0:00 [музыка]
0:04 Во Вселенной мы можем встретить
0:06 невероятные и необъяснимые аномалии. Об
0:08 одной из них мы и поговорим сегодня. И
0:11 речь пойдёт о реликтовом холодном пятне,
0:14 известном также как сверхпустота
0:16 Эридана, удалённая от Земли на 3 млрд
0:19 световых лет. Эта очень тёмная область
0:21 находится в созвездии Эридан, и её
0:24 протяжённость почти 2 млрд световых лет.
0:27 Чтобы понять, насколько это огромное
0:29 пространство, можно привести в пример
0:31 размер диска нашей галактики, который
0:34 оценивается всего в 100.000 световых
0:37 лет. А это значит, что областьна может
0:40 вместить в себя 20.000 таких галактик,
0:43 как наша. И как же так вышло, что в этой
0:46 области вселенной ничего нет? Ни звёзд,
0:48 ни планет, ни галактик. Там лишь тьма и
0:52 пустота. В общем, пустая локация для
0:54 новых проектов. Если бы там каким-либо
0:57 образом оказался космический аппарат, то
0:59 он бы не смог видеть, слышать и даже
1:02 сориентироваться. Что делает это место
1:04 ещё более зловещим и загадочным? Нам
1:07 известно лишь то, что сверхпустота
1:08 Иредана представляет из себя гигантскую
1:11 тёмную область, температура излучения
1:13 которая была гораздо меньше, чем у
1:15 окружающего пространства. Это подобно
1:17 тому, как если бы вы нашли в сугробе
1:19 снега пустоту размером стеннисный мяч,
1:22 которая не только отделилась от
1:24 остальной массы снега, но ещё имеет
1:26 гораздо более низкую температуру. И у
1:29 этого явления должно быть какое-то
1:30 объяснение. Объяснение должно быть и у
1:33 сверхпустоты Эридана. Конечно, во
1:36 Вселенной довольно давно обнаруживают
1:38 пустоты, где нет никакого вещества ни
1:41 тёмного, ни светлого. Однако размеры
1:43 Эридана в мироздании поистине изумляют.
1:46 Она в тысячу раз больше обычных пустот,
1:49 разделяющих суперскопление галактик.
1:51 Согласно стандартной модели, космологии,
1:54 подобной области вообще не должно быть.
1:57 Как появилось такое реликтовое холодное
1:59 пятно и какой интерес представляет для
2:01 нас эта аномалия? Давайте сначала
2:04 разберёмся, что вообще такое реликтовое
2:06 излучение. Если простыми словами, то это
2:09 космический микроволновой фон, невидимой
2:11 без специального оборудования. Согласно
2:14 теории Большого взрыва, реликтвого во
2:15 излучения является затухающим отголоском
2:19 или отблеском этого самого взрыва. Само
2:22 слово реликтовой в переводе с латыни
2:24 означает остаточный, но также имеет
2:26 значение как древний или вечный. В целом
2:30 реликтовое излучение отличается
2:32 однородностью, однако в нём всё же
2:34 встречается аномалия. Самая крупная из
2:36 них - та самая сверхпустота Эридана.
2:39 Интересен и тот факт, что средняя
2:42 температура и, соответственно, общий
2:44 микроволновой фон в этой области заметно
2:47 ниже всей остальной вселенной. Если
2:49 приводить конкретные цифры, то
2:51 температура пустоты Эриданы на 70
2:54 микрокельв ниже средней температуры
2:57 реликтового излучения. Данная цифра
2:59 может показаться, мягко говоря, совсем
3:02 незначительной. Однако средние колебания
3:04 температуры реликтового излучения не
3:07 превышают 18 микрокельв, а это крайне
3:10 необычно, поскольку в этой космической
3:13 пустоте предположительно отсутствует
3:15 какая-либо материя. И, конечно, эти
3:17 необъяснимые вещи до сих пор порождают
3:20 множество теорий и версий. Например,
3:23 было предположение, что эта область
3:25 является всепожирающей гигантской чёрной
3:28 дырой, и она движется к нам, и мы все
3:30 умрём. Однако позже выяснилось, что это
3:33 невозможно, ведь даже самые крупные из
3:36 этих загадочных объектов, достигающих по
3:38 некоторым оценкам сотен миллионов
3:40 солнечных масс, очень малы по своим
3:43 размерам. Есть также гипотеза, что вся
3:45 пустота могла возникнуть неподалёку от
3:48 очень массивных объектов, которым, как
3:51 железные опилки к магниту, притягивалось
3:54 всё вещество из соседних областей
3:56 Вселенной. Но эта версия порождает лишь
3:58 огромную путаницу. Далее появилась
4:01 теория, что реликтовое холодное пятно
4:03 может быть отпечатком другой вселенной
4:05 за пределами нашей, вызванным квантовой
4:08 запутанностью между вселеннами до
4:10 разделения космической инфляции. Но даже
4:13 сложные термины не смогли бы спасти эту
4:15 версию. И мы понимаем, что здесь что-то
4:18 другое. Всё, что у нас есть - это лишь
4:21 время. А благодаря ему у нас появляются
4:23 новые данные, которые помогают нам
4:25 узнать, что скрывает самая крупная
4:28 индивидуальная структура во Вселенной,
4:30 которую наблюдал когда-либо человек.
4:33 Итак, начнём с того, что не так давно
4:35 была составлена карта реликтового
4:37 излучения и сверхпустоты Эридана. Это
4:40 стало возможным благодаря базе данных
4:42 космических обсерваторий и телескопов.
4:45 Полученная информация оказалась
4:47 достаточно для построения трёхмерной
4:49 карты холодного пятна, на основании чего
4:52 были получены свидетельства того, что
4:55 сверхпустота Эридана может представлять
4:58 собой крупнейший во Вселенной Войд,
5:00 участок пространства свободного от
5:02 галактик, квазаров, их скоплений и
5:05 звёзд. Однако войд - это не абсолютная
5:08 пустота, а та область, в которой средняя
5:11 плотность вещества составляет половину
5:14 или, быть может, треть средней плотности
5:16 окружающего войд пространства.
5:18 Особенностью этого предположения состоит
5:21 в том, что чем более пуста область
5:23 пространства, как в случае с реликтовым
5:26 пятном, тем меньше она содержит вещества
5:29 для замедления расширения. Таким
5:31 образом, скорость локального расширения
5:33 в войде больше, чем в окружающих его
5:36 областях. Отсюда разница в температуре и
5:39 внешнем фоне. Данное объяснение выглядит
5:41 весьма вразумительным, но с другой
5:44 стороны, оно порождает больше вопросов,
5:46 чем ответов. Во-первых, крупнейший
5:49 известный войд имеет протяжённость
5:52 489 млн световых лет. Во-вторых,
5:55 остаётся совершенно неясным, как пустота
5:57 подобных размеров могла возникнуть и,
6:00 наконец, почему она не была хотя бы
6:02 частично заполнена со временем. Ведь
6:05 согласно теории Большого взрыва, тёмная
6:07 энергия расширяет вселену, тем самым
6:10 ускоряя её. Однако это не произошло в
6:13 случае сверхпустоты Эридана. Вопрос:
6:16 почему? И здесь мы подходим к ещё одной
6:19 любопытной теории. Что если тёмной
6:21 энергии вообще нет? Ведь, согласно
6:23 наблюдениям, позволившим астрономам
6:25 сделать вывод о её существовании, можно
6:29 также предположить, что наша галактика
6:31 лежит в центре гигантской космической
6:33 пустоты или войда, и неравномерное
6:36 расширение пространства, вызванное
6:38 вариациями плотности материи в
6:41 грандиозных масштабах, может порождать
6:43 эффект, которую знает как тёмная
6:46 энергия. Но на этом теория не
6:47 заканчивается, она только набирает
6:49 обороты. Считается, что местная группа
6:52 галактик, в которую входит и Млечный
6:54 путь, находится в центре самой крупной
6:56 известной пустоты во Вселенной. Это
6:58 обстоятельство помогает объяснить,
7:00 почему скорость расширения Вселенной
7:03 получается разной при её измерении
7:05 разными методами. Нам также известно,
7:08 что во Вселенной существуют плотные
7:10 скопления галактик и практически
7:12 лишённые галактик пустоты. Как следует
7:15 из расчётов, войд, в центре которого мы
7:18 находимся, самый большой из всех
7:20 обнаруженных пустот Вселенной. Его
7:22 диаметр в семь раз превышает средний
7:24 радиус вселенских пустот и составляет
7:27 примерно миллиард световых лет. Самый,
7:30 пожалуй, интересный вывод из нашего
7:31 галактического одиночества сводится к
7:34 тому, что, возможно, Вселенная не
7:36 расширяется с ускорением, а,
7:38 следовательно, для объяснения этого
7:40 ускорения не нужна и гипотеза о тёмной
7:43 энергии. Новые подробности вызвали ещё
7:46 больше вопросов, и теории, догадки и
7:48 предположения продолжает пополнять
7:50 список. Лишь более тщательные и
7:52 продолжительные наблюдения за участком
7:54 звёздного неба в районе созвездий
7:56 Эридана позволят понять, с чем мы имеем
7:59 дело. Но факт остаётся фактом.
8:02 Сверхпустота Иридана - это самая
8:04 загадочная часть Вселенной. На
8:06 постижение тайн, которой уйдёт много сил
8:09 и времени.
8:15 Чем глубже человечество погружается в
8:18 изучение космического пространства, тем
8:21 больше загадок преподносит нам
8:23 вселенная. Причём большинство из них не
8:26 в состоянии разгадать. До сих пор нет
8:29 прямого подтверждения существования
8:31 тёмной материи и тёмной энергии, а
8:34 новейшие космические телескопы позволяют
8:37 астрофизикам объяснить природу
8:39 миниатюрных чёрных дыр, звёзд сирот или
8:43 необычных скоплений галактики. При этом
8:46 новое открытие не подтверждает, а в ряде
8:48 случаев опровергает устоявшиеся взгляды
8:51 на устройство Вселенной. Сложившаяся
8:54 ситуация ставит научное сообщество перед
8:57 необходимостью искать новые гипотезы и
9:00 ответы на вопросы об устройстве
9:02 космического пространства. Несомненно, в
9:05 этом нам помогают космические и наземные
9:08 телескопы и
9:10 обсерватории. Телескопы, такие как Хабл
9:12 и Джеймс Уэб, в этом очень преуспели. Но
9:16 сегодня мы поговорим не о них, а о их
9:19 внуке. малоизвестном космическом
9:22 телескопе, носящей имя Евклит, и его
9:25 потрясающих открытиях, о которых мало
9:27 кто слышал. Что же представляет из себя
9:30 эта орбитальная обсерватория, созданная
9:33 Европейским космическим агентством? Для
9:36 начала стоит упомянуть о том, что
9:37 аппарат был успешно запущен со стартовой
9:40 площадки SLC40 космодрома Канаверов 1
9:45 июля 2023 года. Перелёт до рабочей
9:48 орбиты вокруг точки Лагранже L2 занял 4
9:52 недели. Научная программа начала
9:54 выполняться спустя 3 месяца после
9:56 запуска. 31 июля 2023 года аппарат
10:01 Евклит завершил перелёт до рабочей
10:04 голоорбиты вокруг точки Лагранжа L2. За
10:08 это время обсерватория откалибровала
10:10 датчик точного наведения, включила
10:13 приборы и скорректировала положение
10:15 вторичного зеркала. Процесс подготовки к
10:18 наблюдениям занял 2 месяца. Цель миссии
10:21 заключается в лучшем понимании геометрии
10:24 тёмной материи и тёмной энергии
10:26 посредством очень точного измерения
10:29 ускорения расширения Вселенной. Для
10:31 этого аппарат уже сейчас измеряет
10:33 красные смещения галактик, находящихся
10:36 на разном расстоянии от Земли.
