Темная сторона Вселенной. Теорию Эйнштейна нужно пересмотреть?

Прочитано: 197 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...

Черные дыры, темные материи, темная энергия — эти величайшие загадки космологии неразрывно связаны с теорией относительности.

В течение почти целого века общая теория относительности не дает покоя науке. Чтобы ее проверить, строятся обсерватории, отправляются спутники в космос.

Например, в следующем году с помощью французского мини-спутника Microscope с большой долей точности будет проведен анализ свободного падения двух тел, выполненных из различных металлов. Или будут оба металлических цилиндра двигаться одинаково в поле земного тяготения? Или же теорию Эйнштейна нужно пересмотреть?

До сих пор она подтверждалась при всех проведенных когда-либо экспериментах. С другой стороны, она является «солитером» среди физических теорий. В отличие от других описаний физических сил, общая теория относительности является одновременно теорией пространства и времени.

От гравитации не сбежать

Пространство и время не является жестко закрепленной сценой. Масштабы пространства и времени меняются рядом с массивными небесными телами. Только гравитационное поле определяет метрические свойства четырехмерного измерительного пространства», отмечал Эйнштейн.

Поскольку гравитация влияет в равной степени на разные материи и, в отличие от электрических и магнитных сил, не может быть исключена, ее нельзя в целом интерпретировать как искажение пространства и времени.

Эйнштейн сравнил это искаженное временное пространство с натянутым платком, в которой каждое небесное тело создает углубление, которое движется вместе с ним, в то время как попадает в сферу влияния других углублений.

Его совершенно новое понимание гравитации внесло свой вклад в развитие современной космологии. Важнейшие вопросы физики, о которых постоянно идут профессиональные дискуссии, неразрывно с ней связанные.

Что происходит на подступах к черным дырам? Как возникла Вселенная? Откуда исходит темная энергия, которая все быстрее разгоняет галактики? Из чего состоит темная материя, которая заметна через ее гравитационный эффект в космосе?

Теория Эйнштейна и ее недостатки

Эйнштейн ничего не знал про темную материю, темную энергию или черные дыры. Когда он закончил свою эпохальную работу и представил ее 25 ноября 1915 г. Прусской академии наук в Берлине, он даже не знал о существовании других галактик по ту сторону Млечного пути, не говоря уже о расширении Вселенной.

Великие астрономические открытия ХХ века были еще впереди. Тем удивительнее то, как он открыл для космологии, исходя из немногих, скорее интуитивных физических предположений, абсолютно новые перспективы.

Общей теории относительности исполнился ровно один год, когда он сам обнаружил ее недостатки. Эйнштейн пытался описать Вселенную как целое. Кроме того, он модифицировал свою теорию и добавил дополнительный член в уравнения поля — «космологическую константу». Она должна была определить, что Вселенная не расширяется.

Равномерное распределение звезд


Представление Эйнштейна о построении космоса основывались на простой мысли — Вселенная выглядит в любом направлении одинаково. Типичная для него позиция. По данным астрономов она совпадала лишь частично.

Поскольку тот, кто посмотрит ясной ночью на небо, увидит в одном месте лишь несколько звезд, в другом — целое море звезд, но прежде всего Млечный путь. Можно подумать, будто все звезды сконцентрированы на Млечном пути, а за его пределами находится пустое пространство.

Эйнштейн провел анализ. По его мнению, теория тяготения Ньютона говорила о том, что у мира есть середина, где сосредоточены звезды, в то время как за ее пределами плотность звезд понижается и кончается бесконечной пустотой. Но это придавало бы пустому пространству значение, что противоречило теории Эйнштейна.

Кроме того, такая расстановка не могла бы продолжаться длительное время. Звезды покинули бы остров и исчезли бы в бесконечности, не возвращаясь обратно. Одна звезда за другой в гравитационной игре небесных тел бросила бы центр, а Мировой остров постепенно опустел бы.

