Как быстро на самом деле расширяется Вселенная? (продолжение) RIESS: Итак, ...

Дата публикации: 01-08-2026 13:53:47

Как быстро на самом деле расширяется Вселенная?
(продолжение)
RIESS: Итак, у нас есть новая модель — Лямбда-CDM, и в ней есть эти составляющие — темная материя, темная энергия — все это прекрасно. И встал вопрос: какова природа этой темной энергии? Поэтому мы, физики, говорим: «Хорошо, давайте найдем число или свойство, которое можно измерить и которое что-то нам расскажет». В том, как темная энергия порождает гравитацию, важно то, что называется ее уравнением состояния, то есть отношение ее давления к плотности энергии. Это число называется W. Если это космологическая постоянная, то W всегда будет равно минус единице.
И если это какое-то поле в космосе — представьте себе известное вам поле, электрическое или магнитное, — то это будет другое поле, но оно будет обладать энергией, и эта энергия будет действовать как тёмная энергия. Тогда это может быть не минус единица, а какое-то другое число. В рамках космических миссий было предпринято множество попыток изучить это число W.
И я понял, что один из лучших способов сделать это — измерить постоянную Хаббла, фактическую текущую скорость расширения Вселенной, и сравнить ее с прогнозируемым значением, которое она должна иметь в соответствии с моделью Лямбда-CDM и точными данными о космическом микроволновом фоне, полученными с новых космических спутников, таких как WMAP и «Планк», запущенных НАСА и Европейским космическим агентством. Я начал новый проект под названием SHOES, чтобы использовать космический телескоп «Хаббл» и попытаться повысить точность измерения с 10% до 1%.
Я думаю, что одна из самых увлекательных вещей в науке — это ее непредсказуемость и загадочность, сам процесс. Всем, кто в прошлом называл что-то стандартной моделью, в конце концов приходилось ее пересматривать.
И поначалу все шло очень хорошо [смеется]. Мы получали все более точные измерения, которые по большей части соответствовали космическому микроволновому фоновому излучению. А потом произошло нечто забавное. Это было чуть больше 10 лет назад, в 2013 году, и «Планк», новый эксперимент по изучению космического микроволнового фона, проводимый Европейским космическим агентством, с использованием самых современных технологий, привел к довольно значительной корректировке предсказанного значения постоянной Хаббла.
Наши измерения обычно давали результат около 70 в этих загадочных единицах, которые используют астрономы, — километрах в секунду на мегапарсек. Это очень странное число, но оно обратно пропорционально времени. Таким образом, если инвертировать это уравнение, оно покажет приблизительный возраст Вселенной.
Таким образом, классическое значение, полученное в результате локальных измерений, всегда было в районе 70 — от 70 до 75. И мы остановились на значении около 73 плюс-минус два. И это значение вполне согласовывалось с предыдущими данными о космическом микроволновом фоне. Но когда появились более точные данные о космическом микроволновом фоне, все вдруг заговорили: «О нет, должно быть, 67 плюс-минус 0,5».
На первый взгляд разница может показаться незначительной. Опять же, возвращаясь к вашему предыдущему утверждению, это хорошая модель, верно? Мы пытаемся продеть нитку в иголку с другого конца Вселенной. Понимаете, мы начинаем с момента Большого взрыва и задаемся вопросом, с какой скоростью будет расширяться Вселенная через 13–14 миллиардов лет. И получается, что мы ошибаемся на 8–9 %. Я бы сказал, что это довольно точный прогноз практически в любой другой области.
Но мы подходим к этому со всей строгостью. И наши погрешности малы, и их погрешности малы. И единственное, что их связывает, — это теория, модель, которая объясняет траекторию развития Вселенной от Большого взрыва до наших дней.
И что-то должно быть не так: либо измерения космического микроволнового фона неверны, либо локальные измерения неверны, либо теория, которая их связывает, не совсем точна. За последнее десятилетие мы все тщательно пересматривали измерения. Сейчас я использую космический телескоп «Джеймс Уэбб» вместо космического телескопа «Хаббл», но получаю тот же результат. Многие ученые проводили исследования космического микроволнового фона и получили тот же результат.