10:39 Обсерватория состоит из почти
10:41 полутораметрового телескопа корша,
10:43 камеры Виз, спектрометра и фотометра
10:46 Низп, ведущих наблюдение в оптическом и
10:50 ближнем инфракрасном диапазонах. 7
10:53 ноября 2023 года телескоп представил
10:57 первые полноценные изображение космоса.
10:59 Аппарат получил невероятно чёткие
11:01 астрономические изображения большого
11:03 участка неба, заглядывающее глубоко в
11:07 далёкую вселенну. Первые пять
11:08 изображений иллюстрируют весь потенциал
11:11 Евклида в создании самой обширной
11:14 трёхмерной карты вселенной. Итак, начнём
11:17 с того, что телескоп представил первую
11:19 секцию своего грандиозного космического
11:22 атласа карты Вселенной, которая нацелена
11:25 на изучение тёмной материи и тёмной
11:28 энергии, о которой мы, несомненно,
11:30 поговорим чуть позже. Эти первые
11:32 изображения представляют собой небольшую
11:35 часть будущей гигантской 3D-карты,
11:38 которую он создаст для раскрытия тайн
11:41 тёмной стороны космоса. Первоначальные
11:43 изображения охватывают области с
11:45 миллионами галактик, многие из которых
11:47 никогда раньше не были видны. Например,
11:50 в одном из снимков, сделанных Евклидом,
11:53 наблюдается скопление галактик Персея,
11:56 находящиеся на расстоянии 240 млн
12:00 световых лет от Земли. На этом
12:02 изображении видны более тысячи галактик
12:05 в этом скоплении, а также тысячи более
12:07 далёких объектов, что даёт представление
12:10 о распределении материи во Вселенной.
12:13 Благодаря высокой точности и способности
12:15 телескопа улавливать как видимый, так
12:18 инфракрасный свет, астрономы могут
12:21 исследовать не только обычную видимую
12:23 материю, но и взаимодействие галактик с
12:26 тёмной материей. Телескоп Евклит с его
12:29 мощной
12:30 шестисотмегапиксельной камерой позволяет
12:33 фиксировать мельчайшие детали, которые
12:36 ранее были недоступны астрономам.
12:38 Несмотря на то, что это всего лишь 1% от
12:41 запланированной карты, телескоп уже
12:44 зафиксировал множество интересных
12:46 космических объектов. Фрагмент карты
12:49 отображает миллионы звёзд нашей
12:51 галактики Млечный путь, а также около 14
12:56 млн далёких галактик за её пределами.
13:00 Эта обширная космическая мозаика,
13:02 создана на основании 260 наблюдений,
13:05 полученных телескопом в течение 7
13:08 месяцев, и содержит 208 гигапикселей
13:12 данных. Изображённая область в 500 раз
13:15 превосходит по размеру полный диск Луны.
13:18 Также стоит упомянуть, что телескоп
13:20 Евклит заснял взаимодействие двух
13:23 галактик
13:25 ESO364 G035 и
13:28 G036 на расстоянии 420 млн световых лет.
13:33 Справа на изображении видна
13:35 галактическая группа Able
13:38 3381, находящаяся на удалении
13:41 678 млн световых лет от нашей планеты.
13:46 Есть ли там жизнь? А как вы думаете? На
13:49 самом деле это впечатляющее изображение.
13:52 Первый шаг к обширной карте, которай в
13:54 течение 6 лет охватит более трети
13:57 небесного свода. Хотя это всего лишь 1%
14:00 карты, она содержит множество объектов,
14:03 которые помогут найти новые способы
14:06 описания космоса. Одной из особенностей,
14:09 которая завораживает в этой мозаике,
14:12 являются тусклые облака, простирающиеся
14:15 между звёздами в Млечном пути. На
14:18 широких снимках они изображены как
14:20 светло-голубые полосы на фоне космоса.
14:23 Эти полосы состоят из смеси, газы и
14:25 пыли, и их нередко описывают как
14:28 галактические перистые облака из-за их
14:31 сходства с облаками на Земле.
14:34 Способностьклида запечатлевать эти
14:37 облака связано с их способностью
14:40 отражать свет от Млечного пути и ярко
14:43 светиться в далёком инфракрасном
14:46 диапазоне. Это всего лишь первая
14:48 страница космического атласа Евклида и
14:51 крошечный кусочек карты Вселенной,
14:53 которые он в конечном итоге создаст. Уже
14:56 около 12% запланированного сбора данных
15:00 Евклиц завершено. Публикация
15:04 53гра²сора, включая предварительный
15:07 просмотр областей, запланирована на март
15:10 2025 года. Космологические данные
15:13 первого года миссии будут представлены
15:16 научному сообществу в 2026 году. Но, как
15:21 мы уже узнали, цель телескопа не просто
15:23 сделать красивые снимки бездонного
15:25 космоса, составляя карту Вселенной, а
15:28 узнать суть тёмной материи и энергии.
15:32 Это, пожалуй, самые загадочные вещи во
15:34 Вселенной, из-за которых астрофизики
15:37 чувствуют себя как дети, заблудившиеся в
15:39 лесу со странными именами, которые не
15:43 отражают суть. Представьте себе, 85%
15:47 массы Вселенной - это тёмная материя. А
15:50 ещё 70% от того, что заставляет
15:53 Вселенную ускоряться - это тёмная
15:56 энергия. И никто до конца не понимает,
15:59 что это вообще такое. Но давайте
16:01 попробуем немного осветить эту сторону
16:04 тьмы
16:05 космоса. Правда в том, что тёмная
16:07 материя - это как тот сосед, который
16:09 никто никогда не видел, но весь дом
16:12 знает, что он существует, потому что в
16:14 руках у него перфоратор. Да, мы не видим
16:17 её. Она не светится, не отражает свет и
16:20 даже не участвует в вечеринках в честь
16:22 законов
16:24 электромагнетизма. Но её присутствие
16:26 выдаёт гравитация. Тёмная материя
16:28 заставляет галактики вести себя так, как
16:31 будто они набрали лишний вес, хотя
16:33 никаких видимых следов этого веса нет.
16:36 Астрофизики догадались, что если бы не
16:39 было тёмной материи, звёзды в галактиках
16:42 давно бы разлетелись в разные стороны,
16:45 как конфетти на праздниках. Потому что
16:47 их видимой массы недостаточно, чтобы
16:49 удерживать их вместе. Тёмная материя -
16:52 это своего рода клей, который держит всё
16:54 на своих местах. Только этот клей
16:57 невидимый и непонятный. Это как если бы
17:00 вы пытались сделать бутерброд, но хлеб у
17:02 вас был бы прозрачным, вы бы знали, что
17:05 он есть, потому что масло и колбаса
17:08 как-то остаются на одном уровне, но
17:10 визуально абсолютная пустота.
17:13 Тёмная энергия же - это совершенно
17:15 другой уровень странности. Если тёмная
17:18 материя - это загадочный сосед, то
17:20 тёмная энергия - это безумная
17:23 строительная компания, которая решила
17:26 расширить дом, в котором вы обитаете.
17:28 Причём каждый день делает это всё
17:30 быстрее и по-своему. Именно она
17:33 заставляет Вселенную расширяться с
17:35 ускорением. Обычно ведь ожидали, что
17:38 после большого взрыва пространство со
17:40 временем должно замедляться.
17:42 Но тут как будто гравитация устала и
17:45 взяла отпуск, а тёмная энергия решила,
17:48 что Вселенной срочно нужно больше место.
17:50 Как работает тёмная энергия? Большой
17:52 вопрос. Какая-то космологическая сила,
17:55 которая заполняет всё пространство. И
17:58 чем больше этого пространства, тем
18:00 больше этой энергии. Получается, что
18:02 тёмная энергия как будто заводится от
18:05 самого процесса расширения. Она как
18:07 вечный двигатель на космическом уровне,
18:10 разгоняющий вселенную до бесконечность.
18:13 Конечно, все эти концепции пока больше
18:15 напоминает детектив Бесконцовки, где
18:18 подозреваемые - это явления, которые
18:21 никто не видел, но которые оставили
18:23 чёткие следы на месте преступления. Мы
18:26 точно знаем, что тёмная материя есть,
18:29 потому что она деформирует траектории
18:31 движения галактик. И знаем, что тёмная
18:33 энергия есть, потому что космос упорно
18:36 продолжает расширяться. Однако всё это
18:39 мы не можем увидеть из-за того, что её
18:42 частица не излучает, не отражает и не
18:45 поглощает свет. Именно поэтому до 2030
18:49 года телескоп Евклит будет наблюдать за
18:52 8 млрдами галактик в инфракрасном и
18:56 видимом свете. В некоторых случаях свет
18:59 от них на пути к Земле будет проходить
19:01 близко к тёмной материи. Тогда
19:03 гравитационное поле Земли искривит
19:06 траекторию света, и галактики на снимках
19:08 будут выглядеть искажёнными. Анализируя
19:11 характер искажений, астрономы смогут
19:13 заставить карту распределения тёмной
19:15 материи по истории вселенной. Миссия
19:18 вряд ли даст ответ на вопрос, что такое
19:21 тёмная материя, но хотя бы должна
19:23 показать, где она находится и как себя
19:25 ведёт. И мы можем не сомневаться, что
19:28 телескоп Евклит сделает огромный вклад в
19:31 понимание тёмной материи во
19:35 Вселенной. Чем больше энтропия, тем
19:38 менее упорядочена система. В состоянии
19:40 равновесия энтропия
19:42 максимальна. Больсманом в XIX веке была
19:46 доказана теорема, которая гласит, что в
19:48 замкнутой системе энтропия со временем
19:51 всегда возрастает. К примеру, давайте
19:53 возьмём шарик с гелием. Поместим его в
19:57 угол комнаты. Затем он лопается. Газ
20:00 через некоторое время распространится по
20:03 всей комнате, заполнив её равномерно.