У космоса нет середины

Астрономические наблюдения не давали указаний на это. Эйнштейн предполагал, что звезды могут быть равномерно распределены в пространстве. «Сколько не путешествуй по космосу, везде найдется скопление звезд похожего вида и одинаковой плотности». Другими словами, человек не находится в центре космоса, потому что такого центра вообще нет. Такова основная идея современной космологии.

Чтобы соединить его представление с моделью мира, Эйнштейн предположил, что имеющаяся материя временного пространства так сильно искажается, что образует шар. Такая Вселенная замыкается на себе и является бесконечной.

В феврале 1917 года Эйнштейн представил Берлинской академии свои «Космологические наблюдения», в которых он описал Вселенную, в том числе во временном отношении. Но к собственному удивлению он вынужден был констатировать, что его представленные в ноября 1915 исследования не допускали статической Вселенной. Эйнштейн решился доработать свои исследования, над которыми он работал восемь лет, добавив в них космологическую константу.

Самая большая ошибка Эйнштейна

Дополнительная составляющая имеет большое значение.

«Она показывает, что Эйнштейн в 1915 году, в отличие от того, что он писал, нашел еще не все соотношения, по сравнению с его требованиями», — отмечает эксперт Юрген Ренн, директор Института Макса Планка в Берлине.

С математической точки зрения введение космологической константы было оправдано. Но Эйнштейн поставил ее на чашу весов, чтобы уравновесить космический баланс таким образом, чтобы Вселенная не расширялся и не сжимались. Но он упустил из вида тот факт, что подобный баланс был нестабилен.

Хотя он назвал позднее введение константы наибольшей ошибкой, она все же снова появляется в современной космологии. Она переживает ренессанс — после того, как было доказано, что Вселенная не только расширяется, но это расширение проходит еще и с ускорением.

С начала 21 века стали появляться указания на то, что более двух третей плотности энергии Вселенной проводится загадочной силой давления, космологической константой. Но какая неведомая темная энергия приводит в движение расширение космоса? Некоторые исследователи считают, что за ней скрывается энергия вакуума, которая исходит из постоянных квантово-физических процессов.

Через пять лет доказано отклонение света

Общая теория относительности выводит на поверхность ряд вопросов. Вместе с тем, она помогает ученым прийти к неожиданным выводам относительно структуры космоса. Примером может служить бывшее предсказание Эйнштейна о том, что свет от далеких звезд искривляется вокруг солнца.

Оно сделало его известным во всем мире в ноябре 1919 года, после того как британские астрономы доказали это отклонение света в полном солнечном затмении. «Весь свет в небе — искажение», с таким заголовком вышел выпуск New York Times, в котором говорилось о революции в науке.

Галактики и скопления галактик объединяют свет еще более эффективно, чем солнце. Они действуют похожим образом, как линзы телескопа. Первое указание на этот гравитационный линзовый эффект есть еще в записях Эйнштейна. Он в 1912 году изучал этот оптический феномен в геометрических набросках.

Его расчеты убедили его в том, что линзовый эффект средствами того времени увидеть нельзя. Но в 1936 году он представил свои исследования. К публикации его подтолкнул инженер Руде В. Мандль.

Обрадовались этому в первую очередь британские астрономы, которые в 1979 году обратили внимание на странную пару «близнецов» в созвездии Большой Медведицы. Два практически одинаковых источника света рядом друг с другом.

Вокруг одного и того же объекта, квазара, активного ядра галактики. Вскоре после этого стало понятно, с чем была связана эта пара. Между квазаром и Землей находилась галактика с малым количеством света, которая была ранее незаметная. Она направляла лучи разными путями в глаза земного наблюдателя.

Когда свет достигает Земли разными путями, астрономы видят один и тот же объект как удвоенный, утроенный или — в зависимости от продолжительности света, в разное время. Так, группа астрономов во главе с Патриком Келли из Калифорнийского университета в Беркли год назад с помощью телескопа Hubble сначала увидела четыре изображения редкого взрыва звезд в далекой галактике.