Сообщество тщательно изучило этот вопрос. Поэтому он получил название «парадокс Хаббла», что, как следует из названия, означает противоречие между тем, какой, по вашему мнению, должна быть постоянная Хаббла, исходя из модели ранней Вселенной, и тем, какой она является на самом деле. И это превзошло то, что мы называем «пять сигм». В физике это означает, что расхождение в пять раз превышает погрешность эксперимента. В этот момент мы говорим: «Эй, что-то происходит». И, я бы сказал, было очень интересно пытаться понять, что же это такое.
СТРОГАЦ: Потрясающее резюме. Идеально. Вы много говорили о космическом микроволновом фоне, который, как мы полагаем, известен всем. Я хочу кое-что прояснить. Мы делаем детальное фото Вселенной. Как вы говорили ранее о замятии в дверях…
РИСС: Да, да.
СТРОГАЦ: Итак, в свои 66 лет я ростом 185 см. А теперь представьте, что я в больнице и мне нет и дня от роду. Я лежу в детской кроватке. Если бы вы посмотрели на меня как на маленького ребенка, а потом сказали: “Да, но я могу сказать, каким высоким будет Стивен, когда ему будет 66, потому что у меня есть отличная модель, и я собираюсь предсказать его рост, и я могу предсказать его рост с точностью до 8 или 9%, когда ему будет 66, от этого однодневного ребенка”. Это то, что космологи пытаются сравнить. Люди, создающие ребенка, - это люди с лямбда-CDM. И вы делаете…
РИСС: Верно. Я сейчас измеряю дверной проем, и модель сказала: «Эй, Стив должен быть ростом 185 см», а у нас получается, что он ростом больше 210 см, и ты... ну, знаешь, это могло бы быть забавно, но... это было бы действительно неожиданно, если бы ты был ростом 210 см.
И вы можете сказать: «Эй, может быть, кто-то неправильно сфотографировал вас в детстве или использовал не ту рулетку, или что-то в этом роде». И это как раз то, что мы умеем делать: перепроверять эксперименты, проводить их с помощью разных телескопов, с участием разных групп людей, с использованием разных инструментов и маркеров. Эта работа ведется уже десять лет, но никто так и не нашел проблему с измерениями. И тогда начинаешь задаваться вопросом: что это — график роста, история, которую мы рассказываем модели?
И, с одной стороны, ты говоришь, что с этим должно быть довольно легко работать. Ты сказал мне, что эта темная материя настолько банальна, что ты даже не знаешь, что такое темная энергия и темная материя. Разве нельзя просто повернуть несколько регуляторов, изменить некоторые параметры, добавить пару скачков роста в подростковом возрасте, и вдруг ты станешь двухметровым? Проблема в том, что это довольно жестко ограниченная задача, хотя у нас есть много данных на других этапах. Таким образом, это борьба как с теорией, которая предлагает идеи для решения проблемы, так и с наблюдениями, которые позволяют выяснить, нет ли в них ошибок. Так что я много размышлял над этим вопросом.
Проблема в том, что наука — это не история. На самом деле нужно выполнять работу, проводить эксперименты, критически мыслить. Именно это делает науку такой увлекательной.
СТРОГАЦ: Я уверен, что среди слушателей есть те, кто слышал о темной энергии и темной материи. Кажется, что это большие вопросительные знаки. Может быть, ученые сами не знают, что делают. Знаете, они используют слова, но только для того, чтобы прикрыть свое невежество. А еще, как вы отметили, во многих отношениях есть пыль, есть сложности с измерениями, эти объекты находятся очень далеко. Откуда — знаете, я могу отнестись к этому скептически — откуда вы знаете, что во всей этой истории нет систематических ошибок?
РИСС: Лучший из известных нам способов — это, во-первых, обеспечить высокую степень дублирования. Это одна из тех вещей, которые я люблю в науке: я могу сидеть в своей лаборатории, работать с данными, делать какие-то расчеты и говорить: «Вот она, темная энергия», верно?