20:05 Таким образом, энтропия газа
20:07 увеличивается до максимума. И сколько бы
20:09 мы не ждали, гелий никогда не соберётся
20:12 обратно в сферу в углу комнаты. Это
20:15 говорит о необратимости процессов в
20:17 нашем мире. Ну а давайте взглянем на
20:19 каждый шарик по отдельности. Дело в том,
20:22 что для каждого шарика мы можем узнать
20:24 точности, его скорость и координаты, а
20:27 также действующую на него силу. Из
20:30 второго закона Ньютона мы можем узнать
20:32 ускорение и движение к каждой отдельной
20:35 частичке. И если повернуть время вспять,
20:38 свою форму закон не изменит. Это
20:40 означает, что и движение каждого
20:42 отдельного шарика тоже обратимо. Из
20:45 конечного состояния шарика можно понять,
20:47 откуда он пришёл и как движется. Но
20:50 движение всех шариков вместе взятых
20:52 оказывается
20:54 необратимым. Французский математик
20:56 Андрий Паункаре для определённого типа
20:59 систем заметил интересную вещь. В
21:01 результате эволюции этих систем со
21:03 временем они возвращались в своё
21:06 первоначальное состояние, хотя
21:08 изначально казалось, что стремятся они
21:10 лишь в сторону хаоса. Да, действительно,
21:13 газ и шарика в одну кучу обратно не
21:15 соберётся, но что, если подождать ещё
21:18 дольше? Что если цикл по Ункаре для
21:21 такой системы очень большой? Есть целые
21:23 космологические модели, основанные на
21:26 гипотезе возврата по Ункаре. Одна из них
21:29 принадлежит известному математику
21:31 Пинроузу. По его мнению, вселенная
21:33 сначала раздувается, затем схлопывается
21:36 обратно, затем снова взрывается,
21:38 раздувается и вновь схлопывается,
21:40 повторяя в точности предыдущий цикл.
21:43 Статистическая механика подразумевает,
21:46 что при наличии достаточного времени
21:48 системы, близкие к равновесию, будут
21:50 спонтанно переходить в состояние с более
21:53 низкой энтропией, локально обращая
21:55 термодинамическую стрелу времени вспять.
21:59 Именно Больсман давно понял, что второй
22:01 закон термодинамики, утверждающий, что
22:04 энтропия замкнутой системы никогда не
22:06 убывает, не является абсолютным законом.
22:09 Для наглядности давайте представим кубик
22:11 льда в стакане воды, который абсолютно
22:14 изолирован от остальной вселенной. Наш
22:17 мысленный эксперимент будет длиться
22:19 бесконечно долго. И, кстати, вы, Питер
22:22 Пен, и игнорируете гравитацию.
22:24 Традиционная термодинамика
22:26 предсказывает, что кубик льда растает, и
22:29 через несколько минут мы получим стакан
22:31 с более холодной водой. Мы продолжаем
22:33 ждать ещё достаточно долго, левитируя
22:36 над стаканчиком. И вот уже
22:38 статистическая механика предсказывает,
22:40 что кубик льда в конечном итоге снова
22:43 сформируется. Если бы мы увидели такое
22:46 чудесное явление, то пришли бы к выводу,
22:48 что эволюция во времени процесса
22:50 повторного формирования кубика льда
22:52 будет с высокой вероятностью примерно
22:54 эквивалентно обращению процесса во
22:56 времени. Пример с пончиком здесь
22:58 появился неспроста. Дело в том, что
23:01 карты реликтового излучения, сделанные с
23:04 помощью телескопов таких как Wap и
23:06 Планк, показали в больших масштабах
23:09 интригующее количество отсутствующих
23:12 пертурбаций. Это весёлое слово означает
23:15 отклонение небесного тела от орбиты под
23:17 влиянием иных сил, кроме гравитационного
23:20 притяжения центра масс системы, таких
23:23 как другие небесные тела или
23:25 сопротивление среды. Для того, чтобы
23:27 выяснить, могут ли эти отсутствующие
23:29 петурбации быть вызваны многосвязной
23:32 вселенной, были проведены множество
23:34 компьютерных симуляций того, как
23:37 выглядело бы реликтовое излучение, если
23:40 бы Вселенная представляла собой
23:42 гигантский трёхмерный пончик, где космос
23:45 соединён сам с собой во всех трёх
23:48 измерениях. Да. Свойство наблюдаемых
23:50 флуктуаций, то есть отклонения от
23:52 среднего значения случайной величины,
23:54 характеризующие систему из большого
23:56 числа хаотично взаимодействующих частиц
23:59 реликтового излучения показывают
24:02 недостающую мощность в масштабах,
24:04 превышающий размер Вселенной.
24:07 Отсутствующие мощности означает, что
24:09 флуктуации в реликтовом излучении не
24:12 присутствуют в таких масштабах и что
24:15 наша вселенная всё-таки многосвязна и
24:17 конечна.
24:19 Если взять слова попроще, похоже, что в
24:21 космическом микроволновом фоне
24:24 отсутствуют сигналы, которые обязательно
24:26 должны быть, если бы вселенная была
24:28 действительно бесконечной. Одной из
24:31 объяснений этого предполагает, что
24:33 топология вселенной изогнута таким
24:36 образом, что она соединяется обратно
24:38 сама с собой, как пончик или бублик
24:41 межгалактических масштабах. Точно так
24:44 же, как вы можете свернуть в трубочку
24:46 лис бумаги, не изменяя его параллельных
24:49 свойств, вселенная может иметь форму
24:51 пончика, оставаясь при этом плоской.
24:54 Именно это и обнаружили исследователи с
24:57 помощью моделирования космического
24:59 микроволнового фона. Получается, что по
25:03 сравнению со стандартной космологической
25:05 моделью, которая считается бесконечной,
25:08 мы обнаружили гораздо лучшее
25:10 соответствие наблюдаемым флуктуациям.
25:13 Такая вселенная должна иметь предел, и
25:15 всё великое пространство может быть
25:18 всего в четыре раза больше, чем пределы
25:20 наблюдаемой вселенной человеком. И
25:23 размер её составляет 47 млрд световых
25:27 лет в диаметре. Вселенная может быть
25:30 замкнутая в трёх измерениях и иметь, на
25:33 самом деле, форму трёхмерного пончика.
25:36 Модели конечной вселенной могут быть
25:38 пугающими для некоторых людей, но вы не
25:40 почувствуете этих границ. И
25:42 клаустрофобии тоже не будет. По сути, вы
25:45 просто живёте в безграничной вселенной,
25:48 хотя она и имеет конечный объём. Но даже
25:52 если вы не обязательно попадёте на край
25:54 этой конечной вселенной, сможете ли вы
25:57 обогнуть её, вернуться туда, откуда
26:00 начали? Теоретически да. Ведь свет может
26:04 путешествовать по всей конечной
26:06 вселенной. Но для этого потребуются
26:09 миллиарды лет. Интересно, как наша
26:11 вселенная в виде пончика выглядит со
26:14 стороны, возможно, лежащими с
26:19 остальными. Что будет, если рядом с
26:22 землёй взорвётся сверхнова? На самом
26:24 деле ответов три, среди которых есть не
26:28 очень утешительные. Но прежде, чем мы
26:30 получим на них ответы, давайте попробуем
26:33 разобраться, что из себя представляет
26:36 рождение сверхновой и почему даже, когда
26:39 они находятся очень далеко, могут
26:41 нанести вред всему живому. Итак,
26:44 сверхновая звезда или вспышка
26:46 сверхновой- явление, в ходе которого
26:49 звезда резко увеличивает свою светимость
26:51 с последующим сравнительно медленным
26:54 затуханием вспышки. Сверхновые звёзды
26:57 наблюдаются постфактом. То есть, когда
26:59 событие уже произошло и его излучение
27:03 достигло наших восторженных глаз,
27:05 сверхновая возникает там, где происходит
27:08 изменение ядра или центра звезды.
27:11 Изменение может происходить двумя
27:13 различными способами, и оба они приводят
27:16 к появлению сверхновой. Первый тип
27:18 сверхновых образуется в двойных звёздных
27:21 системах. Двойные звёзды - это две
27:24 звезды, вращающиеся вокруг одной и той
27:27 же точки. Одна из звёзд, белый карлик,
27:30 ловко крадёт материю у своей звезды
27:33 компаньона. В конце концов, белый карлик
27:36 накапливает неуместно много материи, а
27:39 наличие слишком большого количества
27:41 материи приводит к взрыву звезды. Так и
27:44 образуется сверхновая. Второй тип
27:46 сверхновых появляется в конце жизни
27:48 одной звезды. Когда у звезды
27:50 заканчивается ядерное топливо, часть её
27:53 массы падает в ядро. В конце концов ядро
27:56 становится настолько тяжёлым, что не
27:58 может противостоять собственной силе
28:00 гравитации. Ядро разрушается, что
28:03 приводит к гигантскому взрыву сверхновой
28:05 звезды. Мощный взрыв сверхного является
28:08 финальным этапом эволюции, в результате
28:11 которого во Вселенной образуется новое
28:14 астрономическое тело: нейтронная звезда
28:17 или чёрная дыра. Какой именно объект
28:20 преобразуется сверхновае зависит от
28:22 того, как прошёл предыдущий этап
28:25 эволюции. Если гравитационный коллапс
28:27 был остановлен за счёт внутреннего
28:30 давления, то появляется нейтронная
28:32 звезда. Такие звёзды отличаются
28:34 компактностью. Радиус не превышает 10 км
28:39 высокой плотностью до миллирда тонн на 1
28:42 ку смет и очень большой массой по
28:45 сравнению с солнцем до 2 с по раза
28:49 больше. После взрыва сверхновых остаются
28:52 нейтронные звёзды двух типов: пульсары и
28:55 магнитары. Первые почти в 10 раз тяжелее
28:58 солнца, вторые в 40 раз. Пульсары
29:02 вращаются вокруг своей оси с большей
29:04 скоростью, из-за чего создаётся
29:06 энергетическое поле, а полюса
29:09 выбрасывают радиационные импульсы.
29:11 Мощность магнитного поля магнетаров
29:14 примерно в 50 триллинв раз мощнее того,
29:17 которое окружает землю. Если масса
29:20 сверхновая превышает солнечную в 40 раз,
29:23 то после взрыва сверхновой звезды
29:25 образуется магнитар с вероятностью 100%.
29:29 Чёрные дыры появляются в результате
29:31 гравитационного коллапса. Вероятность
29:34 подобного исхода крайне высока в тех
29:36 случаях, когда масса верхного превышает
29:39 солнечную в 100 раз и более. Чёрные дыры
29:42 утягивают невероятно огромные объёмы
29:44 частиц каждую секунду. Объёмы
29:47 сопоставимые с миллионами земных масс.
29:50 Избыточная энергия отдаётся обратно в
29:53 космическое пространство в виде
29:55 излучения. Именно такое будущее ждёт
29:58 одной из ближайших к нам звёзд. Да, это
30:02 звездательгейзи, которая уже в 20 раз
30:04 массивнее нашего солнца. Сейчас она
30:07 находится в стадии красного гиганта. А
30:09 это предсмертная фаза, хоть и
30:12 долговременная. Бательгейзы - одна из
30:15 самых ярких звёзд на небе.
30:17 Краснопятнышко в созвездии Ариона
30:19 продолжает удивлять своим раздутым
30:21 поведением. Ещё в конце 2020 году она
30:25 ослабла, но сейчас вновь вернулась и
30:28 стала ярче на 50% за считанные недели.