Изображение этой сверхновой звезды были отброшены гравитационной линзой в созвездие Льва на ночном небе.

Линза показывает взрыв звезды, словно в замедленной съемке

Линза дает астрономам, вероятно, больше изображений взрыва звезды. Согласно подсчетам, начало сверхновой звезды под определенным углом можно будет увидеть только в начале 2016 года. Исследователи тогда смогут детально ее изучить.

Подобные взгляды в космические события весьма эффектные. Не менее завораживают сами гравитационные линзы. Способ и вид отклонения света говорит о сконцентрированной в линзах материи. Астрономы таким образом могут доказать и наличие темной материи в космосе, которая также соответствует законам теории гравитации Эйнштейна и отводит лучи света от курса.

Пример тому — кластер в созвездии Карина. Он возник в результате столкновения двух скоплений галактик. Между ними светится сжатый газ. Несмотря на это, оба скопления галактик при столкновении практически без повреждений проникли друг в друга. Это особенно касается темной материи.

В кластере, по всей видимости, больше массы в форме темной материи. По состоянию на сегодняшний день, темная материя дает в пять раз больше энергетической плотности, чем все известные нам формы материи.

Объединение общей теории относительности с квантовой физикой только предстоит сделать

Из чего она состоит? Исследователи гадают до сегодняшнего дня о ее составе. Удастся ли физикам с помощью Большого адронного коллайдера доказать наличие гипотетических элементарных частиц темной материи? Пока исследователи в своих лабораториях не нашли доказательств того, что же представляет собой темная сторона Вселенной. Что скрывается за темной энергией? Существует физический процесс, который сможет однажды остановить коллапс звезд в черных дырах?

Пока такие вопросы остаются без ответа, объединение общей теории относительности с квантовой физикой остается делом будущего. Хотя поиск всемирной формулы продолжается. Если речь идет только об аспектах гравитации, теория Эйнштейна, как и прежде, предоставляет собой надежные рамки для современной космологии. Через 100 лет после открытия гения она остается одной из лучших подтвержденных теорий. И все еще представляет собой основу для многих неожиданных открытий.


Понравилась новость - поделитесь с Друзьями, пусть они тоже буду в курсе последних новостей и событий. Для человека жизненно важно постоянно узнавать что-то новое. Также можете подписаться на нашу страничку в Facebook кликнув "Нравится".
И присоединяйтесь к нашей группе в Facebook "Последние важные новости со всего Мира", что-бы делиться своими новостями. Спасибо, что Вы с нами!

Новые публикации:

 

Читатели рекомендуют:

 
HTML ссылка на статью *:
<a href="http://news2.info/temnaya-storona-vselennoj-teoriyu-ejnshtejna-nuzhno-peresmotret/" target="_blank" title="Последние важные новости Мира - Темная сторона Вселенной. Теорию Эйнштейна нужно пересмотреть?">Последние важные новости Мира - Темная сторона Вселенной. Теорию Эйнштейна нужно пересмотреть?</a>

BBCode ссылка для форума *:
[url=http://news2.info/temnaya-storona-vselennoj-teoriyu-ejnshtejna-nuzhno-peresmotret/]Последние важные новости Мира - Темная сторона Вселенной. Теорию Эйнштейна нужно пересмотреть?[/url]
* Копирование материалов без индексируемой обратной гиперссылки на этот сайт - ЗАПРЕЩЕНО!

Новости из рубрики - Наука

  • SpaceX запустила ракету со спутниками для глобального интернета
  • В США доказали безвредность излучения смартфонов для людей
  • Астрономы открыли планету, которая противоречит законам физики
  • Международная группа ученых объяснила трехмерность Вселенной
  • Следующая глобальная война может произойти в киберпространстве – Стив Возняк
  • Огромное облако из спирта нашли в космосе
  • «Могут начать войну»: Илон Маск назвал главную угрозу для человеческой цивилизации

  • Похожие Новости:

    Написать комментарий

    Войти с помощью: