Лиза Рэндалл: «Мне нравится искать взаимосвязи»

Звездой минувшего фестиваля «Гик Пикник» стала Лиза Рэндалл, специалист по физике частиц. Первая женщина, получившая штатную должность физика-теоретика в Гарварде и Массачусетском технологическом институте. Важная ученая, притом совсем не важничающая: взяла да снялась в массовке популярнейшего ситкома «Теория Большого взрыва». На научном пикнике Рэндалл рассказала о своей книге «Темная материя и динозавры». Приводим конспект лекции.

Лиза Рэндалл: «Мне нравится искать взаимосвязи» | ФОТО АВТОРА

ФОТО АВТОРА

— Атомы — это то, из чего сделаны мы и вся «обычная» материя, но так называемой темной материи во Вселенной в пять раз больше. Многим она представляется чем-то очень сложным, на самом деле все просто: это материя, это «что-то», что «кучкуется». Предположительно, вся материя, и темная, появилась в результате космологической инфляции: давно-давно Вселенная очень быстро расширилась, и энергия, заключенная в этом пространстве, из-за такого расширения превратилась в материю, «обычную» и темную.

Называть ее «темная», конечно, не совсем верно: темное мы хоть как-то видим, это то, что поглощает свет, а темная материя вообще никак не взаимодействует со светом. И с чего мы взяли, что она существует? С того, что она оказывает гравитационное влияние. И его-то мы можем наблюдать. Например, если бы существовала только обычная материя, то, учитывая скорость вращения звезд в нашей Галактике Млечный Путь, они должны бы вылететь за ее пределы. Но не вылетают — значит, есть что-то еще.

Если мы довольно уверены в существовании темной материи, то насчет того, какая она, есть разные гипотезы. Согласно одной, например, она состоит из частиц, у которых есть масса, и эта часть темной материи может взаимодействовать с обычной. Сейчас в подземных лабораториях специальными детекторами пытаются уловить момент взаимодействия темной материи с какой-нибудь нашей элементарной частицей.

Но меня-то интересует вопрос: а что, если никакого взаимодействия вообще нет? Может, сквозь каждого из нас постоянно и без всякого отклика пролетают миллиарды частиц темной материи?

Как тогда их найти?

Тут нужно сделать несколько допущений. Например, что темная материя обладает свойствами, сходными со свойствами нашей материи: есть целые галактики из нее, и, может, в этой темной вселенной есть свой темный «свет» — не тот, который мы видим, а особая форма излучения. Наша Галактика — Млечный Путь — как известно, излучая, теряла энергию и приобрела форму диска. Что, если темная материя в нашей Галактике тоже излучала свой темный «свет», тоже теряла энергию и стала дискообразной?

Мы не можем видеть этот диск, но можем видеть последствия его существования. Вообще-то наука так и работает в случаях, когда мы не можем что-то наблюдать: делаем предположение и придумываем эксперимент для его проверки. Например, спутник «Гайа» запущен, чтобы измерить скорость миллиарда звезд, и, получив эти данные, мы сможем делать какие-то выводы о гравитационном воздействии на них и о том, есть ли диск темной материи.

При чем тут динозавры? Ну это совсем уж из области предположений, но все же.

В Солнечной системе восемь планет. Но помимо них — множество объектов, которые тоже вращаются вокруг Солнца: астероиды, кометы и т. д. Есть пояс Койпера, поставщик короткопериодических комет: их период обращения вокруг Солнца менее 200 лет. А есть гипотетическое облако Оорта на самой периферии Солнечной системы, это поставщик долгопериодических комет — тех, что обращаются вокруг Солнца реже, чем раз в 200 лет. Облако так далеко от Солнца, что гравитационное воздействие светила там еле заметно. А это значит, что какому-нибудь объекту в этом облаке достаточно небольшого «пинка», чтобы сойти со своей орбиты и вылететь за пределы системы либо, наоборот, взять направление в нашу сторону.

Известно пять массовых вымираний на Земле. Последнее произошло примерно 66 млн лет назад, тогда исчезли динозавры. Ученые предположили, что вымирание было вызвано столкновением Земли с объектом размером 10 — 15 км. История этого открытия — прекрасный пример сотрудничества экспертов самых разных направлений, которые по крупицам собирали доказательства, притом что только потом был найден собственно кратер — на полуострове Юкатан.

Как это связано с темной материей? Возможно, никак. Но есть вероятность, что упавшее тело — один из объектов в облаке Оорта, потревоженный диском темной материи.

Млечный Путь вращается, Солнечная система вращается вместе с Галактикой и при этом поднимается то выше, то ниже — как лошадки на карусели. Можно предположить, что во время «покачивания», когда Солнечная система проходит через срединную плоскость нашей Галактики, она встречает на пути диск темной материи. И его гравитационное воздействие «выталкивает» один из объектов в облаке Оорта.

Если малые небесные тела падают на Землю постоянно, то падение больших тел возрастает циклами в 30 — 35 млн лет. И происходит это, когда, по расчетам, Солнечная система проходит сквозь гипотетический тонкий диск темной материи.