Но я должен опубликовать эти результаты, чтобы их проверили другие люди. Тем временем кто-то на другом конце планеты может проанализировать тот же массив данных и прийти к другому выводу. И если все придут к разным выводам, значит, мы ничего не открыли. Таким образом, важным элементом является независимая проверка, которую проводят многие люди в самых разных уголках планеты, с разным опытом и так далее. Затем мы используем другие телескопы. Как я уже говорил, мы используем наземные телескопы. То же самое мы видим на космическом телескопе «Хаббл». То же самое мы видим на космическом телескопе «Джеймс Уэбб». Таким образом, из-за явной избыточности и необходимости перекрёстной проверки, когда люди получают альтернативный ответ, нам приходится разбираться и в этом, спрашивая: «Почему они получили другой ответ?»
СТРОГАЦ: Это действительно сложная проблема. Я думаю, что, учитывая, насколько хороша эта модель, а также то, что мы не можем просто так что-то подправить, не разрушив то, что уже работает, это непросто.
РИСС: Верно, это большая проблема. Однако, если это намек на то, что в лямбда-CDM есть изъян, то были и другие намеки, так что это не единственный эксперимент.
Совсем недавно были получены результаты эксперимента DESI, в ходе которого измерялось трехмерное положение галактик по всей Вселенной. Сравнение с космическим микроволновым фоном показало, что темная энергия не похожа на космологическую постоянную. Похоже, что там происходят какие-то изменения. Мы измеряем плотность материи в близлежащей Вселенной, и, опять же, исходя из того, как выглядела Вселенная вскоре после Большого взрыва в рамках этой модели, мы думали, что она должна быть более плотной, чем на самом деле. Но она выглядит более однородной. Так что есть эти намеки, которые, с одной стороны, могут быть подсказками, и если, знаете, по-настоящему умный человек в конце концов соберет их воедино, это может изменить ход истории.
Это может быть торчащая нитка на свитере, за которую вы потянете и свитер распустится, или же вы просто оторвете ее и подумаете: «Ну, ничего страшного». Я думаю, что мы не знаем, но, на мой взгляд, одна из самых интересных вещей в науке — это приключения и тайны, связанные с этим процессом. Всем, кто в прошлом называл что-то стандартной моделью, рано или поздно приходилось пересматривать свои взгляды.
СТРОГАЦ: Верно подмечено.
РИСС: Я мог бы привести исторические примеры, когда и то, и другое было правдой. Проблема в том, что наука — это не история. На самом деле нужно выполнять работу, проводить эксперименты, критически мыслить. Вот почему наука — это так весело.
СТРОГАЦ: Это действительно интересно, и мне тоже понравился ваш комментарий, хотя я бы с удовольствием поспорил. Я имею в виду, что да, наука — это не история, но у нас есть действительно интересные примеры из истории науки, когда иногда достаточно было немного изменить модель, а иногда требовалась полная переработка концепции, как в случае с переходом от ньютоновской модели гравитации к общей теории относительности Эйнштейна.
Кавалерия уже близко. В данном случае речь идет о множестве великолепных обсерваторий, которые, к моему большому удовольствию, скоро будут введены в эксплуатацию.
RIESS: Знаешь, Стив, это мой любимый пример на все времена. Я расскажу слушателям, которые, возможно, не в курсе, что в XIX веке астрономы тщательно отслеживали положение планет и вычисляли их орбиты. А в начале 1800-х годов они заметили, что самая удаленная из известных на тот момент планет, Уран, ведет себя странно.
Он двигался слишком быстро и слишком медленно, и ученые предположили, что существует еще одна планета, которая стала Нептуном, и она находится дальше и притягивает Уран, но мы ее не видим. Поэтому они рассчитали с помощью чистой математики, где она должна находиться, а затем стали искать ее в телескоп и нашли, понимаете?
Это было здорово. Так что теория Ньютона была верна. Просто чего-то не хватало. А потом, уже в конце XIX века, с Меркурием, самой близкой к Солнцу планетой, стали происходить странные вещи. Он движется по эллиптической орбите, которая не должна прецессировать или вращаться с той скоростью, с которой это происходило, и ученые не могли этого объяснить. Им пришла в голову одна и та же мысль: «О, смотрите, это, должно быть, недостающая планета. Мы уже видели этот фильм». И они представили себе планету под названием Вулкан, которая находится между Меркурием и Солнцем. Они искали ее. Они не смогли его найти. Пятьдесят лет спустя Эйнштейн изменил теорию гравитации и показал, что в общей теории относительности, его теории гравитации, Меркурий будет прецессировать.
