Новости физики и космоса 

Выпуск 3 (78) 1 - 15 февраля

Куда расширяется Вселенная?

Эволюция Вселенной была описана общей теорией относительности (ОТО), разработанной Альбертом Эйнштейном в начале XX в. По сравнению с ньютоновской физикой эта теория дала радикально иное описание сил гравитации.

В интерпретации Ньютона пространство и время абсолютны, причем они – не более чем параметр в уравнениях движения. А гравитация – своего рода мистическая сила притяжения, действующая между двумя массивными телами.

ОТО дает совсем иную концепцию, хотя уравнения движения во многих приближениях реального мира сводятся к ньютоновским, которыми, как мы увидим позже, можно описать многие явления Вселенной. В ОТО пространство и время соединены в четырехмерное пространство, свойства которого определены через гравитацию неоднородным образом распределенной массой. Гравитация огибает пространственно-временную сетку – таким образом ОТО описывает гравитационное взаимодействие как форму проявления искривления пространства-времени. Космическое тело под действием сил гравитации движется из менее изогнутых частей пространственно-временного континуума в более изогнутые области. (Когда кривизна пространства-времени становится бесконечной, как в случае черных дыр, гравитационная сила становится настолько мощной, что пространство-время схлопывается, создавая сингулярности в ткани пространственно-временного континуума. Ничто не может избежать падения сингулярности.)

Согласно общим уравнениям ОТО, пространство-время, содержащее материю, не может быть стационарным – оно должно расширяться или сжиматься. Галактики и другие космические объекты, строго говоря, не разлетаются друг от друга, а движутся вместе с расширяющейся тканью пространства-времени, словно закреплены на нем. Таким образом, при наблюдении галактик складывается впечатление, что они разлетаются. Представьте себе поверхность воздушного шарика, на которую вы наносите точки, а затем начинаете надувать шарик. Расстояния между точками увеличиваются, и если вы живете в одной из точек (точки – это галактики), то увидите картину того, что точки разбегаются. В действительности эти точки остаются в своих прежних положениях на поверхности шара (их долгота и широта не меняются). А вот ткань воздушного шара действительно расширяется.

В классической физике Ньютона тоже можно построить математическую аналогию расширения Вселенной, описав систему, которая расширяется или сжимается под действием собственных сил гравитации (например, галактики). Однако в этой модели расширение не связано с растяжением ткани пространства-времени. Здесь пространство – это некий абстрактный абсолют, который включает в себя совокупность всех объектов, движущихся через него, но с ним не взаимодействующих. Таким образом можно спросить и «Куда расширяется Вселенная?», и «Что же было перед началом времен?».

В ОТО оба эти вопроса теряют свой смысл. Первый вопрос подразумевает наличие некой другой системы координат снаружи пространства-времени. Но поскольку пространство-время связано с материей, то снаружи воздушного шарика пространственно-временного континуума не может быть ничего. Точнее было бы сказать, что нам доступно только пространство-время.

Тайна Улитки умерла со звездой

Инфракрасный телескоп NASA Spitzer позволил раскрыть секрет одной из самых красивых планетарных туманностей и пролить свет на то, как заканчивают свой путь многие звезды. И заодно открыл один из редчайших объектов Вселенной.

Снимки туманности Улитка (Helix), сделанные в инфракрасном диапазоне, позволили увидеть пылевой диск, вращающийся на расстоянии 35–150 астрономических единиц от «звездного трупа» – белого карлика.

Планетарная туманность NGC 7293 Улитка находится в созвездии Водолея в 700 световых годах от Солнца. Ранее на месте этого «космического ока» находилась звезда солнечного класса. Однако в конце своей эволюции звезда умерла, сбросив внешнюю оболочку и оставив на месте себя белого карлика.

Астрономы не раз изучали Улитку однако пыль удалось разглядеть только в ИК-диапазоне.

Как говорит ведущий автор статьи, которая выйдет в Astrophysical Journal Letters 1 марта, доктор Кейт Су из Университета Аризоны в Тусоне, происхождение этого пылевого диска следующее: когда звезда сбрасывала оболочки, внутренние объекты звездной системы были «сдуты» взрывом, а внешнее кометное облако, подобное облаку Оорта в Солнечной системе, подверглось возмущениям. Сталкивающиеся кометы и образовали в итоге пылевой диск.

Последние наблюдения позволили разгадать еще одну загадку Улитки. Предыдущие наблюдения туманности в рентгеновском диапазоне при помощи немецкого Rontgensatellit и американского Chandra обнаружили высокоэнергетическое рентгеновское излучение, исходящее от белого карлика. Сам по себе карлик не может испускать кванты такой энергии, и первоначально предполагалось наличие звезды-компаньона, вещество которой падает на него. Однако теперь ясно, что, скорее всего, всплески рентгена вызваны падением на поверхность звезды вещества пылевого диска.

Несмотря на обширность астрономических наблюдений, это лишь второй известный науке пылевой диск вокруг белого карлика. Причём первое свидетельство существования «оставшихся в живых» комет вокруг мертвых звезд телескоп Spitzer увидел лишь в прошлом году. Тогда удалось также увидеть пыльный диск вокруг белого карлика, только он был намного ближе к звезде, находясь на расстоянии от 0,005 до 0,03 астрономических единиц.

Бюджет NASA в 2008 году увеличится на полмиллиарда

Бюджет национального аэрокосмического агентства США NASA в 2008 финансовом году составит 17,3 миллиарда долларов, сообщается на официальном сайте ведомства. В текущем году на гражданские космические программы было выделено 16,8 миллиардов долларов. Таким образом, расходы агентства должны увеличиться более чем на три процента.

На строительство Международной космической станции планируется израсходовать 6,8 миллиарда долларов. Эта сумма включает регулярные полеты шаттлов. По словам директора NASA Майкла Гриффина, которые приводит сайт SpaceRef.com, к октябрю 2010 года запуски "челноков" прекратятся. Высвободившиеся средства можно будет направить на программы пилотируемых полетов на Луну и Марс в 2020-2030 годах.

Реализацию этих программ должен обеспечить новый космический корабль Orion и ракета-носитель для вывода космолета на орбиту Ares-1. В бюджете на их создание выделено соответственно 951 миллион и 1,2 миллиарда долларов. Планируется, что все работы по их строительству и отладке завершатся к 2014 году. "Пилотируемые полеты свидетельствуют о стратегических возможностях государства и мы не можем их упустить", - пояснил Гриффин.

В графе расходов на научные программы, которые включают проекты по астрономии и астрофизике, стоит цифра 5,5 миллиарда долларов. Как отметил Майкл Гриффин, рост бюджета NASA "связан с твердым намерением президента Джорджа Буша сохранить лидерство в освоении космоса".

Китай успешно вывел на орбиту навигационный спутник

 Как сообщает AFP со ссылкой на китайское новостное агентство "Синьхуа", ракета-носитель Long March 3A со спутником ракеты-носителя Long March 3A ("Великий поход 3A"), стартовала с космодрома в провинции Сычуань. Через 32 минуты после запуска спутник был успешно выведен на расчетную орбиту.

 Выведенный в субботу на орбиту спутник, стал четвертым, запущенным в рамках программы по созданию китайской навигационной системы. Первый запуск в рамках проекта был осуществлен в 2000 году.

 Китай рассчитывает, что создание системы навигации, подобной американской GPS, европейской Galileo и российской ГЛОНАСС, будет завершено к 2008 году.