30:32 Именно это и привело к слухам о том, что
30:34 бетельгейзы готовятся взорваться и счёт
30:37 идёт не на сотни лет, а на десятилетия
30:40 или даже годы. В конечном итоге, когда у
30:44 звезды закончится всё топливо, она
30:46 сколапсирует под действием гравитации и
30:48 превратится в сверхнову. А что, если
30:51 баттельгейзе взорвётся прямо сейчас?
30:53 Стоит ли собирать чемоданы, припасы и
30:56 хватать на пуганную морскую свинку ещё
30:58 бункер? Да, иногда люди начинают что-то
31:01 делать, когда уже слишком поздно. И
31:03 последний звездолёт покинул станцию. А
31:05 ко всему лучше быть готовым заранее. Но
31:08 как узнать и к чему вообще, и как
31:10 готовиться? Ведь наша жизнь полна
31:12 сюрпризов. В этом нам поможет.
31:17 Итак, если речь идёт о баттельгейзе, то
31:19 нам не стоит ждать большой опасности.
31:21 Да, зрелище будет впечатляющим, но землю
31:24 не накроет ударной волной. Небоскрёбы не
31:27 будут падать, как спички, море не
31:29 поднимется стеной, и жители земли не
31:31 воспламенятся, как в последний день
31:34 апокалипсиса. Прости, Танос. Тогда что
31:36 мы увидим? Согласно расчётам, это должен
31:39 быть взрыв сверхновой второго типа.
31:42 Это означает, что бетельгейза для
31:44 наблюдателя, находящегося в её системе,
31:47 будет на короткое время примерно в 500
31:50 млн раз ярче, чем наше солнце. Да,
31:53 действительно, это ослепительно ярко.
31:56 Однако очевидно, что мы не находимся на
31:58 орбите Бательгейзе. Так насколько же
32:00 яркая будет звезда Бательгейзе для нас?
32:03 Принимая во внимание расстояние от Земли
32:05 до гиганта, расчёты показывают, что
32:08 яркость Бетельгейзы будет примерно равна
32:11 половине яркости Луны. Совершенно точно
32:14 бетальгейза будет видна как днём, так и
32:16 ночью. Однако это не будет выглядеть как
32:19 второе солнце. Днём Бательгейзия будет
32:22 выглядеть как довольно яркая, крупная
32:24 точка, существенно крупнее, чем обычная
32:27 звезда, но меньше, чем солнце. В ночное
32:30 время Батальгейзи будет выглядеть как
32:32 такая же крупная яркая точка, сравнимая
32:35 по яркости с луной. Следующие месяцы
32:37 бетальгейзия начала бы понемногу
32:39 гаснуть, но всё ещё просматривалась бы
32:42 днём до полугода или года. Ещё около 2
32:45 лет её можно было бы наблюдать
32:47 невооружённым глазом в ночном небе, и
32:50 только тогда она исчезла бы. К
32:53 сожалению, никакой разлетающейся в
32:55 разные стороны туманности вокруг
32:57 взорвавшейся сверхновой сразу увидеть
33:00 будет нельзя. Это дело достаточно
33:02 длинного промежутка времени, так что до
33:05 появления эффектной туманности вокруг
33:08 некогда погибшей звезды придётся
33:10 подождать несколько лет. Хотя астрономы
33:13 со своими мощными телескопами увидят
33:16 сброшенную звездой оболочку гораздо
33:18 раньше. Дело в том, что большой босс
33:20 Бетальгейзы находится в 642 световых
33:24 годах от Земли, поэтому её превращение в
33:27 сверхновую максимум привело бы к тому,
33:29 что нашу планету накрыл бы дождь без
33:32 массовых частиц, которые называется
33:35 нейтрина. К счастью, они не могут
33:37 нанести нам никакого вреда, поскольку
33:40 нейтрина - это призрачные частицы,
33:42 которые вообще едва взаимодействуют с
33:45 миром. Взгляните на свою правую ногу.
33:48 Через неё ежесекундно проходит триллион
33:51 нейтрина от солнца. Вы не видите этого
33:54 потока, потому что нейтрина практически
33:56 не влияет на обыкновенную материю. Из
33:59 этой лавины частиц в среднем лишь один
34:02 нейтрина в несколько лет зацепит
34:04 какой-нибудь плохо закреплённый атом
34:06 вашего тела. История показывает, что по
34:09 меньшей мере десяток вспышек сверхновых
34:12 в далёком прошлом мы благополучно
34:14 пережили. и некоторые были не так далеко
34:17 от нас. Исследователям даже удалось
34:19 изучить последствия этих вспышек. Не
34:22 потому, что это было страшно, а потому,
34:24 что страшно интересно. И оказалось, что
34:28 да, некоторые последствия есть. В
34:30 частности, геологические слои Земли,
34:33 соответствующие конкретным временным
34:35 периодам, содержат некоторую
34:37 концентрацию редких изотопов,
34:39 образоваться которые могли лишь под
34:41 действием избыточного гаммоизлучения. Но
34:44 количество этих изотопов ограничиваются
34:47 лишь несколькими атомами на тонну
34:50 вещества. Никто бы не нашёл, если бы не
34:52 искал специально, прямо как Индиана
34:54 Джонс. К этому можно добавить повышенную
34:57 концентрацию оксида азота во льдах
35:00 Антарктиды. Кстати, в далёкой от
35:02 серьёзной науки прессии регулярно
35:04 появляются публикация о возможном
35:06 исчезновении динозавров именно из-за
35:09 вспышки близкой Сверхновой. Увы, никаких
35:12 научных оснований они не имеют, ведь
35:14 следов возможной вспышки сверхновой в
35:17 отложениях эпохи, удалённой на несколько
35:20 миллионов лет, и в костях динозавров не
35:22 обнаружено. Но те сверхновые вспыхивали
35:26 далеко. Именно поэтому мы ещё здесь. А
35:29 что будет, если вспышка сверхновой
35:31 случится поблизости? Для начала было бы
35:34 правильным разобраться, что есть близко
35:37 и что есть далеко в межзвёздных
35:39 масштабах расстояний. Ближайшая к нам
35:41 звезда Проксима Центавра - Красный
35:44 карлик. В сотни раз тусклее солнца,
35:47 расположена на расстоянии примерно
35:49 четырёх световых года. Ни при каких
35:51 обстоятельствах данная звезда не сможет
35:54 угрожать нам вспышкой сверхновой, даже
35:56 если сильно разозлится. И находящиеся
35:59 лишь чуть дальше компоненты той же
36:02 системы, альфа-центавры и звёзды,
36:04 подобные нашему солнцу, не смогут
36:07 завершить свою эволюцию столь феоричным
36:09 образом. Нужно искать звёзды
36:12 тяжеловесов, но таких в ближайшем
36:14 окружении солнца нет. Даже яркий процион
36:18 альфа малого пса всего в полтора раза
36:21 массивнее солнца. Нас же интересуют
36:23 звёзды с массой восемь солнечных и
36:26 тяжелее. Именно они заканчивают свою
36:28 эволюцию с торжеством и
36:31 салютом. И такая имеется. Перед вами
36:34 двойная звезда Акей Пигаса,
36:36 расположенный в 150 световых года от
36:39 нас, что почти в четыре раза ближе, чем
36:42 Бательгейзы. Ни одна из звёзд этой
36:44 системы не может дать вспышку сверхновой
36:47 самостоятельно, но совместными усилиями
36:49 это может получиться. Одна из звёзд
36:52 системы Пегаса является белым карликом.
36:56 Вторая вступила в стадию превращения в
36:58 красный гигант. Со временем злой карлик
37:01 начнёт перетягивать к себе верхние слои
37:04 пожилого гиганта, наращивая свою массу.
37:07 Достигнув определённого значения массы,
37:09 белый карлик получит возможность
37:11 вспыхнуть сверхновой звездой и
37:14 обязательно ей воспользуется. Но к тому
37:17 времени система IK Пегаса, стремительно
37:20 удаляющаяся от Солнца, будет уже на
37:23 гарантировано безопасном расстоянии.
37:26 Однако, если бы вспышка произошла прямо
37:28 сейчас, то совсем скоро мы бы ощутили её
37:31 последствия. В один прекрасный день мы
37:34 увидели бы на небе, как появляется
37:36 светило, сравнимое по яркости солнцем.
37:39 Вполне возможно, что на планете в
37:41 течение месяца или двух не будет ночей,
37:44 если выпадет так, что солнце и
37:46 сверхновое будет располагаться по разные
37:49 стороны от Земли. Видимый свет и
37:51 тепловое излучение от сверхновой звезды
37:54 приведёт к заметному росту температуры
37:56 на планете, хотя и временному. А
37:59 радиационный фон повысится в несколько
38:02 раз, что поставит каждого землянина в
38:05 условия космонавта в длительной миссии
38:07 на МКС. Но всё же жители нашей планеты
38:10 смогут укрыться от прямого излучения
38:13 сверхновой. Какое-то время земляне
38:15 укрывались бы от лёгкой звёздной
38:17 радиации, сидя по домам и играя в
38:19 тетрис, выходя на улицу лишь по крайней
38:22 необходимости, прикрывая кожу лица и рук
38:25 масками и перчатками. Все эти
38:27 теоретические рассуждения не ставят
38:29 целью готовить людей к преодолению ещё
38:32 одного
38:33 карантина. Но всё же давайте представим,
38:36 что если бы сверхновая взорвалась бы уже
38:40 всего в десяти световых годах от нас,
38:43 здесь исход будет уже катастрофическим.
38:46 Дело в том, что вспышка также образует
38:48 радиоактивное железо, что могло бы
38:51 привести к разрушению озонового слоя, и
38:54 проникновение на землю опасного
38:56 ультрафиолета запредельного уровня, что
38:59 привело бы к вымиранию всего живого на
39:02 планете. Бункере дадут какое-то время,
39:04 но и оно будет на исходе. И всё же можно
39:08 быть уверенными, вспышки сверхновых не
39:10 угрожают человечеству. Опасность падения
39:14 гигантского метеорита, глобальная
39:16 пандемия, климатический коллапс и
39:19 ядерная война гораздо более вероятны.
39:22 Да, в нашем обществе живёт много
39:24 страхов, порой беспочвных и
39:27 необоснованных. Страх - сильнейший яд,
39:29 который разрушает нас куда больше, чем
39:32 самая сильная радиация. Поэтому
39:34 хотелось, чтобы в нашей жизни страха
39:36 стало меньше, хотя бы на один. Но ничем
39:39 неоусловленный страх перед прекрасным
39:42 вселенским шоу, вспышкой из сверхновой
39:47 [музыка]
39:56 звезды. Живём ли мы в гигантской
39:59 пустоте, которая может разрешить загадку
40:02 расширения Вселенной? Прежде чем
40:04 ответить на этот вопрос, важно учесть,
40:07 что большинство теоретиков и астрономов
40:09 убеждены в том, что вселенная
40:12 расширяется. Так называемая постоянная
40:15 хабла точно определяет, насколько быстро
40:17 космические объекты удаляются друг от
40:20 друга. Но она не всегда согласуется с
40:23 реальными наблюдениями. Новый анализ
40:25 близ лежащих сверхновых свидетельствуют
40:28 о том, что это несоответствие может быть
40:31 вызвано из-за особенностей поведения
40:34 нашей части Вселенной. Возможно, мы
40:36 живём в огромном космическом пузыре с
40:39 низкой плотностью, который искажает наши
40:42 расчёты, но согласно господствующей
40:45 стандартной модели, такого не может
40:48 быть. Прошло почти столетие с тех пор,
40:50 как учёные впервые получили намёки на
40:53 расширение Вселенной. На сегодняшний
40:55 день непрерывное расширение является
40:58 основным доказательством большого
41:00 взрыва. С тех пор свет от того древнего
41:04 события растянулся до более длинных
41:06 волн. Но изучение космического
41:09 микроволнового фона позволило Эдвину
41:12 Хаблу и последующим астрономам вычислить
41:15 скорость расширения Вселенной.