И, как вы и сказали, то, что выглядит как небольшая трещина в наблюдениях или, знаете, торчащая нитка на свитере, на самом деле расшатывает всю систему. Вот почему так сложно сказать. Это Нептун или, знаете, общая теория относительности? Я правда не знаю.
СТРОГАЦ: Идеальные примеры. Да. Я рад, что вы упомянули Уран и Нептун, потому что там есть оба типа явлений. Нужен большой концептуальный пересмотр, а может, просто чего-то не хватает, и тогда это не такой уж большой пересмотр. Так что мы на самом деле не знаем.
Хорошо. Как вы и сказали, это приключение, это великое начинание, которым мы занимаемся, — наука — и оно постоянно развивается. Скоро появится еще кое-что, связанное с космическим телескопом имени Нэнси Грейс Роман.
RIESS: Да, кавалерия уже близко. В данном случае речь идет о множестве замечательных обсерваторий, которые, как я с радостью сообщаю, скоро будут введены в эксплуатацию. Например, телескоп Веры Рубин — самый большой наземный телескоп с полным обзором, очень мощный, он начал наблюдения всего несколько месяцев назад. Недавно был запущен «Евклид» — миссия Европейского космического агентства, а в сентябре этого года НАСА запустит «Нэнси Грейс Роман» — своего рода «Хаббл» на стероидах.
Он может собрать в одном изображении примерно в 100 раз больше, чем поле зрения «Хаббла», и работает очень быстро. Таким образом, его собирающая способность примерно в 1000 раз выше, чем у «Хаббла». Мы надеемся, что с помощью такого большого объема данных нам удастся получить больше информации о недавнем расширении Вселенной, о том, меняется ли темная энергия, и о других возможных подсказках.
Да, мы узнаем много нового об экзопланетах, галактиках и многом другом, но это действительно должно стать квантовым скачком в плане наших возможностей по работе с данными. За все время, что я работаю в этой области, данные действительно играли решающую роль в таких прорывах, как у нас.
СТРОГАЦ: Если говорить об эмоциях, то наше шоу называется «Радость познания». Есть ли что-то, что приносит вам особую радость? Что для вас важнее: то, что могут рассказать данные, или то, что интересно вам как физику и астрофизику?
РИСС: Для меня это загадка, а еще это возможность разгадать загадку. Знаете, когда я был ребенком, если бы я захотел узнать, сколько лет Вселенной и какова ее судьба, я бы подумал, что нужно спросить об этом философа или раввина, не знаю кого еще. Но на такие вопросы не отвечают смертные.
И тот факт, что с помощью науки и этих возможностей мы можем решать по-настоящему глубокие, масштабные вопросы, делать это методично и получать реальные ответы. Да, в итоге у нас появляются новые вопросы. Не все сводится к одному ответу, как знаменитое число 42 в «Автостопом по галактике». В итоге получается своего рода загадка, но мне это нравится.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	Вселенная может расширяться быстрее света, не нарушая физику Расширение Вселенной ...	0	7	21-07-2026
2	АСТРОНОМЫ ИСПОЛЬЗОВАЛИ СЛИЯНИЕ НЕЙТРОННЫХ ЗВЁЗД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ На ...	0	8	10-07-2026
3	"На этом цветном изображении, полученном с космического телескопа «Хаббл», показана ...	0	7.39	22-07-2026
4	Как астрономы измеряют расширение Вселенной? На протяжении примерно столетия учёные ...	5	7	11-07-2026
5	Конец стандартной Вселенной: почему космологи снова спорят о природе темной энергии	0	8.91	02-08-2026
6	Новая звездная перепись укрепляет доводы в пользу Вселенной возрастом 13,8 ...	0	7	15-07-2026
7	Конец стандартной Вселенной: почему космологи снова спорят о природе тёмной ...	0	6.27	03-08-2026
8	Астрофизики обнаружили скрытые детали в данных о слиянии нейтронных звезд ...	7	8	06-07-2026
9	Космос снова напоминает нам, как мало мы на самом деле ...	0	5.4	26-07-2026
10	🌌⏳ Сколько на самом деле лет Вселенной? Новый ответ от ...	0	7	15-07-2026

Классификация: . Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 5.75. Источник: vk.com.