«...Обнаруженное в последнее десятилетие ускоренное расширение Вселенной можно объяснить двумя способами: либо наличием нового состояния вещества, называемого темной энергией, либо изменением гравитационного взаимодействия на больших расстояниях.
Согласно общепринятой теории гравитационного взаимодействия все тела конечного размера притягиваются друг к другу. Однако для объектов бесконечного размера теория разрешает еще и гравитационное отталкивание. Интересно, что в старой теории Ньютона гравитационное отталкивание невозможно никогда. В таком случае Вселенная не смогла бы расширяться и жизнь была бы невозможна. Исходный толчок, который привел к расширению мира (так называемая космологическая инфляция), может быть лишь в теории Эйнштейна».
Это рассказывает Александр Долгов. Космология, астрофизика и физика элементарных частиц – те научные направления, которыми занимается профессор. В Новосибирском государственном университете (НГУ) он заведует лабораторией космологии и элементарных частиц с 2011 года, основанной на средства мегагранта Правительства Российской Федерации. В этом году грантовое финансирование заканчивается.
– Александр Дмитриевич, как думаете, будет ли снова поддержка от государства?
– Ответ простой: неизвестно. Мы надеемся на продление, это очень нужно, потому что в лабораторию уже вложена значительная сумма, закуплены дорогостоящие научные приборы, ведется серьезная работа, которая, я надеюсь, не пропадет. В противном случае, надо будет искать какие-то другие, пока неясные способы, чтобы продолжать эти исследования. Кроме того, одной из задач лаборатории является создание в НГУ работающей группы по космологии и астрофизике. За два года это сделать невозможно. В сентябре к нам сюда приедет ревизор, который будет оценивать, что мы сделали за это время.
– Вот это самое интересное: что же вы сделали?
– Во-первых, сделан большой шаг с конструированием детектора. От небольшой модели мы перешли к реально действующему прототипу. Это колоссальная работа.
В теоретической части исследований мы работаем в двух направлениях: космология и астрофизика. В частности, нашими сотрудниками предложен новый способ определения космологических расстояний, что очень важно для изучения свойств темной энергии. Ускоренное расширение было обнаружено, в частности, по открытию того, что далекие сверхновые так называемого типа 1а оказываются более тусклыми, чем предсказывала обычная космология, а значит они дальше и расширение идет скорее, чем ожидалось. Для этого вывода очень важно знать, на каком расстоянии находятся эти сверхновые. Обычные методы определения расстояний являются многоступенчатыми и могут содержать серьезные систематические ошибки. Нашими теоретиками был предложен новый способ, свободный от этих проблем. Предлагается наблюдать за другим типом сверхновых, которые многократно сбрасывают оболочку, и тогда можно оценить расстояние до них, видя размеры сбрасываемых оболочек. Это прямой способ, и он позволяет определить темп расширения Вселенной непосредственно.
Кроме того, мы пытаемся понять, что является носителем или носителями темной материи, изучая наблюдаемые следствия той или иной ее формы.
Очень важной проблемой, непосредственно связанной с темной энергией, является проблема вакуумной энергии, которая, согласно теоретическим ожиданиям, на 50 или даже 100 порядков превосходит разрешенное значение. В таких условиях жизнь во Вселенной была бы невозможна. Проблема вакуумной энергии одна из самых важных в физике, и, возможно, для ее решения придется менять самые фундаментальные принципы теории. Разумного решения этого вопроса пока не видно.
Надо сказать, что по результатам теоретических и экспериментальных работ лаборатории было опубликовано около 20 научных работ и были прочитаны доклады на многих международных конференциях.
– Удалось ли при помощи разработанного детектора «пощупать» темную материю?
– На разработанном в лаборатории прототипе детектора это пока невозможно. Во-первых, нужен детектор значительно большего объема. То, что мы сейчас имеем, – это работающая модель. Кроме того, надо работать в месте, защищенном от космического излучения, как например делают итальянские исследователи под руководством Риты Бернабеи. Ее лаборатория находится в центре Италии в пещере под горой Гран Сассо. Уникальность этого места в том, что пещера находится под горой и там можно проводить очень тонкие эксперименты. Это пока единственный, но не подтвержденный эксперимент, где виден сигнал, который можно интерпретировать, как регистрацию темной материи. Так вот, этот детектор постоянно что-то считает. И они видят, что сила сигнала меняется как времена года. И это естественно, потому что Земля либо натыкается на частицы темной материи, либо бежит от них. А вероятность взаимодействия зависит от скорости. Это очень интересная вещь, но в других похожих экспериментах этот эффект пока не виден. Возможно, отсутствие сигнала объясняется различием экспериментальных условий и чувствительности детекторов.
А еще в Гран Сассо ведет прекрасная автострада, где разрешенная скорость 130 километров, но итальянцы не очень-то уважают ограничения.
Вот наш детектор тоже может быть так использован, но для более легких частиц.
– В чем же перспектива нахождения темной материи? Зачем ее искать?
– Что от этого будет для народного хозяйства? – Смеется Долгов, и тут же добавляет, – неизвестно. Когда-то Фарадея, показывающего свои опыты с электричеством, спросили: «Какая от этого будет польза?», он ответил: «Вы еще будете получать за это налоги».
Будут ли собирать налоги в этом случае – не знаю.
От фундаментальных открытий всегда есть польза. Паули, которому мы обязаны открытием нейтрино, сказал так: «Я совершил чудовищную вещь, предположив наличие частицы, которую никто никогда не увидит». Тем не менее, сейчас же нейтрино все прекрасно видят, с помощью них планируют зондировать землю, диагностировать атомные станции и прочее.
А решение проблемы темной энергии предсказать трудно, так как это нечто, что, вероятнее всего, потребует коренного пересмотра физики.
– На прошедшей конференции «Темная материя, темная энергия и их обнаружение» было ли заявлено что-то принципиально новое по этой теме?
– Как таковых открытий там не было. Они вообще бывают редко. У нас получилась довольно хорошая трудовая конференция. Народу было достаточно много, чтобы было интересно, и не достаточно, чтобы это превратилось в неуправляемое нечто.
– Что дальше ждет лабораторию космологии и элементарных частиц
– Я надеюсь, что финансирование нам продлят, но это вопрос к Министерству. Мы стараемся выполнить все формальные требования для этого, а по существу нареканий быть не должно. Сюда в университет приезжают с лекциями ведущие ученые из Москвы, потому что здесь, к сожалению, совершенно не развита космология и астрофизика. И мы надеемся собрать здесь группу из молодых исследователей, которая бы тут жила и работала.
Текст и фото: Василиса Петрова
Теги: ИЯФ, НГУ
"Байкал24"
опубликовано в