat în cosmologie, și anume evoluția universului. În 1979 el a arătat matematic că, înainte de Big Bang, care a dat naștere la universul nostru, a existat o etapă a inflației, atunci când universul sa extins de la o viteză gigantică. Această descoperire este considerată cea mai importantă în fizica teoretică pentru ultimii 30 de ani: nimeni nu a fost în măsură să se uite atât de departe în trecut lumii. Astăzi, teoria inflației Starobin strălucit confirmate în experimente de observatie.