...Я не уверена, что именно эта взаимосвязь верна. Но уверена, что в науке большой прогресс в изучении темной материи. Поэтому, когда меня спрашивают, почему я занимаюсь таким моделированием, я называю две причины.

Во-первых, мне нравится искать взаимосвязи: это удивительно, что неосязаемая субстанция может влиять на наш осязаемый мир. Во-вторых, моделирование позволяет взглянуть на вещи под новым углом. Если бы мы не смоделировали возможность существования диска темной материи, его бы и не стали искать. Ну вспомните, как вы чего-то не замечали, пока вам кто-то не подсказал, куда смотреть.

Как-то раз я пришла на съемки «Теории Большого взрыва» к друзьям, авторам сценария. А они и говорят: «Не хочешь в массовке поучаствовать?». Мне (видимо, как великой актрисе) дали задание: просто сидеть и выглядеть неприметно. Я, надо полагать, настолько хорошо справилась с этой задачей, что никто из знакомых, смотревших серию, меня не приметил, хотя я была прямо за главным героем. Они не предполагали, что я там есть.

Мораль такая: иногда полезно предположить что-то, чтобы знать, что искать.

#наука #лекция #история

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 172 (6271) от 18.09.2018 под заголовком «Дело темное».


Комментарии



Загрузка...

Самое читаемое

#
#
Петербургские кораблестроители получили заказ, не выполнявшийся с советских времен
28 Января 2019

Петербургские кораблестроители получили заказ, не выполнявшийся с советских времен

Они построят шесть крупных рыбопромысловых судов, способных работать во льдах.

Индексация пенсий – с 1 января: примеры расчета
14 Января 2019

Индексация пенсий – с 1 января: примеры расчета

Если пенсионер хочет проверить, правильно ли ему увеличили сумму, не обсчитали ли, ему нужно размер своей пенсии умножить на 0,0705 (7,05%).

Кто прикрывал «черных лесорубов» в Ленобласти?
10 Января 2019

Кто прикрывал «черных лесорубов» в Ленобласти?

По версии следствия, на территории Ленобласти действовала преступная группа, специализировавшаяся на хищении и незаконном обороте древесины. Подробности расследования – в нашем материале.

Россия готовит подсолнечный удар
28 Ноября 2018

Россия готовит подсолнечный удар

Масличная отрасль России готова показать выдающиеся результаты. Но пока что этому очень мешает зависимость от импортных семян.

Путешествия по славянским маршрутам оценили в Петербурге
19 Ноября 2018

Путешествия по славянским маршрутам оценили в Петербурге

Глава программного офиса Совета Европы в России сообщил, что сотрудничество с Россией по части туризма успешно продолжается.

К вождению не годен. Как «единая база здоровья» россиян повлияет на водителей
19 Ноября 2018

К вождению не годен. Как «единая база здоровья» россиян повлияет на водителей

Какие именно сведения войдут в новую базу, еще предстоит определить. Сейчас в МВД разработали поправки в КоАП, устанавливающие ответственность для врачей за ложные или неполные сведения о здоровье вод...

К соседям без антирадара. Как россияне ведут себя на границе с Финляндией
14 Ноября 2018

К соседям без антирадара. Как россияне ведут себя на границе с Финляндией

По данным финской погранохраны, в этом году количество пересечений российско-финской границы окажется примерно таким же, как и в 2017-м году, составив около 7,2 млн.

Старая Русса продолжает удивлять бывалых туристов
18 Октября 2018

Старая Русса продолжает удивлять бывалых туристов

Где еще увидишь живой мост, музей одного романа и необыкновенный Царицынский источник?

«Вкусное» путешествие: «Серебряное ожерелье» украсят гастрономией
04 Октября 2018

«Вкусное» путешествие: «Серебряное ожерелье» украсят гастрономией

В Петербурге за «круглым столом» обсудили курс развития гастрономического туризма. Подробности – в нашем материале.

Птица зимняя. В семье петербуржца появился прирученный грач Тишка
12 Сентября 2018

Птица зимняя. В семье петербуржца появился прирученный грач Тишка

Как себя вела дикая птица? Мы узнали, что она не улетела на юг с сородичами, стала признавать хозяина и начала делать кое-что еще.

Михаил Гельфанд: «Ученые степени стали немодны. С точки зрения науки это хорошо»
04 Сентября 2018

Михаил Гельфанд: «Ученые степени стали немодны. С точки зрения науки это хорошо»

Мы узнали одного из основателей «Диссернета», зачем ловцы плагиаторов проверяют иностранные диссертации и насколько прилично вынуждать ученых ловить коллег за руку.

Новый участок «Скандинавии» готовится принять водителей
21 Августа 2018

Новый участок «Скандинавии» готовится принять водителей

В Ленобласти завершаются работы по реконструкции участка трассы «Скандинавия». Что происходит на новой магистрали? Подробности - в нашем материале.