Текст книги "Чудеса и катастрофы Вселенной"

Автор книги: Галина Железняк

Соавторы: Андрей Козка
сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 19 страниц)

АНТИВЕЩЕСТВО НЕИЗВЕСТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Орбитальная гамма-обсерватория ESA «ИнтеГРАЛ» (InteGRAL) проделала большую работу по составлению обширной карты нашей Галактики в важнейших для астрофизиков волновых диапазонах, в частности в гамма-лучах. Это дает возможность составить самую точную на сегодняшний день картину текущих изменений в химическом составе Млечного Пути. Кроме всего прочего, подтверждается присутствие таинственного антивещества в нашем галактическом центре.

Международная астрофизическая гамма-обсерватория «ИнтеГРАЛ» (INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory – InteGRAL) – первая орбитальная обсерватория, которая позволяет наблюдать астрономические объекты одновременно в гамма-лучах, рентгеновском излучении и видимом свете. «ИнтеГРАЛ» был запущен на российском ракетоносителе «Протон» 17 октября 2002 г. на вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Земли. Его основной целью считаются те регионы Галактики, где рождаются химические элементы, и массивные компактные объекты вроде черных дыр.

Со времен своего рождения из облака водорода и гелия приблизительно 12 млрд лет назад Млечный Путь постепенно накапливал более тяжелые химические элементы. На каком-то этапе из них смогли сформироваться планеты и в конечном счете появилась жизнь на Земле. В природе теперь известно свыше 100 типов атомов или элементов, таких как железо, кислород, водород и т. д. Реакции ядерного синтеза, происходящие внутри звезд и при взрывах сверхновых, приводят к образованию новых элементов при объединении более легких элементов в тяжелые. Этот процесс, называемый также ядерным горением,не прекращается и по сей день.

В большинстве звезд, включая наше Солнце, водород непрерывно переплавляется в гелий. После полного выгорания водорода топливом для процесса горения становится сам гелий. На этом процесс горения в большинстве звезд заканчивается, звезда сбрасывает свои внешние слои в окружающее пространство, так что этот обогащенный газ может стать сырьем для следующего поколения звезд и планет. Звезда, масса которой в несколько раз превышает массу Солнца, может пойти дальше, производя внутри себя углерод, кислород, кремний, серу и железо. Если до этого момента процесс шел с выделением энергии, теперь для образования элементов более тяжелых, чем железо и никель, в условиях, когда все имевшееся в ядре звезды топливо уже выгорело, требуется новый подвод энергии. Такие более тяжелые элементы, как, например, золото, свинец и уран, образуются при взрывах сверхновых и выбрасываются в космическое пространство, где могут стать строительным материалом для новых небесных объектов.

В настоящее время один из наиболее тяжелых элементов – радиоактивный изотоп алюминия (А1 26) – присутствует в Галактике буквально всюду, причем в результате его распада образуется магний и выделяется гамма-излучение с длиной волны, известной как линия 1809 кэВ.«ИнтеГРАЛ» позволяет составить карту этого излучения и идентифицировать таким образом, источники, производящие весь этот алюминий. В частности, «ИнтеГРАЛ» изучает алюминиевые «горячие пятна» на карте Галактики, с тем чтобы определить, конкретными ли астрономическими объектами они образованы или случайно выстроившимися вдоль одной линии несколькими источниками.

Астрономы полагают, что наиболее вероятными источниками такого алюминия являются вспышки сверхновых (взрывы массивных звезд). Учитывая, что время распада алюминия – около одного миллиона лет, можно таким образом выяснить, сколько звездных катастроф произошло за последнее время (по астрономическим меркам). Другими возможными источниками алюминия считаются крупные звезды – красные гиганты или горячие голубые звезды, которые также порождают этот элемент.

Чтобы выбрать между этими двумя вариантами и разрешить таким образом загадку, «ИнтеГРАЛ» одновременно картирует распределение по Галактике радиоактивного железа, которое производится исключительно в «горниле» сверхновых. Теории показывают, что во взрывающейся звезде алюминий и железо должны рождаться вместе, в одних и тех же областях. Таким образом, если распределение железа совпадет с распределением алюминия, это и будет служить доказательством, что подавляющее большинство алюминия рождается в результате именно вспышек сверхновых. Впрочем, эти измерения пока затруднены тем, что гамма-излучение от радиоактивного железа приблизительно в шесть раз слабее, чем от алюминия. Однако когда обсерватория в течение следующего года накопит больше данных, такая возможность наконец появится.