41:17 Общепринятое значение составляет 70
41:20 км/ску на мегапорсек или
41:24 3,26 млн световых лет. Таким образом, на
41:28 каждый миллион световых лет галактика
41:30 или другой объект движется на 22 км/
41:35 быстрее. В большинстве случаев эта
41:37 константа точна, но различные
41:40 космические аномалии привели к
41:42 разногласиям в астрономии. Дело в том,
41:45 что при измерении скорости расширения с
41:48 использованием местных галактик и
41:50 сверхновых это значение оказывается
41:52 примерно на 10% завышенным. А недавние
41:56 наблюдения показали, что Млечный путь
41:59 расположен в огромной пустоте, где
42:02 плотность материи ниже, чем в окружающей
42:04 вселенной. Это может объяснить, почему
42:07 расширение вокруг нас происходит
42:09 быстрее. Но у этой гипотезы есть одна
42:12 серьёзная проблема. Стандартная модель
42:15 не учитывает пузырь низкой плотности в
42:17 космосе. Однако всё это основано на
42:20 теории гравитации, выдвинутый
42:22 Эйнштейном. Но с тех пор мы много узнали
42:25 о Вселенной, чего не знал выдающийся
42:28 учёный. Исследование объясняет
42:30 существование пустоты с помощью
42:33 модифицированной ньютоновской динамики
42:35 или Монт, теоретической модели,
42:38 предложенной в 1980х годах в качестве
42:42 альтернативы тёмной материи. В Монт есть
42:45 небольшие изменения в неютоновских
42:47 гравитационных расчётах, в основном при
42:50 очень низких ускорениях. Используя
42:52 сигналы ближайших сверхновых,
42:55 исследователи подтвердили, что это
42:57 изменение полностью устраняет
42:59 противоречивые показания, устраняя
43:01 хабловское противоречие. Разумеется, это
43:04 недоказанный факт. Это лишь одно из
43:07 нескольких предложенных решений проблемы
43:09 Хабла, которые другие исследователи
43:12 должны будут проанализировать. Другая
43:14 часть научного общества предположили,
43:17 что это более быстрое локальное
43:19 расширение может быть одинаковым везде.
43:22 Либо они попросту не могут измерить все
43:24 размеры Вселенной достаточно точно,
43:27 чтобы знать правильность стандартной
43:30 модели. Лучший способ узнать наверняка
43:33 расширить общую теорию относительности
43:36 на масштабы больше миллиона световых
43:38 лет. Но у нас сейчас нет возможности
43:41 измерить гравитацию без гравитационного
43:44 связного объекта того же масштаба. Если
43:47 предположить, что теория относительности
43:49 не постоянна, это может привести к новым
43:51 разногласиям, как и в случае с Хаблом.
43:54 Однако вернёмся к скорости расширения
43:56 Вселенной. Как правило, скорость
43:58 расширения описывается постоянной Хабло,
44:01 но различные методы измерения дают
44:03 разные результаты. Если коротко, то
44:06 постоянный Хабла определяет, насколько
44:08 быстро от нас удаляются другие
44:10 галактики, что якобы показывает скорость
44:12 расширения Вселенной. Например, с
44:14 помощью сверхновых или анализа
44:17 реликтового излучения выходит на похожие
44:20 данные, соответственно,
44:22 264 и 24.000 км на мегаперсек. Новая
44:27 теория предполагает, что вселенная
44:29 расширяется быстрее в окрестностях от
44:31 нас на расстоянии около 3 млрд световых
44:34 лет. Стандартная космологическая модель
44:37 это попросту не предусматривает. Проще
44:39 говоря, исследователи заявляют: "Земля
44:42 может находиться в той области космоса,
44:44 которая относительно пуста". Внутри
44:47 пустоты материи меньше, чем снаружи. Это
44:50 и объясняет отклонение в значении
44:53 постоянной Хабла. Итак, по данным
44:55 наблюдений и расчётов, получается, что
44:57 вблизи нашей галактики Вселенная
44:59 расширяется примерно на 10% быстрее, чем
45:03 вдали. Это верно для расстояния до 3
45:06 млрд световых лет от Земли. Если наше
45:08 значение постоянных Хабла верно для
45:11 всего космоса, то тогда и вселенная
45:14 должна быть моложе. А это уже
45:16 противоречит оценкам возраста самых
45:18 ранних звёзд и галактик, которые мы
45:21 можем разглядеть. Ещё одна особенность
45:23 наших окрестностей, которые не удаётся
45:25 объяснить с помощью стандартной
45:27 космологической модели - это Void KBS.
45:31 Огромная и относительно пустая область
45:34 космоса, где находится местная группа
45:36 галактик, в числе которых и Млечный
45:39 Путь. Существование Войда КБС
45:42 подтверждает наблюдение в оптическом,
45:44 инфракрасном, рентгеновском и
45:48 радиодиапазоне. Вообще Войд КБС является
45:51 огромной сравнительно пустой областью
45:53 пространства, которое содержит сам
45:55 Млечный путь и большую часть
45:58 сверхкластера Ланиакея. Этот воит
46:01 примерно сферической формы, около 2 млрд
46:04 сетовых лет в диаметре с Млечным путём в
46:07 пределах нескольких сотен миллионов
46:09 световых лет от его центра. Это
46:11 крупнейший супервойд известной науки. Он
46:14 значительно превосходит по размеру
46:16 супервой Эридана и даже гигантский войд.
46:20 Считается, что существование таких
46:23 пустот согласуется со стандартной
46:25 космологической моделью. С помощью войда
46:28 КБС было объяснено расхождение между
46:31 измерениями константы Хавла с
46:34 использованием галактических сверхновых
46:37 и цифедных переменных звёзд и данными
46:40 реликтового излучения и барионных
46:43 акустических колебаний. Галактики внутри
46:46 Войда испытывают гравитационное
46:47 притяжение от материи вне Войда, что
46:50 даёт большее локальное значение для
46:52 постоянной хабла. Так вот, по расчётам
46:54 получается, что плотность вещества в нём
46:57 примерно в два раза меньше, чем в
46:59 среднем во Вселенной. Поэтому
47:01 теоретически вещество в этом пузыре
47:03 пустоты должно двигаться туда, где
47:06 больше матери. Ранее исследователи
47:09 предполагали, что движение вещества в
47:11 нашем войде или пустоте может объяснить
47:14 напряжение Хабла. А в 2020 году авторы
47:18 нового исследования рассчитали, что
47:20 из-за влияния Войда оценка постоянной
47:23 Хабла в окрестностях Млечного пути
47:25 должна быть как раз на 11% выше, чем в
47:29 остальной вселенной. В новой работе
47:31 пересчитали модели Войда и сравнили
47:34 результаты с последним анализом данных
47:36 крупнейшего каталога, где собраны самые
47:39 точные расстояния до
47:41 56.000 галактик. Расчёты подтвердились и
47:45 совпали с данными наблюдений. Был сделан
47:48 вывод, что многие несостыковки
47:51 стандартной космологической модели с
47:53 наблюдениями можно разрешить, если
47:55 принять, что вселенная теряет свою
47:58 однородность быстрее, чем предсказывает
48:00 модель. И именно поэтому возникают
48:03 пустоты вроде Войда КБС. По той же
48:06 причине. Вероятно, после Большого взрыва
48:09 так быстро сформировались первые
48:11 галактики. Хотя авторы решают вопрос с
48:14 постоянной Хабло, они делают это ценой
48:17 отказа от стандартной космологической
48:19 модели, так как та не позволяет
48:21 Вселенной быть настолько неоднородной,
48:24 как получается в расчётах. Именно
48:26 поэтому в качестве альтернативы
48:28 стандартной модели исследователи
48:31 предложили рассмотреть модифицированную
48:34 ньютоновскую динамику Монт, о которой мы
48:37 говорили ранее. Такая гипотеза
48:39 действительно совместима с большими
48:41 неоднородностями Вселенной. Однако
48:44 недавняя работа по системам двойных
48:46 звёзд, похоже, закрыла возможность
48:49 использования Монт в
48:51 астрофизике. Это означает, что идея
48:54 по-прежнему нуждается в новой
48:56 космологической модели мироздания.
48:58 Вселенная поистине уникальна.
49:07 Свойства света и его влияния на нашу
49:10 жизнь не перестают удивлять. Свет или
49:13 электромагнитная волна играет
49:15 центральную роль во многих аспектах
49:17 нашей жизни и является ключевым понятием
49:20 в области физики. Фундаментальные
49:23 вопросы, такие как взаимодействие света
49:25 с материей, распространение световых
49:28 волн и перенос энергии стали основой
49:31 многих важных открытий и теорий физики.
49:34 Но если свет - это вид электромагнитного
49:36 излучения, который обычно ассоциируется
49:39 с видимой частью спектра, то что можно
49:42 сказать о понятии как тьма? Точнее,
49:45 понятие есть, но есть ли сам феномен?
49:48 Даже если вы выключите солнце, земля не
49:51 погрузится в полную беспродную тьму.
