Их раскрытие приведет к революции в науке...
5. Несимметричная гравитации
За аномалиями констант, однако, тоже не обязательно путешествовать на край света (впрочем, и со светом не всё ясно, но об этом чуть ниже). Несколько лет назад сотрудники всё того же американского NASA обратили внимание на то, что их космические аппараты летают по Солнечной системе не совсем так, как запланировано.
Инженеры, которые планируют запуски аппаратов к дальним планетам, уже давно сообразили, что помочь работе их двигателей можно, если воспользоваться притяжением ближних планет или Солнца: пролёт мимо них по правильной траектории может придать аппаратам дополнительное ускорение и существенно сократить сроки космических экспедиций и сэкономить топливо.
Точная сверка расчётной и реальной траекторий, однако, показала, что аппараты могут получать незапланированное ускорение. В декабре 1990 года аппарат Galileo, прежде чем отправиться к Юпитеру, использовал для разгона саму Землю. И в результате получил дополнительное ускорение, не предусмотренное графиком, которое составило 3,9 мм/с. Другой аппарат, отправленный в 1998 году к комете Шумейкеров, получил ускорение даже большее — 13,5 мм/с.
Отклонения эти невелики и, что удачно, не сказались на результатах экспедиций, но объяснить их исследователи пока не могут, во всяком случае с точки зрения обычной физики. Альтернативных объяснений, впрочем, хватает — от возможной несимметричности гравитационного поля и влияния тёмной материи до необходимости внесения поправок в теорию относительности или даже изменения точки зрения на постоянство скорости света.
6. Медленный свет
В 2005 году астрономы, работавшие с рентгеновским телескопом MAGIC в обсерватории на Канарских островах и наблюдавшие вспышку рентгеновского излучения, пришедшего из центра галактики Markarian 501, расположенной в 500 млн световых лет от нас, обратили внимание на непонятную аномалию. Гамма-кванты с высокой энергией фиксировались телескопом на 4 минуты позже, чем кванты с меньшей энергией. При этом возникали-то эти фотоны одновременно.
Если следовать специальной теории относительности, то этого не может быть. Потому что электромагнитное излучение должно распространяться в вакууме с одной и той же скоростью — скоростью света. Независимо от энергии этого излучения. Если же верить результатам наблюдений, то скорость света вовсе не является константой и зависит от энергии фотонов света.
Наблюдения с Земли подтвердили и данные с рентгеновского телескопа Fermi, который зафиксировал 20-минутное отставание жёстких гамма-лучей, которые были испущены одновременно с фотонами меньшей энергии в результате какого-то космического катаклизма, произошедшего на расстоянии 12 млрд световых лет.
Больше всего обрадовались этим результатам разработчики теории квантовой гравитации, которая, в отличие от общей теории относительности Эйнштейна, как раз и предусматривает подобные сдвиги. Впрочем, может быть, опять не обошлось без тёмной энергии. Или без голографии.
7. Гравитационный шум
Одно из следствий общей теории относительности (она же и современная теория гравитации) — наличие гравитационных волн, которые должны искривлять пространственно-временной континуум, например, в результате столкновения каких-нибудь крупных (о’кей, ОЧЕНЬ КРУПНЫХ) космических объектов, например массивных чёрных дыр.
Пока, впрочем, этих волн никто не регистрировал. Может быть, просто не удалось: в конце концов, детекторы этих волн должны быть просто очень большими. Один из таких детекторов — GEO600 — построен несколько лет назад для совместных экспериментов учёных из Великобритании и Германии вблизи Ганновера. Этот детектор тоже пока не обнаружил гравитационных волн. Но, не исключено, случайно получил доказательство другой теории гравитации.
В 2008 году физик Крейг Хоган из Национальной лаборатории им. Ферми (США) сформулировал концепцию, согласно которой наша физическая реальность является результатом проекции границ Вселенной. Он назвал это голографическим принципом. Информация, которая сосредоточена на границах Вселенной, не распределена по ней непрерывно, но состоит из «битов», размеры которых соответствуют так называемым квантам пространства. Хоган не остановился на теоретических разработках, но попытался предсказать, как его теория может быть подтверждена экспериментом: детекторы гравитационных волн должны фиксировать «шум» пространства-времени. И он послал эти расчёты группе, работающей на GEO600.
По случайному (или не очень) совпадению команда учёных в Ганновере как раз пыталась разобраться с шумом, который постоянно фиксировал детектор. На удивление, параметры этого шума совпали с предсказанными Хоганом. Проверить, действительно ли шум в детекторе вызывается самим пространством-временем, или его причина какая-нибудь более прозаическая, можно будет только после завершения работ по доводке оборудования, которые должны завершиться в 2011 году. А пока шум никуда не делся и внятного объяснения — помимо голографического принципа — ему у учёных нет.
P. S. Если вы обратили внимание, загадки больших масштабов часто связаны с явлениями масштабов мельчайших — уровня элементарных частиц. О том, с чем пытается разобраться современная физика элементарных частиц, — в следующей статье.
Текст: Владимир Харитонов
- Следите за обновлениями obozrevatel.com в вашей социальной сети document.write(': ВКонтакте или Facebook.')