Кроме того, на основе полученных данных можно будет составить самую детальную в истории исследований карту распределения антивещества. Антивещество образуется за счет некоторых энергетически чрезвычайно эффективных атомных процессов, например в ходе радиоактивного распада того же алюминия. Его «подпись» известна как аннигиляционная линия 511 кэВ(гамма-фотоны такой энергии образуются при аннигиляции электронов и позитронов). Даже при том, что наблюдения «ИнтеГРАЛа» еще не полны, они дают понять, что антивещества в центре Галактики слишком много для того, чтобы можно было объяснить его появление только распадом алюминия. Также ясно показано наличие множества источников антивещества – оно вовсе не концентрируется вблизи одной точки.

К числу возможных поставщиков этого антивещества относятся сверхновые, старые красные и горячие голубые звезды, струи от нейтронных звезд и черных дыр, звездные вспышки, мощные гамма-всплески и продукты взаимодействия космических лучей с межзвездными газопылевыми облаками.

Современная космологическая картина опирается на факты, которые приходят из глубин Вселенной. Многие загадки пока остаются настолько сложными, что физики-теоретики начинают осознавать неполноту знаний о космических законах и взаимодействиях. Нужны как воздух новые подходы.

В современный период предполагается, что Вселенная расширяется. Модели Вселенной сравнивают с матрешкой, мыльными пузырями. Наш мир называют миром четырех измерений. Но он настолько богат тайнами, что человечеству будет над чем работать долгие годы. И все новые и новые рубежи будут звать пытливых и любознательных. И, наверное, все больше человек будет осознавать свою взаимосвязь со всем миром. А эта взаимосвязь предполагает и ответственность. Соприкосновение с могучими энергетическими силами космоса потребует от человечества стремления к миролюбию и доброте, активность действий будет нести одновременно и активность осознанности.

Но что же интересного происходит на передовых рубежах космологических сражений?

Известный британский физик Стивен Хокинг и сотрудник ЦЕРН Томас Хертог предложили радикально новый методологический принцип изучения Вселенной. Вместо исследования эволюции Вселенной снизу вверх, моделирования ее развития от момента зарождения до нынешних времен и далее, они предложили использовать принцип сверху вниз.Он предполагает постепенное распространение знаний о сегодняшнем моменте существования Вселенной назад во времени, к его началу.

Этот подход отличается нетрадиционностью и новизной для космологии. Хокинг и Хертог предположили, что Вселенная может не иметь одно-единственное начало и, соответственно, одну историю эволюции. Вместо этого у нее может быть множество начал и множество историй. Правда, альтернативные истории, с точки зрения ученых, присутствуют лишь потенциально, поскольку «испарились» практически сразу же после Большого взрыва. Новая теория способна помочь разрешить фундаментальную проблему теории струн.Эта теория предполагает существование множества параллельных вселенных с различными фундаментальными постоянными и даже с различной размерностью пространства-времени. Но такое предположение расходится с наблюдаемой нами реальностью, в которой имеется одна Вселенная и один, строго определенный, набор физических констант.

Новый подход позволит объяснить наличие в нашей Вселенной физических констант со строго определенными значениями. При малейшем изменении этих постоянных должна существенно меняться вся Вселенная. Даже появление в ней жизни делается в принципе невозможным. По мнению Хокинга и Хертога, предложенная ими модель может быть проверена путем наблюдений флуктуаций фонового микроволнового излучения. Странный характер этих флуктуаций уже привел к появлению термина ось Зла.Современная космологическая модель, возможно, будет претерпевать существенные изменения. К слову, Хокинг – выдающийся ученый нашей эпохи. Его судьба необычна, как, впрочем, и бывает у всех гениальных и одаренных личностей. Подробнее об этом удивительном человеке будет рассказано в книге данной серии, посвященной способностям человека.

Над моделями Вселенной работают и другие астрофизики. Американские ученые разработали математическую модель, которая, как ожидается, позволит астрономам экспериментально подтвердить пятимерную теорию гравитации, бросившую вызов общей теории относительности Эйнштейна.

Профессор Чарльз Китон из Университета Ратджерса и профессор Арли Петтерс из Университета Дьюка при создании своей модели использовали недавно разработанную теорию под названием «Гравитационная модель мембранной Вселенной Рандалл – Сандрама типа II». В основе теории лежит предположение о том, что видимая Вселенная представляет собой мембрану, расположенную в пределах большей по размерам Вселенной. Мембранная Вселеннаяимеет пять измерений – четыре пространственных и одно временное – в отличие от четырехмерной Вселенной, которую описывает общая теория относительности. Профессоры Китон и Петтерс предсказывают существование некоторых космологических явлений, которые могут подтвердить новую теорию мембранной Вселенной. «Если теория мембранной Вселенной подтвердится, это вызовет революционный переворот во всей современной науке, – комментирует свою работу профессор Петтерс. – Пятимерность Вселенной полностью меняет также и философское понимание мира, в котором мы живем».