49:53 Свет от звёзд и даже всей вселенной
49:56 будет освещать ваше небо в данном
49:59 случае. Сама планета и всё, что на ней
50:02 находится, включая наши тела, тоже
50:04 излучает свет. И это будет видно в
50:07 инфракрасном диапазоне. Даже если вы
50:10 каким-то образом нашли способ выключить
50:12 солнце, надеемся, что вы не найдёте, то
50:15 даже в этом случае оно будет изучать
50:18 определённый уровень свечения, чуть ли
50:20 не вечно. На наш век и на многие века
50:24 вперёд хватит точно. Но, конечно, будет
50:27 жутковато не только от постоянной тьмы,
50:30 но и от сознания вечного холода. То
50:33 есть, пока у нас имеется возможность
50:35 видеть, мы и будем видеть. Ни один
50:37 оптический датчик не в состоянии
50:39 определить полную тьму или взять хотя бы
50:42 чёрные дыры, самый тёмный из
50:44 предполагаемых объектов. Даже они
50:46 способны излучать некоторый процент
50:49 света. Согласно некоторым теориям
50:51 физики, в отличие от сферы межличностных
50:55 отношений, свет всегда побеждает тьму,
50:57 прямо как добро зло. Электромагнитные
51:00 волны представляют собой совокупность
51:02 переменных электрических и магнитных
51:05 полей, которые распространяются через
51:07 пространство с определённой частотой и
51:10 длиной волны. Спектр электромагнитного
51:13 излучения включает помимо видимого света
51:16 также радиоволны, микроволны,
51:19 инфракрасная, ультрафиолетовая,
51:21 рентгеновская и
51:23 гаммаизлучения. Да, свет играет важную
51:26 роль в физике из-за способностей
51:28 взаимодействовать с материей и изменять
51:30 её свойства. При поглощении световых
51:33 частиц, подтонов атомы и молекулы
51:35 переходят на более высокие
51:37 энергетические уровни, что может вызвать
51:40 химические реакции, тепловое излучение,
51:43 изменение состояния материи и даже
51:46 ядерные реакции. Откуда же берётся сам
51:49 свет? Давайте рассмотрим, как это
51:52 происходит на примере испускания света с
51:54 солнцем. В нашей звезде происходят
51:57 многочисленные химические и термоядерные
52:00 реакции. которые сопровождается выходом
52:03 квантов света. Когда сталкиваются два
52:06 атома водорода, они соединяются в один
52:08 атом, называемый дейте, который легче,
52:12 чем атомы, из которых он образовался, а
52:15 лишняя энергия при этом выделяется в
52:17 виде фотона. Дейтерий, в свою очередь,
52:19 присоединяет к себе ещё один атом
52:22 водорода и образуется гелий 3, а также
52:25 вылетает и ещё один фотон. Когда же
52:27 сталкиваются два атома гелия 3,
52:30 образуются гелийчетыре. Два атома
52:33 водорода и ещё один фотон. Таким
52:35 образом, солнце из четырёх атомов
52:38 водорода производит один атом геля и три
52:41 фотона. Это только от одной цепочки
52:44 реакции. Каждый из этих фотонов несёт
52:47 большое количество энергии и в течение
52:49 десятков тысяч и миллионов лет
52:51 странствуют внутри солнца, сталкиваясь с
52:54 атомами, разогревая солнце и превращаясь
52:57 в десятки фотонов с меньшей энергией и
53:01 видимой глазом частотой. Рано или поздно
53:04 эти фотоны вылетают из солнца и
53:06 отправляются в долгое и печальное
53:08 странствие по космосу, а часть из них
53:11 прилетает к земле, даря нам свет и
53:14 тепло. Какие же есть физические
53:17 характеристики у света? Во-первых, это
53:19 скорость. Одна из самых важных
53:22 фундаментальных констант физики. В
53:24 вакууме она равна почти 300.000
53:28 км/ску. А вот, например, в воде эта
53:30 скорость будет меньше. А что можно
53:33 сказать о скорости тьмы? Насколько
53:36 быстро жуткая тьма накроет нас? Самый
53:39 простой ответ: скорость тьмы равна
53:41 скорости света. Выключите солнце, и наше
53:45 небо станет тёмным через 8 минут после
53:48 этого момента. То, что мы привыкли
53:50 называть скоростью света, является
53:52 скоростью распространения. И это не
53:55 всегда решающий фактор. Тень, падающая
53:58 на ландшафт, отбрасывается объектами. И
54:01 особенность этих объектов, а также
54:04 удалённость от них, будет определять, с
54:06 какой скоростью она будет падать.
54:08 Например, вращающийся прожектор маяка
54:11 освещает окружение с регулярным
54:13 интервалом. Однако относительная
54:15 скорость затемнения окружения возрастает
54:18 с возврастанием дистанции до самого
54:21 маяка. Если отойти от маяка достаточно
54:24 далеко, то тень будет настигать вас
54:26 быстрее, чем скорость распространения
54:28 света, не так ли? То же самое, например,
54:32 происходит с нейтронными звёздами в
54:35 космосе. Другими словами, в данном
54:37 случае скорость света будет означать
54:39 лишь задержку. Даже если маяк будет
54:42 направлен прямо на вас, вы увидите свет
54:45 не сразу, а с некоторой задержкой.
54:48 Однако это никак не повлияет на ход
54:50 событий, которые вы будете видеть,
54:52 находясь на своём месте. В любом случае
54:55 вас обнаружили и вам некуда бежать.
54:57 Более того, свету присуща длина волны.
55:01 Спектр видимого света - это как раз та
55:04 часть электромагнитного спектра, которую
55:06 может видеть человеческий глаз.
55:09 Конусообразные клетки в наших глазах
55:11 действуют как приёмники, настроенные на
55:13 длинный волн в этой узкой полосе
55:16 спектра. Другие части спектра имеют
55:18 слишком большие или слишком маленький и
55:22 энергичный длинный волн, чтобы мы могли
55:24 их увидеть. Когда объекты становятся
55:27 горячее, они излучают энергию с
55:29 преобладанием более коротких длин волн,
55:32 меняя цвет на наших глазах. Пламя
55:35 паяльной горелки меняет цвет с
55:37 красноватого на голубоватый, по мере
55:40 того, как его настраивают на более
55:42 горячее горение. Таким же образом, цвет
55:45 звёзд говорит об их температуре. Наше
55:48 солнце излучает больше жёлтого света,
55:50 чем любого другого, потому что
55:52 температура его поверхности составляет
55:56 5.500° поце. Если бы поверхность солнца
56:00 была холоднее, скажем, 3.000° поцесию,
56:04 оно выглядело бы красноватым, как звезда
56:07 Бательгейзы. Если бы солнце было
56:09 горячее, около 12.000°
56:12 поцесию, оно выглядело бы голубым, как
56:15 звезда Ригель. Отражение, преломление и
56:18 поглощение света являются основными
56:21 процессами, происходящими при
56:23 взаимодействии света с материей. Давайте
56:26 немного разберём каждый из них.
56:28 Отражение - это процесс, при котором
56:30 свет, отражающийся от объектов, попадает
56:33 на гладкую поверхность зеркала и затем
56:36 отражается обратно, давая нам
56:38 изображение объекта. То есть угол
56:41 падения света равен углу
56:43 отражения. Далее, преломление света -
56:47 это явление, при котором световые лучи
56:50 изменяют направление движения при
56:52 переходе из одной среды в другую с
56:55 разной плотностью. Это приводит к тому,
56:58 что объекты, находящиеся в воде, могут
57:00 выглядеть смещёнными или искажёнными по
57:02 сравнению с их положением в воздухе.
57:05 Именно поэтому лица в воде такие
57:07 жутковатые.
57:09 И, наконец, поглощение - это процесс,
57:11 при котором свет попадает на поверхность
57:13 объекта и преобразуется в другую форму
57:16 энергии, такую как тепло. Это происходит
57:19 из-за взаимодействия световых волн с
57:22 частицами материала. Например, при
57:25 освещении объекта синим светом объект
57:27 может поглотить все синие волны и
57:30 отражать красные и зелёные. В результате
57:33 объект будет казаться
57:34 зеленовато-красным.
57:36 Это объясняет, почему объекты имеют
57:38 определённый цвет. Они поглощают
57:41 некоторые световые волны и отражают
57:43 другие. И это вовсе не дело рук
57:46 чародеев. Итак, взаимодействие этих трёх
57:49 процессов определяет то, как мы
57:51 воспринимаем свет и видим объекты в
57:54 окружающем мире. Отражение и преломление
57:57 формируют изображение объектов, которые
57:59 мы видим в то время как поглощение
58:01 определяет их цвет и яркость. А вот в
58:04 отличие от света, тьма - это не
58:07 физическая категория, это скорее
58:09 относительное состояние. Даже не так.
58:12 Это субъективное восприятие состояний.
58:15 Фотоны могут отражаться, а могут и не
58:18 отражаться. Клетки и сетчатки могут
58:20 запускать процессы работы памяти, но не
58:23 могут объяснить субъективные ощущение
58:25 темноты. Так же, как и волны не могут
58:27 быть представлены чем-то большим, чем
58:30 нашим опытом наблюдения за цветом или
58:33 звуком. Наш субъективный опыт время от
58:36 времени изменяется. Однако отдельно
58:39 взятые части этого опыта лежат вне
58:42 времени. И в этом смысле можно говорить
58:44 о том, что тьма сама по себе не обладает
58:48 скоростью. Что есть скорость в общем
58:51 понимании и есть ли она вообще? Она
58:54 заранее предполагает наличие некого
58:56 пространства, в котором её можно
58:58 измерить. Однако в мире квантовой
59:00 физики, где привычные понятия обычной
59:03 физики нередко становятся бесполезными,
59:05 считается, что само по себе пространство
59:08 является одной из производных более
59:10 фундаментального уровня реальности, где
59:13 вообще нет никаких понятий, как
59:16 положение, дистанция или та же скорость.
59:19 В заключении попробуем сделать некоторые
59:21 выводы и проясним. Как важны и
59:24 неразрывно связаны все свойства света.
59:27 Мы уже знаем основные характеристики
59:29 света. Он является формой
59:31 электромагнитного излучения, состоящего
59:33 из фотонов, и обладает способностью
59:36 распространяться в вакууме с постоянной
59:38 скоростью. Это повествует нам о тесной
59:41 связи света и электромагнитных волн,
59:44 которые обладают различными частотами и
59:46 длинами волн, формируя полноценный
59:49 электромагнитный спектр. Одновременно же
59:52 свет нередко описывается с точки зрения
59:55 его двойственной природы, обладая
59:58 свойствами как волн, так и частиц. Это
60:01 необычное свойство не только
60:03 поразительно и удивительно, но также
60:05 является важным ключом к пониманию
60:07 фундаментальных механизмов в квантовой
60:09 механике, так и таких явлений, как
60:12 интерференции, дифракции и поляризации в
60:16 свете. Свет также играет неоценимую роль
60:19 не только на нашей планете, но и во всей
60:22 вселенной целиком. Его способность
60:25 доставлять информацию от самых далёких
60:27 уголков космоса, создавать условия для
60:30 жизни на Земле и служить инструментом
60:32 для изучения и понимания окружающего
60:34 мира, делает свет настоящим магическим
60:38 феноменом. Именно свету мы обязаны за
60:40 возможность видеть и воспринимать
60:42 окружающее пространство. Он позволяет
60:45 нам восхищаться красотами природы,
60:47 различать цвета и формы и способствовать
60:50 нашему социальному взаимодействию и
60:53 коммуникации. Таким образом, чем бы ни
60:55 был свет по своей природе, он является
60:58 одним из самых удивительных феноменов,
61:00 когда-либо открытых человеком. Но
61:03 вопрос, как появился свет изначально?
61:06 Что или кто создал
61:08 его, остаётся открытом?
61:12 Наша вселенная представляет собой
61:14 огромную сеть галактик, среди которых
61:16 находится и наша Млечный путь. Именно
61:20 здесь, в одном из спиральных рукавов,
61:22 известном как рукав Ориона, солнечная
61:25 система занимает уникальное положение
61:27 среди миллиардов других небесных
61:30 образований. Весь рукав Ориона имеет
61:32 приблизительную длину до 20 и ширину до
61:37 3.500 световых лет.
