"Tume aine ja dinosaurused". Peatükk raamatust. Harvardi füüsikul on radikaalselt uus inimeksistentsi teooria

Selle salapärase aine hiljutised uuringud viitavad stsenaariumile, milles see võib olla "süüdi" dinosauruste väljasuremises või vähemalt selles, et komeedid tabasid meie planeeti.

Kuigi sündmuste jada, mis ühendab tumeainet dinosauruste või komeetidega, on endiselt mõnevõrra hägune, on ettepanek ise intrigeeriv, kuna see hõlmab kahte olulist astronoomilist küsimust: tumeaine olemus Ja kosmoseobjektide lennusuundade muutmine. Tundmatu tumeaine idee tekkis siis, kui teadlased avastasid, et universumis on mingi seletamatu gravitatsioonijõud, mis paneb galaktikad liikuma. Ja eelmisel aastal töötasid Lisa Randall ja Matthew Reece Harvardi ülikoolist koos oma kolleegidega välja mudeli, mis viitab sellele, et tumeaine on mingisugused nähtamatud õhukesed kettad, mis peituvad galaktikates või paiknevad nende suhtes teatud nurga all.

Oort pilv— hüpoteetiline sfääriline pindala Päikesesüsteem, mis toimib pikaajalise komeetide allikana. Oorti pilve olemasolu pole instrumentaalselt kinnitatud, kuid paljud kaudsed faktid viitavad selle olemasolule.

Nii nagu päikesesüsteem tiirleb ümber meie Linnutee galaktika keskpunkti, liigub galaktika üles ja alla umbes iga 70 miljoni aasta järel. See tähendab, et ligikaudu iga 35 miljoni aasta järel peaks galaktikat läbima tumeaine ketas.

Randall ja Reece märgivad, et see tsükkel on korrelatsioonis komeedi Maale tabamise ajastusega.

Just see pani teadlasi mõtlema, kas taevaobjektide langemise ja Päikesesüsteemi tumeaine läbimise vahel on seos. Nende sõnul avaldab ketas sel juhul Päikesesüsteemile tugevamat gravitatsioonitõmmet. Selline jõud võib Oorti pilve häirida, rebides sellest välja hulga komeete ja saates need meie süsteemi.

Nii näiteks lendas see meile eelmisel aastal Oorti pilvest. Teiseks, kui teadlased vaatasid Maa peal viimase 250 miljoni aasta jooksul loodud kraatreid, mille suurus oli suurem kui 20 kilomeetrit, märkasid nad, et nende kraatrite sagedus ja sügavus suurenesid täpselt 35 miljoni aasta pikkuste tsüklite jooksul, mil päikesesüsteem oleks nihkunud. . Umbes 66 miljonit aastat tagasi tekkinud komeedikraater ei vasta aga täpselt väljapakutud mudelile, kuid Randalli sõnul on see üsna lähedal.

Veel üks analüüsi raskendav punkt on see, et Maale jäävad kraatrid komeetide ja asteroidide kokkupõrgetest. Kuid ainult Oorti pilvest tulevad komeedid on esialgu piisavalt kaugel, et neid seostada tumeaine mõjuga.

Teadlased loodavad, et tulevikus suudavad nad eristada ja üksikasjalikumalt analüüsida maapinnale avalduvaid eri tüüpi mõjusid. Luigi Foschini Milano astronoomiaobservatooriumist ütleb, et sellised teooriad on teaduse jaoks hädavajalikud.

astronoom, tähetorn Milanos Arvan, et alati tasub püstitada võimalikult palju hüpoteese.

Tema hinnangul on aga endiselt liiga vähe tõendeid komeedi kokkupõrgete sageduse ja tumeaine ketta teooria vahelise seose kohta.

Me ei saa seda näha ega tunda. Kuid Lisa Randall usub, et tumeaine võib meie universumi kohta palju selgitada - sealhulgas dinosauruste surma. Kuid iga astronoomiahuviline teab, et tumeaine on väga tabamatu asi. Me ei näe seda, me ei kuule seda, me ei tunne seda, me ei tea, kuidas see maitseb või lõhnab. Isegi maailma kõige keerukama teadusliku varustusega pole meil veel tõendeid selle kohta, et see kaua hüpoteesitud mateeria vorm üldse eksisteerib – kuigi arvatakse, et universum on täis tumeainet.

Kuid kui selle olemasolu enam kahtlust ei tekita, jääb tumeaine kohta palju küsimusi, sealhulgas seda, millistest osakestest see koosneb. Ja koos teiste juhtivate teadlastega püüab neile küsimustele vastata Harvardi füüsik Lisa Randall.

Mitte kaua aega tagasi rääkis Huffington Posti vanem teadustoimetaja Randalliga ja tulemuseks oli huvitav intervjuu, mida me teiega jagame. Alati on huvitav kuulda spetsialisti arvamust tema teema kohta ja seda isegi arusaadavas keeles.

Mis on tumeaine?

See on tabamatu ainevorm, mis interakteerub gravitatsiooni kaudu nagu tavaline aine, kuid ei kiirga ega neela valgust. Tumeaine näib olevat kõikjal universumis. Kuid me ei taju seda otseselt: ainult gravitatsioonilise mõju kaudu, kuna see suhtleb nii nõrgalt tavalise ainega, millega oleme harjunud.

Kas tumeaine koosneb aatomitest?

Ei. See ei ole valmistatud aatomitest ega isegi tuttavatest elementaarosakestest, nagu prootonid ja elektronid, mis on laetud ja seetõttu interakteeruvad valgusega. Siiski on võimalik, et tumeaine koosneb osakestest, mille mass on võrreldav meile teadaolevate osakestega. Kui see on tõsi ja kui need osakesed liiguvad kiirusega, mida me võime eeldada, läbivad meist igast sekundis miljardeid tumeaine osakesi. Kuid keegi ei pane seda tähele.

Kui see on nähtamatu, siis miks me nimetame seda "tumedaks"?

Võib-olla oleks tumeainet parem nimetada "läbipaistvaks aineks". Tavaliselt nimetatakse "tumedaks" midagi, mis, nagu teie must särk või jope, neelab valgust. Kuid tumeaine puhul läheb valgus sellest lihtsalt läbi.

Kuidas me teame, et tumeaine on olemas?

Me teame, et see on olemas, sest näeme selle mõju tähtedele ja galaktikatele. Teleskoopide ja muude instrumentidega näeme, et nende tähtede ja galaktikate liikumist mõjutab midagi muud peale meie vaadeldavate tähtede ja galaktikate gravitatsiooni.

Tumeaine mõjutab Universumi paisumist, valguskiirte teed kaugetelt objektidelt meieni jõudmiseks ja paljusid muid mõõdetavaid nähtusi, mis veenavad meid tumeaine olemasolus. Me teame tumeainest ja selle absoluutsest olemasolust, mõõtes selle gravitatsioonilisi mõjusid.

Tumeaine hüpotees esitati esimest korda aastakümneid tagasi. Räägi meile sellest.

Tumeaine hüpoteesi pakkus esmakordselt välja 1933. aastal California Tehnoloogiainstituudi Šveitsi astronoom Fritz Zwicky. Ta tuli ideele pärast tähtede kiiruse jälgimist gravitatsiooniga seotud galaktikate hiiglaslikus rühmas, mida tuntakse koomaparve nime all. Selleks, et kiiresti liikuvad tähed parves ei lendaks minema, on vaja teatud määral gravitatsiooni. Ja tähtede kiiruse arvutuste põhjal arvutas Zwicky välja, et mass, mis parvel peab olema vajaliku gravitatsioonilise tõmbe saavutamiseks, oli 400 korda suurem kui mõõdetud helendav mass, st valgust kiirgav aine. Kogu selle lisaküsimuse selgitamiseks pakkus Zwicky välja selle, mida ta nimetas dunkle materjal, mis tähendab saksa keeles "tumeainet".

Vaatamata nendele varajastele tähelepanekutele ignoreeriti tumeainet pikka aega sisuliselt (ja tema hinnang puuduva aine kohta oli tegelikult liiga suur). Kuid idee taaselustati 1970. aastatel, kui astronoomid jälgisid satelliitgalaktikate liikumist – väikeste galaktikate läheduses suuremate galaktikate –, mida sai seletada ainult täiendava nähtamatu aine olemasoluga. Need ja teised tähelepanekud on toonud tumeaine tõsiste uuringute valdkonda.

