За последние десятилетия астрономы совершили по-настоящему революционное открытие: космос не только расширяется, но это расширение ещё и ускоряется.
Открытие ускорения расширения Вселенной получило Нобелевскую премию по физике за 2011 год. Важную роль в этом научном прорыве сыграли наблюдения телескопов Европейской Южной Обсерватории (ESO — European Southern Observatory) в Чили.
Вселенная, в которой мы живем, создана Большим Взрывом около 13,7 миллиардов лет назад и с тех пор она расширяется. Десятилетиями астрономы хотели узнать больше о природе этого расширения.
Долгое время существовали две идеи. Или расширение постепенно замедлится, затем остановится, а затем Вселенная начнёт сжиматься обратно, буквально до хруста. Или космос будет продолжать, расширятся вечно.
Но как астрономы могут установить: какая из моделей Вселенной верна?
Самый просто способ сделать это: точно измерить расстояние до очень далёких галактик. А затем сравнить измерения с предсказаниями обеих моделей для этих отдельных галактик. Сравнение между измерениями и предсказаниями покажут: какая модель расширения Вселенной верна.
Но как всё это работает? Как астрономы могут измерить такие огромные расстояния в космосе? Здесь ключевую роль играют "звёздные взрывы" или "сверхновые".
Сверхновые или взрывы звёзд — редкие космические события. Существуют определённые типы взрывов, сверхновые типа Ia, которые идеально подходят для измерения расстояний в космосе.
Сверхновая типа Ia является результатом термоядерного взрыва белого карлика. Эти сверхновые очень яркие и значит, видны даже в самых далёких галактиках. И более того, их абсолютная яркость всегда одна и та же. Что означает возможность вычисления расстояния по известному значению яркости, как мы её видим здесь на Земле.
В 90-х годах наблюдениями этих взрывающихся звёзд начали заниматься две команды исследователей. Для своих исследований астрономы частично использовали телескопы обсерватории Ла-Силья в Чили.
На фото:
Обсерватория Ла-Силья — астрономическая обсерватория в Чили, принадлежащая Европейской южной обсерватории (ESO). В обсерватории расположены 18 телескопов. Обсерватория — одна из крупнейших в Южном полушарии. Место, где находится обсерватория — Ла-Силья — гора в южной части пустыни Атакама, высотой в 2400 метров.
Наблюдение сверхновых в середине 90-х было исключительно трудным и захватывающим делом. В то время при наблюдении сверхновых с большим красным смещением считали буквально каждый фотон и участие в этих наблюдениях, было прекрасным и исключительно трудным экспериментом.
Как только было установлено, что далёкие сверхновые слишком далеки для того, чтобы во Вселенной доминировала гравитация, пришлось вернуться назад и снова провести измерения. Так, измеренное с помощью первой серии сверхновых ускорение расширения быстро стало новым компонентом космологии: тёмной энергией.
Открытие ускорения расширения Вселенной — самое неожиданное и важное открытие последних десятилетий. Оно было таким неожиданным потому, что до сих пор все верили в то, что расширение Вселенной должно замедляться силой притяжения все материи Вселенной. Но Вселенная, как оказалось, в действительности гораздо интересней.
Почему её ускорение так важно? Насколько известно для ускорения может быть два возможных объяснения.
Первое то, что около трёх четвертей Вселенной состоит из некой формы этой загадочной тёмной энергии. Тёмная энергия загадочна тем, что она даёт негативное давление и это большая экзотика.
Второе объяснение: есть что-то неправильное в нашем понимании гравитации. Другими словами, общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) не совсем верна.
В обоих случаях человечество становится перед необходимостью совершенно новой физики. Вот почему, это так важно и почему это открытие получило Нобелевскую премию по физике за 2011 год.