61:40 Солнце находится у внутреннего края
61:43 рукава, расположенные ближе к
61:45 галактическому центру, примерно на
61:47 расстоянии
61:48 27.000 световых лет. Млечный путь - это
61:52 полосатая спиральная галактика. Размер
61:55 нашей галактики в диаметре составляет до
61:58 180.000 световых лет. На данный момент
62:01 считается, что она содержит примерно 200
62:04 млрд звёзд. Вероятно, в Млечном пути, по
62:08 крайней мере 100 млрд планет.
62:10 Утверждать, что там не обитают другие
62:13 формы жизни, парадокс, а если жизни нет,
62:16 то это пугает ещё больше. Но сегодня мы
62:20 не об этом. Центр Млечного пути виден с
62:23 Земли как туманная полоса белого света,
62:26 шириной около 30°, выгнутая ночным
62:30 небом. Все отделённые звёзды в ночном
62:32 небе, видимые невооружённым глазом,
62:34 являются частью Млечного пути. Свет
62:37 исходит из накопления неразрушенных
62:39 звёзд и другого материала,
62:42 расположенного в направлении
62:43 галактической плоскости. Тёмные области
62:46 внутри полосы, такие как Великий разлом,
62:49 являются областями, где межзвёздная пыль
62:52 блокирует свет от далёких звёзд. Область
62:55 неба, которую вскрывает Млечный путь,
62:58 называется зоной избегания. Млечный путь
63:01 имеет относительно низкую поверхностную
63:03 яркость. Его видимость может быть
63:05 значительно уменьшена фоном, например,
63:08 светом или лунным свечением.
63:10 Уникальность нашего места в галактике
63:13 заключается в том, что мы находимся на
63:15 относительном расстоянии от оживлённого
63:18 и более хаотичного места рядом с
63:20 галактическим ядром. область, где мы
63:23 находимся, по каким-то удивительным
63:25 обстоятельствам представляет собой
63:27 гораздо более спокойную зону для
63:29 обитания солнечной системы. Звёздная
63:32 система, где обитаем мы с вами, состоит
63:34 из нашего солнца и небесных тел,
63:37 находящихся под его гравитационным
63:40 притяжением, таких как восемь планет,
63:43 множество лун, спутников и других
63:45 объектов. Как известно, планеты
63:48 вращаются вокруг своих звёзд и вокруг
63:50 своей оси. Учитывая, что при этом сама
63:53 звезда тоже имеет свою траекторию
63:55 движения. Планеты движутся в
63:57 пространстве не по концентрическим
63:59 кругам, а согласно гораздо более сложным
64:02 законам. Орбитальная скорость вращения
64:05 планет - это скорость, с которой планета
64:07 вращается по орбите вокруг звезды. Она
64:10 меняется в зависимости от того, на каком
64:13 отдалении планета находится от звезды и
64:16 от других крупных небесных тел, которые
64:19 в данный момент времени находятся
64:22 поблизости. И от скорости вращения
64:24 вокруг своей оси зависит длина суток на
64:27 планете. Ближайшее окружение солнечной
64:30 системы представляет собой межзвёздную
64:32 среду нашей галактики, непосредственно
64:35 примыкающую к солнцу и оказывающая
64:37 сильное влияние на солнечную систему в
64:40 целом. Параметры газа среды во многом
64:43 определяют структуру гелеосферы или
64:46 области, заполненной солнечным ветром. В
64:49 частности, важными параметрами является
64:52 скорость газа локальной межзвёздной
64:54 среды относительно солнца. Его
64:56 температура - химический состав,
64:59 составляющий этот газ. Последние
65:02 исследования показали, что около 15%
65:05 объёма заполнено межзвёздными облаками.
65:09 Наше солнце также находится внутри
65:11 одного из таких облаков. При этом
65:13 доказано, что это облако движется
65:15 относительно солнца со скоростью порядка
65:18 26 км/ и имеет температуру примерно
65:23 6.700° поце. Сейчас нет сомнений, что
65:28 наиболее распространённым элементом не
65:30 только во всём космическом пространстве,
65:32 но и в местной межзвёздной среде
65:35 является атомарный водород, за которым
65:37 следует гелий, кислород, углерод и
65:40 другие элементы, хотя и в малых
65:43 количествах, но даже органические
65:45 соединения обнаруживаются в межзвёздной
65:48 среде. И все эти частицы вследствии
65:50 движения локальной среды относительно
65:52 солнца проникают в солнечную систему
65:55 через структуру, в той или иной степени
65:58 взаимодействуя с ней. Пространство между
66:01 этими облаками в межзвёздной среде
66:03 известно как местный пузырь. Область
66:07 разряжённого горячего газа неправильной
66:09 формы внутри рукава Ориона, в которой
66:11 находится солнечная система и ряд
66:14 скоплений и облаков газа. То есть
66:17 межзвёздное облако вместе с несколькими
66:19 скоплениями находится внутри местного
66:22 пузыря диаметром не менее 300 световых
66:25 лет, заполненного горячей плазмой и
66:28 окружённого оболочкой из холодного
66:30 нейтрального газа и пыли. Также
66:33 благодаря космическому телескопу Гая
66:35 астрономы определили природу местного
66:37 пузыря. Если учесть общую массу
66:40 оболочки, около 1,4 млн масс Солнца, и
66:44 текущую скорость её расширения почти 7
66:47 км/ сес, то получается, что для его
66:50 образования потребовалось 15 взрывов
66:53 сверхновых с интервалом в 1 млн лет. При
66:56 этом возраст местного пузыря оценивается
66:59 в 14 млн лет. Он приподнимается над
67:03 галактическим диском. И так как он
67:05 участвует в галактическом вращении, то
67:07 его форма становится похожай на песочные
67:10 часы. И всё это движется постоянно. Но
67:14 возникает вопрос, куда? На самом деле
67:17 солнечная система перемещается по
67:19 направлению к созвездию Лебеди, а
67:21 относительно местных звёзд в направлении
67:23 созвездия Геркулеса под углом
67:26 63° в галактической плоскости.
67:30 Скорость составляет около 40
67:31 астрономических лет в год или 200 км/
67:35 точную скорость определить невозможно,
67:37 ведь центр галактики скрыт от нас за
67:40 плотными облаками межзвёздной пыли. Он
67:43 смещается на примерно 2° каждый миллиона
67:45 лет и совершает полный круг за 250 млн
67:49 лет или за один галактический год. Более
67:53 того, солнечная система имеет хвост,
67:55 подобно комете, исходящих от светила в
67:58 противоположных направлениях
68:00 быстровижущихся частиц. По форме шлейф
68:03 напоминает четырёхлистный
68:06 клевер. Понимание ближайшего окружения
68:09 солнечной системы имеет решающее
68:11 значение, поскольку оно обеспечивает
68:13 контекст для взаимодействия между нашей
68:16 солнечной системой и межзвёздной средой.
68:19 Кажется, что солнечная система
68:21 существует в великолепной изоляции, но
68:24 на самом деле она является частью
68:26 оживлённого динамического соседства.
68:29 Изучение этого ближайшего окружения
68:32 может предложить нам новый взгляд на
68:34 наше место во Вселенной.
68:54 Чёрные дыры - это области в космосе, где
68:57 огромное количество массы упаковано в
69:00 крошечный объём. Это создаёт
69:02 гравитационное притяжение настолько
69:04 сильное, что даже свет не может
69:06 вырваться. Они создаются, когда
69:09 гигантские звёзды коллапсируют. а,
69:11 возможно, и другими способами, которые
69:14 нам пока неизвестны. В любом случае,
69:17 чёрные дыры завораживают как
69:19 общественность, так и научное
69:21 сообщество. Они раздвигают границы
69:23 нашего понимания материи, пространства и
69:27 времени. После пятилетнего ожидания с
69:29 момента получения исходных критических
69:32 данных человечество наконец-то
69:33 порадовало свои глаза не одним, а двумя
69:37 прямыми изображениями чёрной дыры. Оба
69:40 они показали фотонное кольцо, окружающее
69:43 горизонт событий. Чёрные дыры,
69:45 окружённые частицами обычной материи,
69:48 будут ускорять эти частицы и нагревать
69:51 их, заставляя испускать излучения. И вы
69:54 могли бы подумать, что окружающая
69:56 материя будет испускать излучение
69:58 повсюду, что приведёт к образованию
70:01 сплошного диска, который мы увидим с
70:03 любой точки зрения. Но, как оказалось,
70:06 то, что мы видим, это вовсе не диск, а
70:09 кольцо, в котором темнота ограничена
70:11 единственной светящейся частью. Это
70:15 подводит нас к вопросу следующего
70:17 характера. На снимках чёрных дыр Стрелец
70:20 А под звёздочкой и
70:23 М87 видна яркая кольцеобразная
70:26 структура, окружающая тёмную область.
70:29 Почему на снимках чёрная дыра не
70:31 выглядит как полностью яркий круглый
70:33 диск? Должна быть сферическая симметрия
70:36 распределения светящегося газа, но на
70:39 фотографиях кажется, что чёрная дыра
70:42 обращена к нам. Ответы нас могут весьма
70:45 удивить. Давайте прямо сейчас отправимся
70:48 к окружению этих сверхмассивных чёрных
70:50 дыр и выясним, что же на самом деле там
70:54 происходит. Итак, вблизи чёрной дыры
70:57 пространство течёт как движущаяся
70:59 дорожка или водопад в один конец. в
71:03 зависимости от того, как вы хотите это
71:06 визуализировать. На горизонте событий,
71:08 даже если вы бежите или плывёте на
71:11 надувном матрасе со скоростью света, вы
71:13 не сможете преодолеть поток пространства
71:15 времени, который затягивает вас в
71:18 сингулярность в центре. Однако за
71:21 пределами горизонта событий другие силы,
71:24 например,
71:25 электромагнетизм, часто могут
71:27 преодолевать силу гравитации, заставляя
71:29 даже падающую материю ускользать. Чёрная
71:32 дыра, если говорить совсем просто - это
71:35 большое количество массы, собранной в
71:38 одном месте, с такой большой
71:40 концентрации, что она создаёт свой
71:42 собственный горизонт событий. Изнутри
71:45 этого горизонта событий все направления
71:48 указывают вниз к центральной
71:50 сингулярности, что означает, что судьба
71:53 любого объекта, который пересекает
71:55 внутреннюю часть горизонта событий,
71:57 присоединится к этой сингулярности и
72:00 добавится к общей массе чёрной дыры.
72:03 Однако снаружи этого горизонта событий
72:05 всё ещё есть область, где само
72:08 пространство очень сильно искривлено
72:11 из-за присутствия чёрной дыры. И эта
72:13 сильная кривесна пространства времени не
72:16 только гравитационно притягивает, но и
72:19 создаёт огромные приливные силы на любом
72:22 объекте, который больше и более
72:24 притяжён, чем просто одна точка. А
72:27 потому, когда у вас есть чёрная дыра в
72:29 среде, где присутствует другая материя,
72:32 эта материя, в общем, будет испытывать
72:34 большую гравитационную силу на той её
72:36 части, которая находится ближе всего к
72:39 чёрной дыре, чем на той части, которая
72:42 находится дальше. Со временем это
72:44 направит окружающую материю из
72:46 комковатого распределения в комбинацию
72:49 диска с потоками, которые являются
72:51 усилениями плотности. Это приводит к
72:54 стандартной картине чёрной дыры с
72:56 акреационным диском. Для заметки на
72:59 расстоянии в 2,6 раза больше горизонта
73:03 событий начинается стабильная орбита
73:05 яркого горящего газа. Аккуреционный
73:08 диск, как правило, позволяет увидеть
73:10 эффекты чёрной дыры на снимках. Область
73:13 внутри стабильной орбиты неизбежно
73:15 разорвёт материю, как горящая петарда,
73:18 пальцы авантюриста. Именно эту область
73:21 называют тенью чёрной дыры. Если мы
73:23 смотрим на диск фронтально, то логично
73:26 увидим круг. А вот в Интерстелларе мы
73:29 смотрели на гаргантюа под углом к
73:32 плоскости окре. При таком ракурсе мы
73:34 должны увидеть яркое кольцо, как вокруг
73:37 Сатурна, только вокруг чёрной тени.
73:40 Сцвет от задней части акреционного
73:42 диска, которая скрыта от нас горизонтом
73:45 событий, летит по криволинейной
73:47 траектории. И у него также, как и
73:50 материя, есть своя стабильная орбита.
73:53 ниже которой шансы достичь удалённого
73:55 наблюдателя невысоки. Свет огибает
73:58 чёрную дыру и доходит до нас со стороны,
74:00 которая должна быть не видна. В
74:02 результате вокруг чёрного круга мы видим
74:05 как первичное изображение самого
74:07 акреционного диска, так и вторичное.
74:10 Заднюю часть диска мы видим одновременно
74:13 сверху и снизу в виде светящегося
74:15 кольца. Вообще, между стабильными
74:17 орбитами материи и света излучение,
74:20 испущенное газом диском, может совершать
74:23 множество витков вокруг горизонта
74:25 событий, как спутники, вращающиеся
74:28 вокруг планет. Если бы удалось попасть
74:30 туда, мы бы увидели бесчисленное
74:33 множество вторичных изображений
74:35 креционного диска со всех возможных
74:37 ракурсов и из разного времени. Кто
74:41 знает, возможно, это самое немыслимое
74:43 зрелище во Вселенной. Конечно, после
74:45 отражения в зеркале 2 января. Так вот,
74:48 интенсивность излучения диска зависит
74:50 только от его температуры, а последняя
74:53 зависит только от расстояния до чёрной
74:55 дыры. Поэтому собственная яркость диска
74:58 не может быть однородной. Максимальная
75:00 светимость исходит от внутренних
75:02 областей, близких к горизонту событий,
75:05 потому что именно там газ самый горячий.
75:08 Кроме того, изображение, воспринимаемое
75:11 отдалённым наблюдателем, будет сдвинуто
75:13 по частоте и интенсивности за счёт двух
75:16 эффектов: Эйнштейна, при котором
75:19 гравитационное поле снижает частоту и
75:21 интенсивность, и доплера, при котором
75:24 свет движущегося на нас газа будет ярче
75:27 и более синим, а отдаляющегося темнее и
75:31 более красным. Предполагается, что
75:33 внутренние частицы креционного диска
75:35 двигаются субсветовыми скоростями, что
75:38 делает эффект доплера существенным. В
75:41 результате мы должны увидеть явно
75:43 асимметричное изображение, что является
75:46 главным признаком именно чёрной дыры на
75:48 снимке. Пока материя акрецируется и
75:51 накапливается вокруг центральной
75:53 сверхмассивной чёрной дыры в галактике,
75:55 она нагревается и излучает цвет. Затем
75:58 этот цвет изгибается гравитацией чёрной
76:01 дыры, создавая кольцо радиосвета с любой
76:04 внешней точки зрения. Из-за сохранения
76:06 энергии материя, которая испускает эти
76:09 фотоны, упускает энергию и начинает
76:12 закручиваться и падать на чёрную дыру,
76:15 теря энергию быстрее, чем ближе они
76:17 подходят к горизонту событий. Эта
76:20 потерянная энергия преобразуется в
76:22 фотоны, которые в конечном итоге
76:25 рассеиваются во всех направлениях
76:26 относительно горизонта событий чёрной
76:29 дыры. Убрав лишние спектры из
76:31 воспринимаемого нами излучения, была
76:34 получена модель в виде полумесяца,
76:36 которая уже очень близка к реальной
76:38 фотографии. Однако, хотя эти фотоны
76:41 рассеиваются во всех направлениях, они
76:44 не будут иметь одинаковые потоки,
76:46 поскольку это зависит от следующих
76:48 факторов. плотность материала
76:50 окружающего чёрный дуру, его общее
76:53 направление движение, толщина и
76:55 однородность диска, скорость вращения
76:58 диска и величина трения между различными
77:02 компонентами, обилие и плотность
77:04 густков, которые создают акреционные
77:06 потоки, и какие виды падающего вещества
77:09 поступают, чтобы пополнить и наполнить
77:12 креационный диск. К примеру, в чёрной
77:14 дыре Стрелец А под звёздочкой
77:16 зафиксировали самую большую
77:18 рентгеновскую вспышку, когда-либо
77:19 обнаружену от сверхмассивной чёрной дыры
77:22 в центре Млечного Пути. А совсем недавно
77:25 телескоп Джеймс Уэб обнаружил
77:27 сверхмассивную чёрную дыру
77:31 GN100130, которая стала одной из самых
77:33 массивных, найденных в ранней Вселенной.
77:36 И хотя мы пока не видим изображения
77:39 именно этой чёрной дыры, но она точно
77:41 есть. и будет чуть позже. Особенностью
77:44 этой чёрной дыры заключается в том, что
77:47 она составляет около 40% массы своей
77:50 галактики хозяина, в то время как обычно
77:53 сверхмассивные чёрные дыры составляют
77:55 около
77:57 0,1% массы своих галактик. При этом эта
78:00 сверхмассивная чёрная дыра находится в
78:03 состоянии покоя и поглощает окружающий
78:05 газ с очень низкой скоростью. Масса
78:08 этого объекта оценивается примерно в 40
78:10 млн солнечных масс, что особенно
78:13 впечатляет, учитывая, что она
78:15 существовала всего через 800 млн лет
78:17 после большого взрыва. Для сравнения,
78:19 сверхмассивная чёрная дыра в центре
78:21 Мличного пути, стрелец А под звёздочкой
78:24 имеет массу около
78:26 4,3 млн солнечных масс. Так вот, в
78:30 рентгеновских лучах горизонт событий не
78:32 виден при таком разрешении. Цвет
78:35 определённо дисковидный. Однако мы можем
78:37 быть уверены, что только материя,
78:39 остающаяся за пределами горизонта
78:41 событий, генерирует свет и неизбежно
78:44 попадает центральную сингулярность.
78:47 Сейчас известно, что существует
78:49 множество типов транзиентов на многих
78:51 различных длинах волн света.
78:54 Теперь мы подходим к сути вопроса. Что
78:56 же доминирует? Если бы материя на
78:59 ближней стороне чёрной дыры просто очень
79:01 сильно излучала свет во всех
79:03 направлениях, в том числе и в сторону от
79:05 чёрной дыры, и, следовательно, к нам, мы
79:08 бы ожидали просто увидеть всю область
79:10 вокруг чёрной дыры как освещённую, без
79:13 тени где-либо объект. Она бы просто
79:16 выглядела как светящийся диск. С другой
79:19 стороны, если бы свет излучала только
79:21 ускоренная материя вокруг чёрной дыры, а
79:24 затем этот свет изгибался по множеству
79:26 путей, которые преимущественно выходили
79:29 из чёрной дыры параллельно краю
79:31 горизонта событий, то можно было бы
79:34 ожидать и увидеть тонкое узкое кольцо,
79:37 очерчивающее внешний край чёрной дыры
79:40 без какого-либо диска. Именно поэтому
79:43 знаменитое изображение первой чёрной
79:45 дыры в центре галактики
79:47 М87 меняется со временем. Дело в том,
79:50 что наблюдение в разные дни имеет разные
79:53 характеристики, и усреднение приводит к
79:56 потере изменяющегося во времени
79:58 компонента данных. К примеру,
80:01 принихождения света через горизонт
80:03 событий около одного дня между вторым и
80:06 третьим изображением видны большие
80:08 различия, чем между первым, вторым или
80:11 третьим и четвёртым. В целом же важно
80:14 помнить, что хотя чёрные дыры имеют
80:16 свереодальную форму, у них также есть
80:19 много симметричных свойств. Они все
80:21 вращаются, и вращаются они вокруг одной
80:24 определённой оси со скоростью, часто
80:27 приближающейся к скорости света.
80:29 обладают материей, которая акрецируется
80:31 вокруг них в дисковидной конфигурацией,
80:35 часто с потоками комковатого материала,
80:37 обладает достаточной гравитацией, чтобы
80:40 ускорить окружающую материю, а затем
80:43 преломить свет, излучаемый этой материей
80:46 вокруг себя, а далее искажает свойства
80:49 света из-за своей сильной гравитации,
80:52 которую мы и наблюдаем. И поскольку
80:55 наука о
80:56 радиоинтерфереометрии с очень длинной
80:58 базой продолжает совершенствоваться, мы
81:01 можем ожидать, что в скором будущем
81:03 сможем запечатлеть детали о горизонтах
81:05 событий чёрных дыр, включая их фотонные
81:08 кольца с более высоким разрешением,
81:11 которые находятся дальше, и с большим
81:14 разнообразием радиочастот. Если бы мы
81:17 смотрели в инфракрасном диапазоне длин
81:19 волн света вместо радиочастот, мы могли
81:22 бы с гораздо большей вероятностью
81:24 увидеть светящийся диск, чем просто
81:27 кольцо. Но на длинах волн, которым был
81:30 чувствителен телескоп горизонта событий,
81:33 кольцо было одним из впечатляющих
81:35 случаев, когда теория и наблюдение
81:38 совпадали с необычно высокой точностью.
81:41 Ну а теперь вопрос: увидим ли мы такое
81:44 вживую? Если коротко, то нет. Взгляд на
81:48 невидимую область вокруг чёрной дыры
81:50 подобен взгляду на солнце. Без фильтров
81:53 и коронографов ничего не увидеть. Цвета,
81:56 использованные в фотографии и
81:58 симуляциях, показывают физические
81:59 эффекты, но нереалистичные видимо
82:02 изображения. Облака газа недостаточно
82:05 оптически прозрачно, чтобы наш глаз
82:07 напрямую мог рассмотреть что-то кроме
82:10 яркого пятна. Да и условия для человека
82:13 рядом с таким объектом не самые
82:15 радужные. В общем, хорошо, что мы можем
82:19 прикоснуться к величественному и
82:21 опасному лишь силой своего разума.
82:31 [музыка]
82:54 [аплодисменты]
83:05 [музыка]
83:23 [музыка]
83:32 เ
83:48 [музыка]
84:02 [музыка]
85:08 [музыка]
Chrome Extension