Kuid selle staatust tõstis 1970. aastatel oluliselt Washingtoni Carnegie Instituudi astronoomi Vera Rubini töö. Rubin ja tema kolleeg Kent Ford leidsid, et tähtede pöörlemiskiirused olid suures osas samad igal kaugusel galaktika keskmest. See tähendab, et tähed pöörlesid konstantse kiirusega isegi kaugel helendavaine sisaldavast piirkonnast. Ainus võimalik seletus oli see, et leidus mingi jälitamatu aine, mis aitas kinni hoida kaugeid tähti, mis liikusid oodatust kiiremini.

Nende teadlaste tähelepanuväärne avastus oli, et tavaline aine moodustas vaid ühe kuuendiku tähtede orbiidil hoidmiseks vajalikust massist. Nende tähelepanekud andsid seni kõige veenvamad tõendid tumeaine kohta.

Millises seisus on praegused teadmised tumeaine kohta?

Teadlased on teinud suuri edusamme tumeaine mõistmisel, kuid suured küsimused jäävad alles. Minusuguse teadlase jaoks on see optimaalne olukord. Võib-olla võiks öelda, et füüsikud, kes uurivad “pimedust”, osalevad Koperniku revolutsioonis abstraktsemal kujul. Maa ei ole mitte ainult füüsiliselt universumi keskpunkt, vaid meie füüsiline olek pole enamiku mateeria keskne.

Tavalise aine põhielementide tuvastamine on olnud keeruline, kuid selle uurimine on olnud palju sirgjoonelisem kui meid ümbritseva tumeaine uurimine. Hoolimata selle vastasmõju nõrkusest on teadlastel järgmise kümne aasta jooksul reaalne võimalus tumeaine olemust tuvastada ja määrata. Ja kuna tumeaine koguneb galaktikatesse ja muudesse struktuuridesse, võimaldavad eelseisvad galaktika ja universumi vaatlused füüsikutel ja astronoomidel seda uutel viisidel uurida.

Mida võivad uued avastused tumeaine kohta öelda meile universumi päritolu kohta?

Keegi ei tea, kuidas universum alguse sai, ja tumeaine mõistmine ei pruugi meile uusi ideid tuua. Kuid tumeaine olemasolu aitab meil mõista, kuidas universum arenes ja kuidas tekkisid sellised struktuurid nagu galaktikad. Kui tumeainel on erilised omadused, võivad need kajastuda galaktikate suuruses ja jaotuses.

Kuidas on lood mitme universumi – niinimetatud multiversumi – olemasoluga?

Tumeaine ja mitu universumit ei ole tegelikult seotud. Me teame tumeainest selle mõju põhjal universumi paisumisele koos muude asjadega. Teised universumid võivad olla isegi tumedam aine selles mõttes, et nad on meist nii kaugel, et ei mõjuta meid gravitatsiooniliselt isegi mitte kordagi universumi eluea jooksul. Kuid see tähendab ka seda, et me ei saa neid vaatluse teel uurida. Eelistan uurida "multiversumit", mis on siin ja praegu.

Mis seos on tumeaine ja dinosauruste vahel, millest sa oma raamatus kirjutasid?

Mu kolleegid ja mina usume, et tumeaine võis lõpuks (ja kaudselt) olla dinosauruste väljasuremise eest vastutav. Teame, et 66 miljonit aastat tagasi kukkus kosmosest Maale ja hävis vähemalt 10 kilomeetri laiune objekt maa dinosaurused, nagu ka kolmveerand teistest liikidest Maal. See objekt võib olla Oorti vöö komeet, hüpoteetiline komeetide ja muude kehade piirkond väljaspool Neptuuni orbiidi. Kuid miks see komeet oma stabiilselt orbiidilt Oorti vöös välja löödi, ei tea tegelikult keegi.

Meie oletus on, et kui Päikesesüsteem läbis Linnutee galaktika kesktasandit, põrkas see kokku tumeaine kettaga, mis selle kauge objekti paigast nihutas, mille tulemuseks oli katastroofiline kokkupõrge. Meie galaktilises naabruses ümbritseb suurem osa tumeainest meid uskumatult sujuva ja hajusa sfäärilise halo kujul.

Illustratsioon näitab Päikese liikumist läbi galaktika tasandi

Dinosauruste hukkumise põhjustanud tumeaine tüüp jagunes väga erinevalt enamikust tumeainest universumis. See ekstra tüüpi tumeaine oleks pidanud halo puutumatuks jätma, kuid selle selge koostoime põhjustas selle kondenseerumise kettaks – otse Linnutee tasandi keskel. See õhuke piirkond muutus nii tihedaks, et seda läbides ja Päikesel meie galaktikas liikudes üles-alla kõikudes oli selle ketta gravitatsiooniline mõju uskumatult tugev.

Selle gravitatsiooniline tõmbejõud oli piisavalt võimas, et tõrjuda komeete Päikesesüsteemi välisservas, kus Päikese vastandtõmbejõud oli liiga nõrk, et neid oma kohale tagasi viia. Pääsenud komeedid visati Päikesesüsteemist välja või suunati koheselt ümber sisemisse päikesesüsteemi, kus nad võivad potentsiaalselt Maad tabada.

Kui tumeaine võib seletada dinosauruste hukkumist, kas see võib selgitada ka elu algust Maal?

Maale langevad materjalid, nagu komeedid ja asteroidid, mängisid peaaegu kindlasti rolli Maa koostise määramisel ja võivad mängida rolli ka oluliste eluprotsesside käivitamisel. Enamik neist teooriatest jääb spekulatiivseks, kuid sobivad hästi maailmapilti ja on nende nimel kulutatud pingutust väärt.

Ja kui tumeaine võib ohtlikke komeete või asteroide meie suunas saata, kas peaksime muretsema?

Muidugi tulevad mõnikord asteroidid üsna lähedale. Kahtlemata tuleb kokkupõrkeid, kuid nende eeldatav sagedus ja ulatus jäävad vaidluse objektiks. Kas miski meid tabab, kas see aja jooksul meile kahju tekitab ja kas peaksime selle pärast muretsema, on veel lahendamata küsimused. Isiklikult ma ei pea seda inimkonnale suurimaks ohuks.

Kas peaksime muretsema? See sõltub ulatusest, kuludest, meie murelävest, ühiskonna otsustest ja sellest, kas me suudame ohuga toime tulla. Sellised ähvardused ei tekita sageli segadust, kuigi see võib tekitada potentsiaalset kahju. Ja kuigi nad võivad tõepoolest lüüa ja hävitada suure asustuskeskuse, on tõenäosus, et see lähitulevikus juhtub, tühine.

Teie kui füüsiku nägemus ruumist erineb teaduskaugete inimeste vaatest. Milliseid valesid järeldusi sellised inimesed universumi kohta teevad?

Neid on palju, kuid lubage mul keskenduda tumeainele endale. Arvestades, et nad pole seda kunagi näinud (või tundnud selle kuumust ega lõhna), on paljud inimesed, kellega ma räägin, tumeaine olemasolust teada saades üllatunud ja peavad seda üsna salapäraseks – või isegi imestavad, kas selles on midagi. Inimesed küsivad, kuidas on üldse võimalik, et enamikku ainet – viis korda suuremat kogust normaalsest ainest – ei suuda tänapäevased teleskoobid tuvastada.

Mina isiklikult ootaks midagi vastupidist (kuigi kõik nii ei arva). Minu jaoks oleks palju suurem mõistatus, kui kogu mateeria, mida me oma silmadega näeme, oleks ainus olemasolev mateeria. Miks peaksid meil olema täiuslikud meeled, mis tajuvad peaaegu kõike? Suur õppetund mida füüsikud on paljude sajandite jooksul õppinud, on see, kui palju on meie vaateväljas varjatud. Sellest vaatenurgast peaks küsimus olema teistsugune: miks peaks kõik, mida me teame, ühtima tema energiatihedusega?

Kas tunnete universumis teatud suursugusust? Või panevad teie teaduslikud teadmised kõik oma kohale?

Kui hakkasin keskenduma oma raamatu ideedele, olin hämmastunud ja lummatud mitte ainult meie hetketeadmistest keskkonnast – kohalikust, päikeselisest, galaktilisest ja universaalsest –, vaid ka sellest, kui palju me loodame oma pisikesel saarel kõike mõista. siin Maal. Mulle jäid silma ka mitmed seosed nähtuste vahel, mis võimaldavad meil üldse eksisteerida.

