Американский благотворительный фонд Питера и Патриции Груберов [Peter and Patricia Gruber Foundation] назвал имена новых лауреатов своей ежегодной премии за выдающиеся исследования в области космологии. Награда в 500 тысяч долларов будет поделена между участниками двух международных научных коллективов, которые в 1990-е годы независимо друг от друга обнаружили, что наша Вселенная расширяется с возрастающей скоростью. Все они также получат золотые медали Фонда.
Результаты наблюдений за далекими галактиками, удостоенные премии Грубера, считаются третьим великим открытием современной космологии, науки о происхождении, общем устройстве и эволюции Вселенной. Ее история отсчитывается от первой точной математической модели Вселенной, созданной Альбертом Эйнштейном 90 лет назад, в 1917 году. Через 12 лет американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики разбегаются по всем направлениям, причем скорость их разлета пропорциональна расстоянию до Солнечной системы.
Этот результат, который сейчас называется законом Хаббла, стал первым великим космологическим открытием. Он показал, что Вселенная не статична, как ранее считали практически все астрономы, а, напротив, постоянно расширяется. Отсюда следует, что она не существует вечно, а возникла во вполне определенный момент в далеком прошлом. К такому же заключению приводили и появившиеся в те же 20-е годы прошлого века математические модели ее эволюции, построенные на основе эйнштейновской общей теории относительности.
Второе великое открытие совершили в 1964 году американские радиофизики Арно Пензиас и Роберт Вильсон. Их радиотелескоп зарегистрировал радиоволны сантиметровой длины, приходящие со всех точeк небосвода. Существования таких волн требовала теория «горячего» рождения Вселенной, которую во второй половине 40-х годов построил эмигрировавший в США российский физик Георгий Гамов и его ассистенты Ральф Алфер и Роберт Герман. Согласно этой теории, наше Мироздание возникло из сверхгорячей вырожденной материи, которая сначала была сжата практически в точку, однако со временем расширилась, охладилась и дала начало стабильным атомам нашего мира. Открытие Пензиаса и Вильсона полностью убедило ученых, что Вселенная появилась именно таким образом.
Процесс рождения Вселенной принято называть Большим Взрывом. По современным данным, он произошел за 13 миллиардов 700 миллионов лет до нашего времени. Вплоть до конца двадцатого столетия ученые считали, что темпы расширения Вселенной постепенно падают. Лет пятнадцать назад будущие лауреаты Груберовской премии решили точно измерить, как именно падает скорость расширения Вселенной. К своему удивлению они обнаружили, что вот уже 6-7 миллиардов лет она не уменьшается, а возрастает. Иначе говоря, Вселенная расширяется не с замедлением, а с ускорением. Это и стало третьим и последним великим открытием космологии ХХ столетия.
Общее число новых обладателей Груберовской премии по космологии – 51 человек. Такова природа современной Большой Науки: крупные открытия чаще всего делаются большими коллективами. Однако нельзя не признать, что троим лауреатам все же принадлежит особая роль. Это - руководители групп, американский астрофизик Сол Перлмуттер и австралиец Брайан Шмидт, а также член группы Шмидта, профессор физики и астрофизики Балтиморского университета имени Джонса Гопкинса Адам Рисс. Именно он, тогда еще постдок, написал компьютерную программу, которая проанализовала данные о блеске вспышек сверхновых звезд и фактически обнаружила, что Вселенная расширяется с ускорением. Его имя возглавляет перечень авторов первой статьи о новом открытии, опубликованной в сентябре 1998 г. В прошлом году Перлмуттер, Рисс и Шмидт получили за это открытие премию Шоу в миллион долларов.
Профессор Рисс любезно согласился ответить на вопросы Русской службы «Голоса Америки»
Алексей Левин: Профессор Рисс, не могли бы Вы объяснить, в чем состоит главное значение Вашего открытия, причем так, чтобы это было понятно широкой аудитории?
