Один з універсальних уроків останнього століття полягає в тому, що відомі закони фізики узгоджуються з принципами симетрії. Спеціальна теорія відносності ґрунтується на симетрії, описуваній принципом відносності, — симетрії між усіма системами відліку, що рухаються одна відносно одної зі сталою швидкістю. Гравітаційна взаємодія, відповідно до її опису в загальній теорії відносності, ґрунтується на принципі еквівалентності, який узагальнює принцип відносності на випадок систем відліку, що рухаються довільним чином. Нарешті, сильна, слабка та електромагнітна взаємодії ґрунтуються на абстрактніших принципах калібрувальної симетрії.
читатиНовітні космічні карти дали змогу виявити найбільші природні структури – групи галактик, що перевершують за розміром інші об’єкти Всесвіту.
Ще в 70-х рр. космологія – вчення про Всесвіт загалом – була наукою, у якій припущення переважали над фактами. Нині космологія набула міцного теоретичного фундаменту, що спирається на численні дані систематичних спостережень. Модель Великого вибуху, згідно з якою близько 14 млрд років тому Всесвіт почав розширюватися зі стану з високими густиною і температурою, може пояснити рух галактик, співвідношення водню й гелію, а також властивості реліктового випромінювання – залишків тепла газу, що розширюється й охолоджується.
читатиТеорія Великого вибуху чудово себе зарекомендувала. Залишилося тільки розібратися з таємничим прискоренням.
Звістка про прискорення розширення Всесвіту викликала хвилювання і шок серед космологів. У 1998 р. астрономи вирішили з’ясувати, з якою швидкістю сповільнюється розширення Всесвіту, а натомість виявили: воно прискорюється. Якщо, попри всю загадковість, сприйняти космічне прискорення як належне, то воно розв’язує безліч проблем. До сенсаційного відкриття залишалася незрозумілою невідповідність віку, густини та маси Всесвіту. Наявність прискорення все ставить на свої місця і разом із результатами надточних спостережень та новими гіпотезами виводить теорію Великого вибуху на якісно новий рівень.
читатиУ повсякденному житті ми оперуємо масштабами простору і часу, які можемо подолати, але людська уява дає змогу зазирнути в недоступні оку куточки світу. Коли ж відмовляє й уява, усе, що залишається в арсеналі людини для пізнання світу, — фізичні теорії, які дають змогу зрозуміти, як працює те, що нас оточує.
Вивчаючи фізичну систему, ми фактично намагаємося описати «чорну скриньку». «Вхідний сигнал» — вихідні дані — нам або відомий, або ми можемо його припустити. Пропускаючи цей сигнал через побудовану на підставі розумних припущень модель «чорної скриньки», ми отримаємо «вихідний сигнал», який можна порівняти зі спостереженнями. У разі збігу ми кажемо, що теорія добре описує реальність. У протилежному разі слід переглянути або модель, або «вхідний сигнал», а можливо, і те, і друге. Іноді, утім, ми знаємо, як саме працює чорна скринька, і можемо варіювати лише сигнали.
Наведена аналогія яскраво реалізується в космології — науці про великомасштабну еволюцію Всесвіту та його структуру. Спробуймо хоча б у загальних рисах розібратися в ідеях цієї теорії.
читати Фізики люблять влучне слівце. У їхньому середовищі з певного часу заведено давати «ненаукові» назви нововідкритим сутностям. Взяти хоча б дивний і зачарований кварки. Ось і темна енергія — не синонім темних сил, а термін, придуманий для позначення деяких незвичайних властивостей нашого Всесвіту.
Темну енергію було відкрито астрономічними методами, і це стало для більшості фізиків цілковитою несподіванкою. Темна енергія — мабуть, головна загадка сучасного природознавства. Цілком імовірно, що її розгадка стане найважливішою подією фізики XXI століття, порівнянною за масштабом із найбільшими відкриттями недалекого минулого, такими як відкриття явища розширення Всесвіту. Не виключено навіть, що відбудеться настільки радикальний розвиток теорії, що він стане в один ряд зі створенням загальної теорії відносності, відкриттям кривизни простору-часу та зв’язку цієї кривизни з гравітаційними силами. Ми зараз перебуваємо на початку шляху, і розмова про темну енергію — це можливість зазирнути до «лабораторії» фізиків у той час, коли їхня робота йде повним ходом.
Від мене: чудова стаття, написана простою та зрозумілою мовою, рекомендую ВСІМ.
читати