Модель мембранной Вселенной, созданная Лайзой Рандалл из Гарвардского университета и Раманом Сандрамом из Университета Дж. Хопкинса содержит математическое описание гравитационного формирования Вселенной, которое существенно отличается от описания, предложенного общей теорией относительности. В основе новой теории лежит предположение, что малые черные дыры, образовавшиеся на ранних стадиях развития Вселенной, сохранились до настоящего времени. Черные дыры, сравнимые по массе с небольшими астероидами, вполне могут быть частью темной материи Вселенной, которую можно обнаружить только по гравитационному полю. Общая теория относительности, с другой стороны, утверждает, что малые черные дыры ранней Вселенной «испарились» и более не существуют.

«Когда мы рассчитали, на каком расстоянии от Земли могут находиться малые черные дыры, оказалось, что самые близкие могут быть в пределах орбиты Плутона», – говорит профессор Китон. «Если предположить, что реликтовые черные дыры составляют хотя бы 1 % темной материи в нашей Галактике, в Солнечной системе должно быть несколько тысяч таких черных дыр», – добавляет профессор Петтерс.

Таким образом, для подтверждения теории пятимерной Вселенной необходимо доказать, что микродырыдействительно существуют. Ученые пришли к выводу, что обнаружить черные дыры можно по их воздействию на электромагнитное излучение, распространяющееся от других галактик по направлению к Земле. При прохождении излучения вблизи черной дыры возникает эффект, известный под названием гравитационная фокусировка.Наибольшее влияние гравитационное поле оказывает на гамма-лучи, генерируемые при взрывах звезд.

Вычисления ученых показали, что черные дыры будут оказывать на гамма-лучи примерно такое же воздействие, какое выступ скалы оказывает на волны, распространяющиеся по поверхности водоема. За скалой можно наблюдать так называемую интерференционнуюкартину. Аналогичным образом по интерферограмме гамма-излучения вблизи черной дыры можно будет определить характеристики самой дыры и, как следствие, характеристики пространства и времени. Получить интерферограммы можно будет при помощи космического гамма-телескопа Gamma-ray Large Area Space Telescope. Космический зонд, на котором он будет установлен, планируется запустить в августе 2007 г.

ЗАГАДКИ БЛИЖНЕГО КОСМОСА

Вернемся вновь в нашу Солнечную систему и обратим взор на те объекты, которые кажутся стабильными и привычными. Это планеты и спутники. Поскольку нас интересуют аномалии и необъяснимые явления, попробуем найти их, например, на Луне.

Впервые человек ступил на поверхность Луны в 1969 г. Всего на сегодня состоялось шесть лунных экспедиций, 18 человек в их экипажах представляют настоящую команду космической разведки. Сейчас вновь активно обсуждается вопрос о полете к Луне. Новые эксперименты будут более сложными. Когда астронавты вновь попадут на Луну, им предстоит заняться поисками артефактов – признаков технологий внеземных цивилизаций. Ян Кроуфорд, исследователь Биркбеккского колледжа при Университете Лондона считает так: «Для возвращения к таким поискам есть очень надежные основания».

Поиски внеземного разума являются постоянной темой дискуссий тех, кого интересует данный вопрос. В космосе эти поиски проводились с помощью радиотелескопов, позволяющих улавливать электромагнитные сигналы других технологических цивилизаций. По словам Кроуфорда, ученые хотели бы, чтобы еле-дующие лунные астронавты просеяли больше лунной породы и сделали это более тщательно, чем было возможно в эру «Аполлона». В верхних слоях лунного реголита могут находиться бесценные доказательства использования поверхности спутника другими цивилизациями. Напомним, что в среде уфологов давно обсуждается информация о том, что Луна является промежуточным космодромом на пути к телам Солнечной системы.

Сет Шостак, старший астроном Института SETI (проводящего программу поиска внеземного разума) в Маунтин-Вью в Калифорнии, говорит, что возможность такой интересной развязки при столь незначительных дополнительных расходах делает идею поиска артефактов весьма желанной и даже необходимой. «На Луне, я думаю, определенно имеет смысл сделать забор пары сотен квадратных футов материала и просмотреть его», – убеждает он. Поиск мелких артефактов или даже «капсул времени» в нашей Солнечной системе – не новая идея в сообществе SETI, замечает Шостак. И действительно, наша собственная цивилизация уже несколько раз применяла этот подход.

Космические корабли НАСА «Pioneer-10» и «Pioneer-11» несут металлические таблички, на которых зафиксировано время и место создания космических кораблей. А аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» имеют на борту позолоченные носители информации с посланиями, картинками и звуками, рассказывающими о жизни на Земле любым внеземным существам, которые могут обнаружить их.

Можно предположить, что такой способ общения тоже сыграет свою роль в установлении контакта между цивилизациями, распространении информации. Как раньше отправляли «послания в бутылке», так и мы пытаемся установить контакт с другими цивилизациями при помощи физического артефакта, который даст другим разумным формам жизни какую-нибудь информацию о земном разуме. По словам Кроуфорда, Луна была бы хорошим объектом для такого «послания», учитывая отсутствие на ней геологической активности и атмосферы.

В нашу эпоху очень важно активно обмениваться информацией. Тогда наука быстрее развивается, идеи более оперативно проверяются, возникают новые возможности. В 1998 г. Кроуфорд познакомился с работами харьковского астронома Алексея Архипова, который проанализировал все полученные фотографии лунной поверхности и нашел немало необычных образований. Квадраты или линии, пересекающиеся под прямым углом, не свойственны природным образованиям. А на Луне А. Архипов нашел достаточно много подобных структур.

Поиском артефактов Архипов занимается очень давно. Один из авторов книги помнит жаркие дискуссии в астрономическом студенческом обществе. Алексей Архипов учился на старшем курсе, и его исследования начались еще в ту пору. А в 2005 г. на международном форуме «УкрАстро» он делал доклад перед любителями астрономии и телескопостроения. Многочисленная разновозрастная аудитория слушала затаив дыхание.

Наверное, сердце билось чаще у тех, кто только еще собирается выбирать профессию. Будем надеяться, что пути молодых не минуют космических направлений и наука получит самых активных и смелых исследователей.

Но вернемся к Луне. Некоторые специалисты по Луне называют перспективу нахождения внеземных артефактов на этой планете надуманной. Гэри Лофгрен, ответственный за хранение доставленных «Аполлонами» лунных образцов в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне, говорит, что даже если подобные внеземные частички есть на Луне, найти их будет невероятно сложно.

Астронавты доставили на Землю 382 килограмма лунного материала, и исследователи до сих пор изучают образцы. «Люди прошлись по образцам в мельчайших деталях и не нашли ничего, что говорило бы о внеземной деятельности», – отмечает Лофгрен. И все же, считает он, ученые жаждут изучить новые образцы, взятые на Луне. Образцы с «Аполлона» представляют лишь 6 мест, сосредоточенных на экваторе. И, замечает он, обнаружение материала, происхождение которого нельзя объяснить эволюцией в нашей Солнечной системе, по его мнению «было бы невероятной находкой».

Скотт Хаббард, бывший директор Исследовательского центра Эймса в НАСА, а ныне исследователь Института SETI, указывает: «Хотя ничего невозможного нет, мне кажется, поиски кометных осколков в постоянно находящихся в тени кратерах Луны гораздо более привлекательны, чем поиски артефактов внеземной цивилизации».

Странные вспышки

Особый интерес вызывают обнаруженные недавно странные вспышки света и возникающие синхронно с ними радоимпульсы. В начале 1994 г. Дэн Холден со своими сотрудниками в Национальной лаборатории Лос-Аламоса обрабатывал данные искусственного спутника Земли ALEXIS. Аппаратура этого спутника только в период с ноября 1993 г. зарегистрировала примерно 100 радиосигналов, происхождение которых остается неизвестным. Эти радиосигналы в десятки тысяч раз превосходят по мощности обычные сигналы и состоят из двух импульсов частотой до 80 мГц с интервалом в 40 микросекунд. По характеру искажений этих сигналов можно заключить, что они прошли термосферу (слой 90—300 километров).

Этот феномен отмечался над Африкой и в южной части Тихого океана, т. е. там, где помехи от земных теле-и радиостанций минимальны. Холден не сомневается, что такие сигналы генерируются и в других частях света, но слишком большая интенсивность наземных технологических импульсов и сигналов полностью забивает странные сигналы. Описанные сигналы порой удивительным образом совпадают по месту и времени со вспышками, имеющими место над происходящей далеко внизу под ними грозой.

Явление это столь необычно, что первые сообщения летчиков о нем просто игнорировались, считались выдумкой. Но в 1993 г. эти вспышки были зафиксированы специальным самолетом НАСА. Они происходят на высоте примерно 60 км, имеют форму блина диаметром 10–50 км. Вспышки не связаны с молниями – энергия вспышек несоизмеримо больше энергии грозы. Может быть, это открытие внесет свою лепту в развитие новых технологий и применение не используемых пока еще видов энергии.

Пирамиды на Марсе?

Исследователь Игорь Царев предлагает искать следы других цивилизаций на Марсе.

Первые находки, которые можно интерпретировать как следы разумной деятельности на Марсе, были получены в 1972 г. в результате съемок поверхности планеты сателлитом «Маринер 9». По появившимся тогда в печати сообщениям, на Марсе были обнаружены геометрически правильные структуры, могущие быть развалинами города, в южной полярной области, а также образование, названное Полем Четырехугольных Пирамид,в районе плато Элизий.

Однако наиболее интересные находки появились четыре года спустя, после того как поверхность Марса была обследована двумя орбитальными модулями «Викинг». Во-первых, на фотографиях обнаружили нечто, что может быть интерпретировано как обломки космического корабля. Высказывались также предположения об искусственном происхождении «идеально круглого образования» на вершине высочайшей марсианской горы Никс Олимпика, как и образования, названного дорогой,и еще одной структуры, напоминающей развалины города.

Но самая интересная находка была сделана в районе Сидония. Здесь обнаружены еще одно «поле пирамид», непонятное темное кольцо, а также каменное образование, напоминающее человеческую голову. Высота малых «пирамид» достигает 250 метров, больших – 1,5 километра. Расположены они довольно тесно – на участке размером около 25 км ². Что касается «овальной формации», напоминающей скульптурное изображение человеческой головы, то оно имеет около полутора километров в длину при полукилометровой высоте.

Что это? Результат необычного освещения причудливо выветренной скалы? Но это «лицо» есть и на другом снимке, сделанном при ином освещении. Среди множества переданных «Викингами» и «Маринерами» изображений поверхности Марса нашлось еще немало странностей: например, еще одно изображение структуры, напоминающей скульптурное изображение человеческого лица, только сфотографировано оно было в другом районе Марса – в Утопии. Винсент ди Пиетро и Грегори Моленаар провели огромную работу по изучению Марсианского Сфинкса.Ими был сделан компьютерный анализ изображения Марсианского Сфинкса, а также реконструкция Сфинкса и Поля Пирамид района Кидония.

Можно верить в существование на Марсе цивилизации, но можно объяснить эти изображения причудливой игрой света и тени. Какой взгляд ближе вам? Выбирайте.

Странные вещи происходят и около Марса. Почему исчезла связь с «Марс-обсервер», одной из задач котоpoгo было прояснение ситуации со сфинксами? И почему прекратилась связь с «Фобосом-2»? Прекратилась она, кстати, после того, как аппарат зарегистрировал какой-то объект на фоне неосвещенной стороны Марса…

Была ли жизнь на Марсе?

Группа ученых исследовала ряд найденных в Антарктиде метеоритов, имеющих марсианское происхождение.

Метеорит, получивший обозначение ALH 84001, упал на Землю около 13 000 лет назад. Наряду с характерными следами прохождения атмосферы он имеет следы удара, позволяющие предположить, что в давние времена он был немым свидетелем космической катастрофы. Некое тело, например комета, смогло отколоть кусок Марса. Блуждающий в пространстве обломок постепенно разрушался и наконец был пойман в плен нашей планетой. Химический состав образца вполне соответствует данным, переданным «Викингами» с поверхности Марса.

Образец ALH 84001 имеет возраст 3,6–4,5 млрд лет и перед катаклизмом предположительно находился в приповерхностном слое Марса, в тот период гораздо более жаркого и влажного, чем теперь. В образце найдены не только примитивные углеводороды, иногда встречающиеся в метеоритах, но и более сложные циклические соединения. Найдены крошечные, в сто раз меньше толщины человеческого волоса, глобулы(шарики и трубки), химический состав и форма которых в точности совпадают с находимыми на Земле ископаемыми нанобактериями. Более того, непосредственно рядом с ними зарегистрированы вещества, в основном сульфиды железа и магнетиты, которые являются характерными следами деятельности анаэробных микроорганизмов.

Исследователи отмечают, что не могут себе представить, как эти соединения в подобных концентрациях могли бы оказаться вместе, если не принимать в расчет жизнь. В то же время исследование других метеоритов, в том числе и найденных поблизости (в которых подобные остатки отсутствуют), а также анализ распределения остатков внутри метеорита (концентрация возрастает к центру) позволяют предполагать, что речь не идет о загрязнении образца земными существами после падения.