Адам Рисс: Конечно. Мы измеряли скорость расширения Вселенной и ее зависимость от времени. Мы наивно ожидали, что по мере удаления от момента Большого Взрыва она будет падать под воздействием всемирного тяготения. Десять лет назад мы к своему большому удивлению обнаружили, что эта скорость не снижается, а растет. Очевидно, что в космосе, где действует только обычная гравитация, такое невозможно. Однако на это способна космическая антигравитация, о существовании которой задумывался еще Эйнштейн. Возможно, мы именно ее и нашли. Эйнштейн называл гипотетическую силу всеобщего отталкивания космологическим членом. Современные ученые ее именуют темной энергией.
А.Л.: Но ведь Вы и Ваши коллеги еще не доказали реальность темной энергии, это скорее задача физиков, нежели астрономов.
А.Р.: Тот факт, что Вселенная расширяется с ускорением, есть первое и наиболее прямое опытное свидетельство ее существования, раньше оно обсуждалась лишь как теоретическая идея.
А.Л.: Как это открытие повлияет на прогнозы судьбы Вселенной в будущем?
А.Р.: Если темная энергия и в самом деле не отличается от эйнштейновской космологической постоянной, то Вселенная обречена на вечное расширение... Но мы пока не слишком понимаем физическую природу темной энергии, так что нельзя исключить и другие варианты. Не исключено, что она будет постепенно слабеть, а потом вообще поменяет знак, иначе говоря, из антигравитации станет гравитацией. В этом случае она может остановить даже расширение Вселенной и заставить ее вновь стянуться в точку. С другой стороны, она может возрастать, и в этом случае Вселенной тоже не поздоровится.
А.Л.: Как Вы считаете, каким может быть следующее космологическое открытия того же масштаба, что были сделаны Хабблом, Пензиасом, Вильсоном и Вами с коллегами?
А.Р.: Все эти открытия случились совершенно неожиданно, их никто не предвидел. Поэтому я могу только сказать, чего мы надеемся добиться. Хотелось бы понять суть темной энергии. Этому помогут более точные промеры ее гравитационных эффектов. Кроме того, очень важно объединить квантовую механику и теорию тяготения, иначе говоря, создать квантовую теорию гравитации.
Я бы также отметил, что достижением сходного масштаба было бы открытие жизни на планетах, которые обращаются вокруг далеких звезд. Сейчас их постоянно находят в большом количестве. Не исключено, что когда в нашем распоряжении окажутся более мощные телескопы, мы с их помощью обнаружим дыхание жизни в окрестностях каких-то из этих планет. Это, конечно, стало бы величайшим открытием.
А.Л.: Вы действительно ожидаете, что оно будет сделано в течение ближайших десятилетий?
А.Р.: Да, вполне. Нам уже сейчас известны сотни внесолнечных планет, хотя еще лет 10-15 назад их существование допускалось лишь в теории. Мы начали выяснять, из чего состоят их атмосферы, и уже находим там такие знакомые вещества, как вода, натрий и углекислый газ. Конечно, дальнейшее продвижение по этому пути будет нелегким, но я надеюсь, что лет за двадцать мы многого добьемся.
А.Л.: А Вы сами занимаетесь исследованием этих планет?
А.Р.: Лично я – нет, но в этой области работает много моих коллег, которые используют те же телескопы. Это одна из интереснейших областей современной астрономии.
А.Л.: Профессор Рисс, какие чувства Вы испытали 17 июля, когда узнали о получении Груберовской премии?
А.Р.: Это огромная честь. Как я уже сказал, такие открытия непредсказуемы. Они не всегда достаются самым умным и способным, тут немалую роль играет везение. Честно говоря, когда мы обрабатывали свои наблюдения и когда я писал от имени нашей группы статью с изложением полученных результатов, я был уверен, что в течение нескольких лет они будут опровергнуты. Это типичная судьба многих заявок на интереснейшие открытия, и я в то время опасался, что ее разделит и наша работа. И уж точно не ожидал, что через десять лет наши выводы не только останутся в силе, но и получат много новых подтверждений. Я и сейчас не перестаю этому удивляться.
А.Л.: В заключение я задам провокационный вопрос. Вам не кажется, что это открытие заслуживает Нобелевской премии?
А.Р.: О, об этом не берусь судить. Но, думаю, сейчас важнее всего понять природу темной энергии.
А.Л.: Профессор Рисс, благодарим Вас за замечательное интервью. Надеюсь, у нас будут поводы беседовать с Вами и в будущем.