Et te aru saaksite, minu seisukoht ei ole religioosne. Ma ei näe vajadust anda kõigele eesmärki või tähendust. Ometi tunnen ma abitult emotsioone, mida me kipume nimetama religioosseteks, püüdes mõista universumi avarust, meie minevikku ja seda, kuidas see kõik kokku sobib. Hakkad rumalat igapäevaelu teistmoodi vaatama. See uus uurimus on andnud mulle teistsuguse vaate maailmale ja paljudele universumi tükikestele, mis lõid Maa – ja meie.

Mitte kaua aega tagasi otsustasin Harvardi kevadvaheajal külastada Colorados asuvaid sõpru, teha seal tööd ja minna suusatama. Kaljumäed on suurepärane koht üksiolemiseks ja järelemõtlemiseks, kus ööd on sama suurepärased kui päevad. Selgetel öödel valgustavad taevast "lenduvate tähtede" valgussähvatused – need tillukesed iidsed meteoroidid, mis ülal varisevad. Ühel õhtul seisime koos sõbraga maja ees, olles lummatud tumedat taevast jälgivate helendavate objektide rohkusest. Paar korda ilmusid mu vaatevälja päris märgatavad meteoorid ja siis nägime päris suurt meteoori, mille jälg ei kadunud mitmeks sekundiks.

Kuigi olen füüsik, viivad sellised vaatamisväärsused mind sageli rahuseisundisse ja ma lihtsalt naudin neid. Seekord aga mõtlesin, mis see objekt on ja mida selle trajektoor tähendada võib. Meteoor on 4,5 miljardi aasta pikkuse loo lõpp – sekundipikkune sähvatus, mis näitab, et meteoroid läbis atmosfääri 50–100 km, enne kui aurustus ja kadus. Tõenäoliselt möödus see meie peade kohal 50–100 km kõrgusel, mistõttu näeme tema jälge suure kaarena taevas. See on üldiselt kõik - ilus vaatepilt ja midagi, mida saame vähemalt osaliselt seletada. Kui ma ütlesin, et see imeline pilt taevas on kosmilise tolmu osakese või väikese kivikese suuruse objekti põlemise tagajärg atmosfääris, oli mu sõber, kes polnud teadlane, väga üllatunud ja ütles, et , oli tema arvates tegemist mitte vähem kilomeetrite pikkuse objektiga.

Meie vestlus pöördus kiiresti öise taeva ilust katastroofi ulatusse, mille võib põhjustada Maale kukkunud kilomeetri suurune objekt. Tõenäosus, et sellise märkimisväärse suurusega objekt Maaga kokku põrkub, on väike ja veelgi väiksem tõenäosus, et mõni suur objekt tihedalt asustatud alal kukub. Sellegipoolest viitab Kuu pinna välimus (Maale on jäänud liiga vähe kraatreid, et neist järeldusi teha) sellele, et Maa eksisteerimise ajal põrkasid sellega kokku miljonid suured objektid, mille läbimõõt ulatus 1 kuni 1000 km. . Enamik neist kokkupõrgetest toimus aga miljardeid aastaid tagasi hilise raskepommitamise perioodil, mida vaatamata nimele täheldati vahetult pärast päikesesüsteemi teket, isegi enne, kui see enam-vähem stabiilse oleku omandas.

Maapealse elu õnneks on suurte meteoroidlöökide sagedus pärast pommitamist oluliselt vähenenud. Isegi hiljuti Siberis alla kukkunud meteoriit, mis on filmitud videomagnetofonidega ja abiga Mobiiltelefonid, - Taevasse ja YouTube'i ereda jälje jätnud Tšeljabinski meteoriit oli vaid umbes 20 m läbimõõduga Ainus hiljutine kokkupõrge sellise suurusega objektiga, millest mu sõber rääkis, oli Shoemaker-kildude kukkumine. Levy komeet Jupiterile 1994. aastal. Algselt oli objekt suurem ja võis olla mitu kilomeetrit läbi, enne kui see lagunes. Tõend selle kohta, millist mõju võivad kilomeetrisuurused killud kokkupõrkele avaldada, oli Jupiteri pinna kohal Maa-suurune tume pilv. Kakskümmend meetrit on suur objekt, aga kilomeeter on hoopis teine ​​asi.

Kuid me ei tohiks unustada, et meteoriitide ajalugu pole seotud ainult hävitamisega. Maad pidevalt tabavad meteoroidid ja mikrometeoroidid toovad kaasa ka head. Meteoriidid - Maa pinnale jõudnud meteoriidikehade fragmendid võivad olla aminohapete allikad, mis on elu tekkeks põhimõtteliselt olulised, aga ka vesi - teine ​​​​elu oluline komponent sellisel kujul, nagu me seda tunneme. Kahtlemata on olemas ka enamik metalle, mida me sügavusest ammutame maaväline päritolu. Võib ka väita, et inimesed poleks vaevalt esile kerkinud ilma imetajate kiire tõusuta, mis leidis aset pärast seda, kui Maa meteoori kokkupõrge (üksikasju vaata 12. peatükist) dinosaurused minema pühkis.

See on hiiglaslik massiline väljasuremine bioloogilised liigid, mis juhtus 66 miljonit aastat tagasi, on vaid üks paljudest lugudest, mis ühendab elu Maal päikesesüsteemi arenguga. See raamat näiliselt abstraktsest ainest, mida ma uurin, tumeainest, räägib tegelikult Maa ja selle kosmilise keskkonna suhetest. Nüüd räägin sellest, mida me teame Maad tabanud asteroididest ja komeetidest ning armidest, mis nad maha jätsid. Samuti käsitlen seda, millega meie planeet võib tulevikus kokku puutuda ja kas nende hävitavate ja soovimatute külaliste külaskäike on võimalik vältida.

Välk selgest taevast

Selline ebatavaline nähtus nagu kosmoseobjektide kukkumine Maale tundub nii uskumatu, et ametlik teadus lihtsalt ei aktsepteerinud enamikku selliste juhtumite kohta käivaid teateid usaldusväärsena. Kuigi iidsetel aegadel usuti, et kosmosest pärit objektid võivad jõuda Maa pinnale ja uuemal ajal olid talupojad selles kindlad, suhtusid valgustunumad klassid sellisesse ideesse kahtlustavalt kuni 19. sajandini. Harimata karjased, kes nägid taevast langevaid objekte, teadsid, mis see oli, kuid nende tunnistused ei äratanud usaldust, kuna paljud neist rääkisid väljamõeldud sündmustest. Isegi teadlased, kes lõpuks aktsepteerisid fakti, et meie planeedile langevad objektid, ei uskunud alguses, et need kivimid on kosmilist päritolu. Nad eelistasid otsida oma allikat Maalt, eriti nägid nad seda vulkaanides.

Meteoriitide kosmiline päritolu sai üldtunnustatud veendumuse osaks alles 1794. aasta juunis pärast kivide juhuslikku kukkumist Siena Akadeemia territooriumile, kus sündmust jälgisid paljud haritud itaallased ja Briti turistid. Kõik sai alguse kõrgest tumedast pilvest, kust vihmana maapinnale langenud kive järgides hakkas suitsu voolama, sädemeid langes ja aeglaselt liikuv punane välk. Siena abt Ambrogio Soldani leidis, et kukkunud materjal on piisavalt huvitav, et koguda pealtnägijate ütlusi ja saata proov Napolis asuvale keemikule Guglielmo Thomsonile – William Thomsoni pseudonüümile, kes pidi Oxfordist lahkuma skandaali tõttu, mis tekkis seoses suhetega. poiss sulane. Proovi hoolikas uurimine näitas objekti maavälist päritolu. See oli mõistlikum seletus kui kaugeleulatuvad oletused Kuu päritolu tsirkulatsiooni või tolmu tabava välgu kohta. See oli ka tähendusrikkam kui näiliselt mõistlik alternatiivne oletus nende kivide vulkaanilise päritolu kohta tollal aktiivsest Vesuuvusest. Mõte vulkaanilisest allikast oli arusaadav, sest puhtjuhuslikult oli Vesuuv pursanud vaid 18 tundi varem. Vesuuv oli aga 320 km kaugusel ja vales suunas, mistõttu vulkaaniteooria lükati tagasi.

Meteoorikehade päritolu küsimuse lahendas lõpuks keemik Edward Howard Prantsuse aristokraadi ja teadlase Jacques Louisi krahv de Bournoni abiga, kes põgenes 1800. aasta Prantsuse revolutsiooni ajal Londonisse. Howard ja Earl analüüsisid meteoriiti. mis langes Indias Benarise lähedale. Nagu selgus, ületas nikli sisaldus selle koostises tunduvalt selle metalli kontsentratsiooni, mis on iseloomulik nii Maa pinnale kui ka kõrge rõhu all sulatatud kivimitele. Thomsoni, Howardi ja Comte de Bournoni läbiviidud keemiline analüüs oli täpselt see, mida saksa teadlane Ernst Florence Friedrich Chladny vajas, et kinnitada oma hüpoteesi, et selliste objektide Maale langemise kiirus on liiga suur, et aktsepteerida muid kui kosmilisi selgitusi. Huvitaval kombel toimus taevaobjekti kukkumine Sienas vaid kaks kuud pärast Chladni raamatu "Rauamasside päritolust" avaldamist, mis sai - paraku! - ebasoodsad arvustused ja negatiivsed hinnangud, kuni üks Berliini ajaleht kaks aastat hiljem ei vaevunud Siena kukkumisest kirjutama.

Kogus Inglismaal laiemat populaarsust väike raamat Edward King, Royal Society liige, avaldas samal aastal. Kingi raamat keskendus Sienese sündmusele ja sisaldas palju viiteid Chladni tööle. Inglismaal ilmnesid argumendid meteoriitide kosmilise päritolu poolt veelgi varem, 13. detsembril 1795, pärast Yorkshire'i osariigis Wald Cottage'is enam kui 25 kg kaaluva kivi kukkumist. Arvestades kasvavat usaldust keemia meetodite vastu, mida viimasel ajal enam alkeemiaga segi ajada, ja paljude pealtnägijate tõendeid 19. sajandil. meteoriite tuntakse lõpuks ära selle eest, mis nad tegelikult on. Sellest ajast peale on meie planeedile langenud palju kahtlemata maavälise päritoluga objekte.

Meie ajale lähedasemad sündmused

Meteoroide ja meteoriite mainivad pealkirjad äratavad kindlasti kõigi huvi. Vaatamata elavale huvile nende silmatorkavate nähtuste vastu ei tohiks aga unustada, et Maa on tänapäeval üldiselt päikesesüsteemiga tasakaalus ning dramaatilisi sündmusi tuleb ette harva. Peaaegu kõik meteoroidid ei ole piisavalt suured, et tungida kaugemale atmosfääri ülakihtidest, kus valdav osa nende tahkest materjalist aurustub. Suuremaid objekte saabub vaid aeg-ajalt. Väikesed osakesed pommitavad aga Maad pidevalt. Enamik atmosfääri sisenevaid mikrometeoroide on nii väikesed, et ei põle isegi ära. Ka millimeetri suurused objektid kukuvad üsna sageli – võib-olla iga 30 sekundi järel – ja põlevad ilma tagajärgedeta. Üle 2–3 cm suurused objektid põlevad atmosfääris osaliselt ära ja nende killud võivad küll maapinnale jõuda, kuid on nende märkamiseks liiga väikesed.

Kord paari tuhande aasta jooksul võib mõni suur objekt atmosfääri madalamates kihtides plahvatada. Suurim meile teadaolev sündmus leidis aset 1908. aastal Podkamennaja Tunguska piirkonnas Venemaal. Isegi ilma pinnaga kokkupõrketa võib sellise objekti plahvatus atmosfääris jätta Maale märgatava jälje. Me ei tea, mis Siberi taigas Podkamennaja Tunguska jõe lähedal taevas täpselt plahvatas – kas asteroid või komeet. Selle umbes 50-meetrise plahvatuse jõud auto- atmosfääris hävinud kosmoseobjekt - oli TNT ekvivalendis 10–15 Mt, mis on 1000 korda rohkem aatomiplahvatus Hiroshimas, kuid vähem kui võimsaim tuumarelv, mida kunagi katsetatud. Plahvatus hävitas metsa 2000 km 2 suurusel alal ja selle lööklaine tugevuseks hinnatakse umbes 5 punkti Richteri skaalal. Tähelepanuväärne on see, et kohas, kus arvatavasti asus plahvatuse epitsenter, jäid puud püsti, kuid piirkonnas langes mets täielikult. Tsooni suurus seisvad puud ja kraatri puudumine näitavad, et keha varises kokku 6–10 km kõrgusel.

Hinnangud sellise sündmuse kordumise ohu kohta varieeruvad teatud määral, kuna Tunguska objekti suuruse hinnangud on ebaselged, mis jäävad vahemikku 30–70 m. Selles vahemikus olevad objektid võivad Maale kukkuda sagedusega vahemikus kord iga paarisaja aasta tagant kuni kord 2000 aasta jooksul. Nii või teisiti langeb enamik meteoroide Maale suhteliselt asustamata kohtades, kuna tihedalt asustatud alad on üsna hajutatud.

Tunguska meteoorikeha pole selles mõttes erand. See plahvatas Siberi asustamata piirkonna kohal, 70 km kaugusel lähimast kaubanduspunktist ja veelgi kaugemal lähimast külast - Nižnekarelinskoje külast. Plahvatus oli aga piisavalt tugev, et lõhkus selles mitte liiga lähedases külas kõik aknad ja lükkas maha möödujad. Külarahvas pidi taevas pimestavalt ereda sähvatuse eest ära pöörduma. Kaks aastakümmet pärast plahvatust öeldi piirkonda külastanud teadlastele, et kohalikud karjased kuulsid kõrvulukustavat äikest ja kaks surid lööklaines isegi surma. Tagajärjed loomamaailmale olid kohutavad – plahvatuse tagajärjel alguse saanud tulekahjus hukkus ligi 1000 hirve.

Plahvatuse tagajärjed olid märgatavalt tuntavad suurem territoorium. Möirgamist kuulsid inimesed Prantsusmaa laiusega võrdsel kaugusel ja atmosfäärirõhk muutus kogu maakeral. Lööklaine tegi kolm korda ümber maakera ringi. Tegelikult täheldati paljusid dinosauruseid hävitanud suurema ja paremini uuritud Chicxulubi meteoriidi langemise laastavaid tagajärgi, millest räägime hiljem, pärast Tunguska meteoriidi langemist – tugevaid tuuli, tulekahjusid, kliimamuutusi ja peaaegu poole osooni kadumine atmosfääris.

Kuna aga meteoroid plahvatas kauges ja asustamata piirkonnas ning massimeedia polnud tol ajal välja töötatud, ei teadnud enamik inimesi sellest hiiglaslikust plahvatusest mitu aastakümmet peaaegu mitte midagi, kuni uuringud paljastasid hävingu tegeliku ulatuse. Tunguska sündmus ei toimunud mitte ainult kõrvalistes paikades, vaid selle kohta teabe levitamist takistas Esimene maailmasõda ja seejärel revolutsioon Venemaal. Kui see plahvatus oleks toimunud tund varem või hiljem, oleks see võinud aset leida tihedalt asustatud piirkonnas, kus atmosfäärimõjud või ookeani tsunami oleks tapnud tuhandeid inimesi. Sel juhul ei jääks jälg mitte ainult Maa pinnale, vaid ka 20. sajandi ajalukku. ning oleks suure tõenäosusega mõjutanud suuresti edasist poliitikat ja teaduse arengut.

Tunguska plahvatusest möödunud sajandi jooksul on Maale langenud mitu väiksemat, kuid siiski tähelepanuväärset taevaobjekti. 1930. aastal Brasiilia Amazonase piirkonnas atmosfääris plahvatanud tulekera oli võib-olla üks suurimaid, kuigi sündmus on halvasti dokumenteeritud. Selle plahvatuse jõud oli väiksem kui Tunguska taigas ja on hinnanguliselt 1/100 kuni 1/2 Tunguska tulekera omast. Sellegipoolest ületas meteoriidikeha mass 1000 tonni ja võimalik, et ulatus 25 000 tonnini ning vabanenud energia oli TNT ekvivalendis 100 kt lähedal. Riskihinnangud on erinevad, kuid 10–30 m suurused objektid võivad Maale kukkuda kiirusega, mis ulatub kord kümnendis kuni kord mitmesaja sajandi jooksul. Arvutatud sagedus sõltub suuresti objekti suurusest. Kui keha suurus varieerub kahekordselt, erinevad hinnangud 10 korda.

Amazonase omaga sarnane tulekera plahvatas kaks aastat hiljem 15 km kõrgusel Hispaania kohal, vabastades energiat ligikaudu 200 kilotonni trotüüli. Järgmise poole sajandi jooksul toimus plahvatusi veel mitu korda, kuid ühtegi neist ei saa võrrelda Brasiilia sündmusega, nii et ma ei hakka neid loetlema. Tähelepanu väärib vaid nn Vela intsident, mis leidis aset 1979. aastal Atlandi ookeani lõunaosa ja India ookeani vahel. See sai oma nime Ameerika luuresatelliidi Vela järgi, mis avastas raketi. Kuigi algselt arvati, et selle põhjustas meteoroid, peavad paljud seda sündmust nüüd maapealseks tuumarelvakatsetuseks.

Loomulikult tuvastavad valveseadmed ka tõelised tulekerad. Spektri nähtavas osas töötavad USA kaitseministeeriumi infrapunaandurid ja USA energeetikaministeeriumi andurid registreerisid 1. veebruaril 1994 meteoroidi plahvatuse, mille kõrgus oli 5–15 m. vaikne ookean Marshalli saarte piirkonnas. Seda nägid ka kaks kalurit Mikroneesias Corae saare rannikul, mitusada kilomeetrit selle toimumiskohast. 2002. aastal toimus Vahemere kohal Kreeka ja Liibüa vahel 10-meetrise objekti järjekordne plahvatus 25 kt trotüüli saagisega. Värskemat sündmust täheldati 8. oktoobril 2009 Indoneesias Boni linna lähedal. See võis tuleneda umbes 10 m läbimõõduga objekti plahvatusest, mille saagis oli 50 kt.

Meteoroidide allikaks võivad olla ka petlikud komeedid või asteroidid. Kaugete komeetide trajektoore on raske ennustada, kuid piisavalt suuri asteroide on võimalik tuvastada juba ammu enne nende lähenemist Maale. 2008. aastal Sudaani tabanud asteroid oli märkimisväärne. Sel aastal, 6. oktoobril, tegid teadlased kindlaks, et nende avastatud asteroid põrkab järgmisel hommikul Maaga kokku. Ja see juhtus. Kokkupõrge ei olnud suur ning õnnetuspaiga läheduses ei elanud kedagi. Samas näitas see juhtum, et sügis taevakehad mõnel juhul on seda võimalik ennustada, kuigi see, kui vara teada saame, sõltub meie seadmete tundlikkusest, objekti suurusest ja kiirusest.

Viimane tähelepanuväärne sündmus oli Tšeljabinski meteoriidi langemine, mis leidis aset 15. veebruaril 2013 ja ei jäänud mitte ainult fotodele, vaid ka inimeste mälestustesse. See tulekera plahvatas 20-50 km kõrgusel Venemaa Uurali piirkonna lõunaosa kohal. Plahvatuse jõud oli TNT ekvivalendis 500 kt, põhiosa sellest hajus atmosfääri, kuid lööklaine jõudis siiski mõne minuti pärast Maa pinnale. Sündmuse süüdlane oli 15-20 m läbimõõduga ja umbes 13 000 tonni kaaluv asteroid, mis arvutuste kohaselt liikus kiirusega 18 km/s – helist umbes 60 korda kiiremini. Vaatlejad mitte ainult ei näinud plahvatust, vaid tundsid ka soojust, mis tekkis objekti atmosfääris aeglustumise tagajärjel.

Plahvatuses sai vigastada ligikaudu 1500 inimest, kuid enamasti põhjustasid need kõrvalmõjud, nagu purunenud aknaklaasid. Ohvrite arv osutus nii suureks tänu sellele, et paljud tormasid akende juurde kiiresti lendavat pimestava valguse allikat vaatama – ebatavaline vaatepilt. Nagu õudusfilmis, pani valgus taevas inimesi lähenema kõige ohtlikumale kohale just sel hetkel, kui see saabus lööklaine ja põhjustas kõige rohkem kahju.

Lisaks meediakärale ilmusid just meteoori langemise ajal teated veel ühe Maale lähenevast asteroidist. Kui Tšeljabinski meteoriit lähenes märkamatult, siis see teine ​​30-meetrine objekt, mis lähenes Maale kõige lähemale umbes 16 tundi hiljem, ei sisenenud atmosfääri kunagi. Paljud inimesed on soovitanud mõlema asteroidi ühist päritolu, kuid hilisemad uuringud on näidanud, et see pole tõenäoliselt nii.

Maapinnale lähenevad objektid

Lisaks 2013. aasta veebruaris ennustatud asteroidile lähenesid Maale ka paljud teised objektid, mis küll atmosfääri ei sisenenud, kuid alati tõmbasid ligi suurt tähelepanu. Need objektid, mis Maaga kokku põrkasid, olid enamasti kahjutud. Nii või teisiti mõjutasid mineviku kokkupõrked tegelikult meie planeedi geoloogilist ehitust ja bioloogiat ning pole mingit garantiid, et see ei kordu ka tulevikus. Kuna meie teadmised asteroididest suurenevad ja (võib-olla liialdatud) teadlikkus nende võimalikust ohust, intensiivistub Maa orbiiti ületada võivate objektide otsimine.

Kõige tavalisemad kokkupõrked (kuigi mitte tingimata kõige suuremad) tekivad nn maalähedased objektid, mis asuvad Maale üsna lähedal ja lähenevad Päikesele mitte rohkem kui 30% kaugusel Maa ja Päikese vahelisest kaugusest. Sellele kriteeriumile vastavad umbes 10 000 Maa-lähedast asteroidi ja veidi väiksem arv komeete, aga ka mõned suured meteoroidid ja isegi formaalsest vaatenurgast Päikese ümber tiirlevad kosmoseaparaadid.

Maalähedased asteroidid jagunevad mitmesse kategooriasse (joonis 16). Nimetatakse kehasid, mis sisenevad Maa-lähedasse ruumi ja lähenevad Maale ilma selle orbiiti ületamata Amorid 1932. aastal avastatud asteroidi nime järgi, mis lähenes Maale 16 miljoni km ehk 0,11 AU kaugusel. e) Kuigi need ei ristu praegu meie trajektooriga, on muret, et Jupiteri või Marsi põhjustatud häired võivad suurendada nende orbiitide ekstsentrilisust ja viia ristumiseni Maa orbiidiga. Apollos- nende nime seostatakse ka konkreetse asteroidiga - praegu läbivad Maa orbiidi radiaalsuunas, kuigi tänu sellele, et nende orbiidid on ekliptika tasandist kõrgemal või allpool (Päikese näiv teekond taevas, tasandit määratlev Maa orbiidist), praktikas nad Maaga kokku ei põrka. Nende trajektoorid võivad aga aja jooksul muutuda ja kalduda ohtlikus suunas. Teist kategooriat Maaga lõikuvaid asteroide, mis erinevad Apollodest oma Maa orbiidist väiksemate orbiitide asukoha poolest, nimetatakse Atonami. Atoni perekond on oma nime saanud ka ühe seda tüüpi asteroidi järgi. Viimane maalähedaste asteroidide kategooria on Atira- nende kehade orbiidid jäävad täielikult Maa orbiidile. Neid on raske tuvastada, mistõttu me teame vaid üksikuid selliseid asteroide.

Maalähedased asteroidid ei ela geoloogiliste ja kosmoloogiliste standardite järgi nii kaua. Nad viibivad Maa-lähedases piirkonnas kõige rohkem paar miljonit aastat enne päikesesüsteemist lahkumist või kokkupõrget Päikese või mõne planeediga. See tähendab, et rahvastiku säilitamiseks Maa orbiidile lähedasel alal peavad sinna pidevalt saabuma uued asteroidid. Võib-olla soodustab seda Jupiteri häiriv mõju asteroidivööle.

Enamik Maa-lähedasi asteroide on kivised kehad, lisaks neile leidub veel üsna palju süsinikku sisaldavaid süsiniku asteroide. Ainult amuurid, mis praegu meie trajektoori ei ristu, on suuremad kui 10 km. Apollode hulgas on aga üsna palju objekte, mille läbimõõt on üle 5 km – täiesti piisav, et Maa teele jäädes põhjustada märkimisväärset hävingut. Suurim Maa-lähedane asteroid läbimõõduga 32 km on Trooja kuninga poja järgi nime saanud Ganymedes. Ühte Jupiteri kuud nimetatakse ka Ganymedeks, kuid see on täiesti erinev objekt. See on ka suurim, kuid Päikesesüsteemi satelliitide seas.

Maalähedased asteroidid on viimase 50 aasta jooksul muutunud veel üheks intensiivseks uurimisvaldkonnaks. Enne seda ei võtnud keegi tõsiselt ideed nende Maaga kokkupõrke võimalusest. Tänapäeval tehakse kogu maailmas tööd Maa-lähedaste asteroidide kataloogimiseks ja jälgimiseks. Viimati, kui olin Kanaari saartel ja külastasin Tenerifel asuvat observatooriumi, analüüsisid selle direktor ja kümmekond õpilast asteroide otsides andmeid. Sealset teleskoopi ei saa nimetada suureks ega kaasaegseks, kuid mulle avaldas muljet õpilaste huvi ja teadmised otsingumeetodite kohta.

Moodsamad teleskoobid kasutavad asteroidide otsimiseks laenguga seotud seadmeid, st pooljuhtmaatriksiid, mis muudavad footonid elektrilaenguks ja tuvastavad, kuhu footonid langevad. Automatiseeritud lugemissüsteemid suurendavad ka asteroidide tuvastamise määra. Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse MACi Väikeplaneetide Keskuse veebisait (http://www.minorplanetcenter.net/) pakub uusimat arvu väikeplaneetide, komeetide ja sissetulevate objektide avastuste kohta.

Arusaadavatel põhjustel pööratakse enim tähelepanu Maa orbiidile lähedastele orbiitidele. Ameerika Ühendriigid ja Euroopa Liit teevad selliste objektide leidmiseks koostööd Spaceguardi algatuse kaudu, mis sai nime Arthur C. Clarke'i ulmeromaani "Kohtumine Ramaga" austusavaldusena. Esimese Spaceguardi programmi missioon määratleti 1992. aastal USA Kongressile saadetud ülevaateraportis, mille põhjal otsustati kümnendi jooksul tuvastada suurem osa Maa-lähedasi objekte, mis on suuremad kui kilomeeter. Kilomeeter on märkimisväärne suurus, see on suurem kui väikseima kahju tekitada võiva objekti suurus, kuid selle väärtuse juures peatusime, sest kilomeetri pikkuseid objekte on lihtsam tuvastada ja need võivad tekitada kahju. globaalne hävitamine. Õnneks leidub meile teadaolevaid kilomeetripikkusi objekte enamasti Marsi ja Jupiteri vahelistel orbiitidel asteroidivöös. Kuni nad ei muuda oma orbiite ja muutuvad Maa-lähedasteks objektideks, pole neis ohtu.

Aktiivsed vaatlused, orbiidi ennustamine ja arvutimodelleerimine võimaldasid astronoomidel saavutada Spaceguardi algatuse eesmärki tuvastada 2009. aastal peaaegu õigeaegselt kõige kilomeetri suurused Maa-lähedased objektid. Viimastel andmetel on kilomeetri suuruste või suuremate Maa-lähedaste asteroidide arv lähenemas 940-le. USA riikliku teaduste akadeemia loodud komisjon tegi kindlaks, et isegi kõiki ebamäärasusi arvesse võttes on see arv üsna täpne ning kokku selliseid objekte pole rohkem kui 1100. Aktiivne otsing aitas tuvastada ka umbes 100 000 asteroidi ja umbes 10 000 Maa-lähedast asteroidi, mille suurus on alla kilomeetri.

Enamik Spaceguardi algatuse sihtmärgiks olevaid suuri Maa-lähedasi asteroide on pärit asteroidivöö sise- ja keskosast. Riikliku Teaduste Akadeemia komisjon leidis, et umbes 20% nende orbiitidest on 0,05 AU piires. e. Maalt. Selliseid asteroide nimetatakse potentsiaalselt ohtlikeks maalähedasteks objektideks. Akadeemia järelduse kohaselt ei kujuta ükski neist objektidest praegusel sajandil ohtu, mis on muidugi hea uudis. Selline järeldus pole aga sugugi üllatav, arvestades, et kilomeetripikkuste objektide Maaga kokkupõrgete eeldatav sagedus ei ületa kord mitmesaja tuhande aasta jooksul.

Tegelikult on teada vaid üks Maa-lähedane objekt, millel on märkimisväärne tõenäosus lähitulevikus Maaga kokku põrkuda. Selle lähenemise tõenäosus on aga kõigest 0,3% ja ka siis mitte varem kui 2880. Me ei ole praktiliselt ohus, vähemalt praegu, isegi kõiki ebamäärasusi arvesse võttes. Mõned astronoomid väljendasid esialgu muret teise asteroidi – deemonliku 300-meetrise Apophise – pärast, mis peaks arvutuste kohaselt Maale lähima lähenemise tegema 2029. aastal ja mööduma ning seejärel 2036. või 2037. aastal tagasi pöörduma ja võib-olla sellega kokku põrkama. Eelduste kohaselt läbib asteroidi trajektoor nn gravitatsioonikoridori, mis võib suunata selle Maa poole. Edasised arvutused näitasid aga, et tegemist oli valehäirega. Ei Apophis ega ükski teine ​​meile teadaolev objekt ei peaks nähtavas tulevikus Maaga kokku põrkama.

Siinkohal võiks kergendatult hingata, kui mitte väiksemate objektide puhul, mida allahindlust teha ei saa. Kuigi need on alla kilomeetri suurused ega suuda samas mastaabis kahjustusi tekitada, on nende Maale lähenemise ja kokkupõrke sagedus palju suurem. Seetõttu vaadati 2005. aastal üle Spaceguardi algatuse eesmärk, et avastada, kataloogida ja iseloomustada vähemalt 90% potentsiaalselt ohtlikest Maa-lähedastest objektidest, mis on suuremad kui 140 m. Selle töö tulemuseks pole tõenäoliselt millegi tõeliselt katastroofilise avastamine, kuid kataloogimine on hea asi.

Riskianalüüs

On selge, et asteroidid satuvad aeg-ajalt Maale väga lähedale. Kokkupõrkeid tuleb ette, kuid nende eeldatav sagedus ja tagajärgede tõsidus on endiselt arutelu teema. Me ei saa kindlalt ja kindlalt öelda, kas miski Maaga kokku põrkab või mitte ja kas see toob nähtavas tulevikus kahju.

Kas peaksime muretsema? Kõik sõltub mastaapidest, kuludest, hirmutundest, riikide otsusekindlusest vajalikke meetmeid võtta ja meie arusaamast sündmuste juhitavusest. Selles raamatus käsitletavad füüsikalised aspektid puudutavad peamiselt protsesse, mis toimuvad miljonite ja isegi miljardite aastate jooksul. Mudel, mille kallal töötasin (sellest räägime raamatu järgmises osas), on seotud perioodiliste, sagedusega 30-35 miljonit aastat, kokkupõrgetega suurte (mitu kilomeetri läbimõõduga) meteoriitobjektidega. Ükski neist ei saa ajaskaalal kujutada inimkonnale pakilist probleemi. Inimestel on palju pakilisemad mured.

Kuid isegi kui see on väike kõrvalekalle, ei saa raamat meteooride mõjudest olla hea ilma teaduslikku arusaama nende võimalikust mõjust meie maailmale. See teema esineb uudistes ja vestlustes nii sageli, et oleks kasulik tsiteerida mõnda hetkeprognoosi. Valitsused kasutavad prognoose ka asteroidide tuvastamise ja nende Maaga kokkupõrke vältimise aruteludel.

Vastavalt 2008. aasta konsolideeritud assigneeringute seadusele kutsus NASA Rahvusliku Teaduste Akadeemia riiklikku teadusnõukogu Maalähedasi objekte uurima. Eesmärk ei olnud lahendada teoreetilised probleemid kokkupõrget, vaid eksinud asteroididega kokkupõrkeohu ja selle riski vähendamise võimaluse hindamisel.

Tähelepanu on pööratud väikeste Maa-lähedaste objektide uurimisele, mis põrkuvad Maaga palju sagedamini ja mida võib potentsiaalselt Maast eemale tõmmata. Lühiajalisel orbiitidel liikuvate komeetide trajektoorid on sarnased asteroididega, nii et neid saab tuvastada samal viisil. Pikaajalisi komeete on peaaegu võimatu ette avastada. Lisaks tuleb neid igast suunast ja on väiksem tõenäosus sattuda Maa orbiidi ekvatoriaaltasandile, mis raskendab otsinguid. Ühel või teisel viisil, kuigi mõnda hiljutist sündmust võib hästi seostada komeetidega, ilmuvad komeedid Maa lähedusse palju harvemini. Ja lõpuks pole praktiliselt mingit võimalust tuvastada pika perioodi komeete, millel on piisavalt aega millegi tegemiseks, isegi kui tehnilised võimalused võimaldasid meil asteroide kõrvale juhtida. Seega, kuna ohtlikke pika perioodiga komeete on praegu võimatu kataloogida, piirduvad praegused uuringud asteroidide ja lühiajaliste komeetidega.

Pikaajalised komeedid – või vähemalt Päikesesüsteemi välispiirkonnast pärit komeedid – saavad aga hiljem suure tähelepanu objektiks. Päikesesüsteemi välispiirkonna objektid on palju lõdvemalt seotud, mistõttu on gravitatsioonilistel ja muudel häiretel lihtsam neid orbiidilt välja lükata ja Päikesesüsteemi või kaugemale. Vaatamata sellele, et need ei kuulu Teaduste Akadeemia uurimistööga hõlmatud objektide hulka, ei kao teadlaste huvi nende vastu.

Teadlaste järeldused

2010. aastal tutvustas USA riiklik teaduste akadeemia oma järeldusi asteroidide ja nende ohtude kohta dokumendis "Defending Planet Earth: A Report on Findings from Near-Earth Object Tracking and Impact Risk Mitigation Strategies". Allpool tutvustan selle dokumendi kõige huvitavamaid leide ning esitan mõned tabelid ja graafikud koos nende sisu selgitavate kommentaaridega.

Numbrite tõlgendamisel pidage meeles, et arvestage tihedalt asustatud linnapiirkondade suhtelist madalat tihedust, mis moodustab Global Cities Mapping Project hinnangul ligikaudu 3% Maa maismaa pindalast. Kuigi ühegi piirkonna laastamine ei valmista rõõmu, on suurimad murekohad seotud linnapiirkondadega. Linnade madal tihedus Maa pinnal tähendab, et suhteliselt väikeste maaväliste objektide põhjustatud oluliste kahjustuste sagedus on ligikaudu 30 korda väiksem kui nende kokkupõrke sagedus. Seega, kui prognooside kohaselt põrkab kord sajandis Maaga kokku 5–10 m pikkune objekt, siis tabab selline objekt Suur linn tuleks oodata mitte rohkem kui kord kolme tuhande aasta jooksul.

Arvestada tuleks ka peaaegu kõigi prognooside suure määramatusega, mida hinnatakse parimal juhul kümnekordseks. Meedias levivate kaugete objektide ohtlikkusest ja lõpuks tühjaks osutuvate lugude rohkuse üks põhjusi on see, et isegi väike viga trajektoori määramisel muudab arvutuslikku kokkupõrke tõenäosust suuresti. Lisaks ei saa me täielikult hinnata mõju suurust ja kahju, mida isegi teadaolevad suured rajatised võivad põhjustada. Kuid isegi kõigi ebakindluste juures on National Academy of Sciences uuringu tulemused üsna usaldusväärsed ja kasulikud. Seega, võttes arvesse olemasolevat ebakindlust, liigume edasi suhteliselt värskete (2010. aasta kohta käivate) statistiliste andmete juurde.

Minu lemmiklaud on näidatud joonisel fig. 17. See näitab, et asteroidi kokkupõrked tapavad keskmiselt 91 inimest aastas. Kuigi asteroidi kokkupõrgete mõju ei anna võrrelda kõige tõsisemate inimkaotuste põhjustega – ratastoolikasutajatega juhtunud surmaga lõppenud õnnetustega (pole näidatud) – on number 91 tabelis asteroidide kõrval pisut üllatav ja tundub murettekitav. kõrge. Samuti tundub see absurdselt täpne, arvestades ebakindlust, millest oleme rääkinud. Loomulikult ei sure igal aastal asteroidi põrke tagajärjel täpselt 91 inimest. Tegelikult on ajaloo jooksul dokumenteeritud vaid üksikuid selliseid juhtumeid. Nii suur arv on petlik, kuna see võtab arvesse tohutute kokkupõrgete tagajärgi, mis, nagu öeldud, toimuvad väga harva. Skeem joonisel fig. 18 selgitab seda.

Sellest diagrammist järeldub, et valdav enamus tabelis näidatud hukkunute arvust on seotud suurte objektidega, millega kokkupõrkeid juhtub üliharva. Sellele viitab mitmekilomeetrise läbimõõduga tipp. Sellised sündmused on äärmiselt haruldased, need on omamoodi asteroididega kokkupõrgete "mustad luiged". Kui piirduda alla 10 m suuruste objektidega, siis langeb hukkunute arv aastas mitme ühikuni ja see on ülempiir. Millist erineva suurusega objektide kukkumise sagedust peaksime siis realistlikult eeldama? Sellele küsimusele aitab vastust leida veel üks diagramm (joonis 19). See on keerulisem, kuid olge selle suhtes mõistev. Tegelikult on see meie praeguste ideede kvintessents.

Kuigi selle diagrammi sisust on raskem aru saada, sisaldab see ohtralt teavet. See kasutab logaritmilist skaalat. See tähendab, et suuruse muutudes muutub kokkupõrgete sagedus (aeg) palju rohkem, kui võib tunduda. Näiteks kui 10-meetrine objekt võib Maaga kokku põrgata kord kümnendi jooksul, siis 25-meetrine objekt võib Maaga kokku põrgata kord 200 aasta jooksul. See tähendab ka seda, et väikesed muutused mõõdetud parameetrites võivad prognoosidele suurt mõju avaldada.

Ülemine telg näitab, kui palju energiat megatonnites eraldaks antud suurusega objekt, kui see liiguks kiirusega 20 km/s. Näiteks 25-meetrine objekt vabastab energiat, mis võrdub ühe megatonni TNT plahvatuse energiaga. Diagramm näitab ka eeldatavat objektide arvu sõltuvalt nende suurusest ja nende tõenäolisest heledusest, mis iseloomustab objekti tuvastamise ja jälgimise võimet. Väikesi asteroide, kuigi nende arv on märkimisväärne, on selliste objektide miniatuursuse ja sellest tulenevalt väiksema heleduse tõttu raskem tuvastada.

Kokkupõrgete sagedus näiteks 500-meetrise objektiga on hinnanguliselt kord 100 000 aasta jooksul, kilomeetri pikkuse objektiga kord 500 000 aasta jooksul ja 5-kilomeetrise objektiga kord umbes 200 miljoni aasta jooksul. Diagrammist järeldub ka, et kokkupõrkeid 10-kilomeetrise kehaga, s.t sellise kehaga, mis viisid dinosauruste väljasuremiseni, tuleks oodata kord 10-100 miljoni aasta jooksul.

Kui teid huvitab ainult kokkupõrke sagedus, on parem kasutada lihtsamat graafikut joonisel fig. 20. Pange tähele, et vertikaaltelje ülaosas on väiksemad väärtused ja alumisel suuremad väärtused, seega on suuri kokkupõrkeid palju vähem levinud kui väikeseid. Pange tähele ka seda, et vertikaaltelg näitab numbreid teaduslikus tähistuses ehk teisisõnu näitavad, mitu korda tuleks arv 10 endaga korrutada. Näiteks 10 1 on 10, 10 2 on 100 ja 10 0 on üks.

Lõpetuseks, et anda aimu erineva suurusega objektide ohtlikkuse astmest, annan veel ühe tabeli, mis on koostatud Rahvusliku Teaduste Akadeemia uuringu tulemustest (joonis 21). Sellest järeldub, et kokkupõrkel mitme kilomeetri läbimõõduga objektiga on globaalne mõju. Kokkupõrkeid suurte meteoroididega juhtub palju harvemini kui teisi looduskatastroofe, seega ei kujuta need endast otsest ohtu. Kui need aga ilmnevad, on tagajärjed katastroofilised. Tabelist selgub ka, et näiteks 300 m suurune objekt võib kord 100 000 aasta jooksul Maaga kokku põrgata. Tagajärjeks võib olla väävli kontsentratsiooni tõus atmosfääris tasemeni, mis on võrreldav Krakatoa vulkaani plahvatuse järgse tasemega ja elukahjustustega või vähemalt põllumajandusüle suurema osa planeedist. Ja see tabel, nagu ka eelmised diagrammid, viitab sellele, et Tunguskaga võrreldav atmosfääriplahvatus võib toimuda kord tuhande aasta jooksul. Iga sellise katastroofilise stsenaariumi üksikasjad sõltuvad muidugi objekti suurusest ja konkreetsest asukohast, kuhu see langeb.

Mida teha

Mis järeldus sellest järeldub? Esiteks on imeline, et kosmoses koos meiega tiirleb nii palju objekte. Peame Maast eriliseks, kuid tegelikult on see laiemalt vaadates vaid üks Päikesesüsteemi siseplaneetidest, mis tiirleb ümber konkreetse tähe. Nii või teisiti, kuigi tunnistame oma kosmiliste naabrite lähedust, on eeltoodust järelduv teine ​​järeldus, et asteroidid ei kujuta endast inimeksistentsi suurimat ohtu. Kokkupõrkeid võib ette tulla ja isegi kahju tekitada, kuid inimestele otsest ohtu need vähemalt lähitulevikus ei kujuta.

Kuid isegi kui see nii on, peaks ikkagi kerkima küsimus, mida teha, kui midagi ohtlikku ilmub. Kahju oleks vaadata mõnda Maale ohtlikul trajektooril liikuvat objekti mitu aastat ega suudaks selle saatust muuta. Tõsise ohu puudumine ei tähenda, et me ei peaks midagi ette võtma, et kaitsta end meteoori kokkupõrke tagajärjel hävimise eest või mõelda kokkupõrke ärahoidmisele.

Pole üllatav, et paljud töötavad probleemi lahendamise kallal ja ettepanekuid ohtlike kosmoseobjektide eest kaitsmiseks on palju, kuigi tegelike vahendite loomiseni pole asi veel jõudnud. Kaks peamist kaitsestrateegiat on objektide hävitamine või nende kõrvale tõrjumine. Hävitamine iseenesest ei ole parim idee. Millegi, mis Maad ähvardab, purustamine mitmeks samas suunas tormavaks killuks suurendab tõenäoliselt kokkupõrke tõenäosust. Kuigi ühe killu kahjustused on väiksemad, ei inspireeri paljude kildudega kokkupõrke kumulatiivne mõju tõenäoliselt kedagi.

Seetõttu tundub kõrvalekalle mõistlikum lähenemisviis. Kõige tõhusamad läbipaindestrateegiad hõlmavad läheneva objekti kiiruse suurendamist või vähendamist, mitte külgsuunas lükkamist. Maa on üsna väike ja liigub suhteliselt kiiresti ümber Päikese (umbes 30 km/s). Olenevalt suunast, kuhu objekt läheneb, võib selle trajektoori muutmine nii, et see jõuab kohale vaid seitsme minuti võrra varem või hiljem (selle aja jooksul on Maal aega läbida oma raadiusega võrdne vahemaa) muuta kokkupõrke suurejooneliseks, kuid ohutut möödasõitu. See ei nõua orbiidi radikaalset muutmist. Kui objekt avastatakse ette, näiteks mitu aastat enne kokkupõrget, siis piisab ka väikesest kiiruse korrigeerimisest.

Ükski kõrvalekaldumise või hävitamise ettepanekutest ei päästa meid mõnest kilomeetrist suuremast objektist, mis võib põhjustada ülemaailmse katastroofi. Õnneks pole sellist kokkupõrget järgmise miljoni aasta jooksul oodata. Väiksemate, kuni kilomeetri suuruste objektide puhul, mille eest me põhimõtteliselt saame end kaitsta, on kõige tõhusam vahend kõrvalekaldumiseks tuumaplahvatus. Rahvusvaheline seadus aga keelab vähemalt esialgu tuumarelvade kasutamise avakosmoses, mistõttu sellist tehnoloogiat ei arendata. Samuti on võimalik, kuigi palju vähem tõhus, kasutada rammivat objekti, mis kannab lähenevale asteroidile üle oma kineetilise energia, st liikumise energia. Piisavalt aega arvestades, eriti kui võimalik on mitu kokkupõrget, võib see strateegia olla tõhus kuni mitmesaja kilomeetri suuruste asteroidide puhul. Teised läbipaindetehnoloogia ettepanekud hõlmavad päikesepaneele, gravitatsioonipuksiiridena toimivaid kosmoselaevu ja reaktiivmootoreid – põhimõtteliselt kõike, mis suudab tekitada piisavat jõudu. Sellised meetodid on kuni sadade meetrite suuruste objektide puhul üsna kasutatavad, kuid ainult juhul, kui oht avastatakse mitukümmend aastat ette. Kõik see (nagu asteroidid ise) nõuab täiendavat uurimist, seega on veel vara öelda, mis täpselt töötab.

Sellised ettepanekud, kuigi huvitavad ja kaalumist väärivad, on praegu vaid pilguheit tulevikku. Ühtegi neist tehnoloogiatest praegu ei eksisteeri. Samal ajal uuritakse juba tõsiselt ühte projekti "Asteroid Impact and Deflection Assessment", mille eesmärk on testida kineetilise rammi idee teostatavust. Töö on käimas ka teise projekti, Asteroid Redirect Missioni kallal, mis hõlmab asteroidi või selle osa viimist Kuu orbiidile ja võimalik, et sellele järgnevat inimeste maandumise korraldamist. Nii või teisiti ei ole nendel projektidel põhinevate struktuuride tegelik loomine veel alanud.

Mõned on vastu asteroidivastaste tehnoloogiate loomisele põhjendusega, et need võivad olla ohtlikud laiemas mõttes. Kardetakse näiteks, et neid hakatakse kasutama pigem sõjalistel eesmärkidel kui Maa päästmiseks, kuigi minu arvates on see väga ebatõenäoline, arvestades selliste relvade tõhusaks kasutamiseks vajalikku eelistust. Mõtiskletakse ka psühholoogilise ja sotsioloogilise ohu üle, mis tekib asteroidi avastamises Maaga kokkupõrkekursil, kui on liiga hilja või puudub tehniline võimalus midagi muuta, kuid minu vaatenurgast pole see midagi enamat kui lahenduse otsimisega viivitamise taktika, mida saab kasutada igasuguste konstruktiivsete ettepanekute vastu.

Isegi kui jätame need kahtlased mured maha, jääb meile ikkagi küsimus, kas ja millal peaksime asteroidi kokkupõrgeteks kuidagi valmistuma. See on tegelikult raha ja ressursside küsimus. Rahvusvaheline Astronautika Akadeemia korraldab kohtumisi selliste küsimuste arutamiseks ja parima strateegia üle otsustamiseks. Mu kolleeg, kes osales 2013. aastal Arizonas Flagstaffis konverentsil, mis käsitles planeetide kaitset asteroidi-komeedi ohtude vastu, rääkis, kuidas nad harjutasid, mida teha läheneva asteroidi korral ja pidid leidma parim strateegiaõppuste korraldamine. Nad pidid kindlaks määrama, „mida teha objekti suuruse määramatuse ja orbiidi muutumisega ajas“, „millal tegutseda“, „mil hetkel tuleb presidenti teavitada“ (konverents toimus USA ju), "mil hetkel on vaja alustada piirkonna elanike evakueerimist" ja "millal on vaja võimaliku tragöödia ärahoidmiseks välja lasta tuumalaenguga rakett." Need küsimused, kuigi mulle tundusid olevat mõeldud mõneti külaliste lõbustamiseks, näitasid selgelt, et isegi heasoovlikud ja teadlikud astronoomid võivad lähenevasse kosmoseobjekti suhtuda ja reageerida väga erinevalt.

Loodan, et olen teid veennud, et sellised ähvardused ei ole nii asjakohased, isegi kui need võivad kahjustada. Kuigi on võimalik, et kahetsusväärsetel asjaoludel võib asteroid Maaga kokku põrgata ja suure asustuskeskuse hävitada, on sellise stsenaariumi tõenäosus lähitulevikus äärmiselt väike. Teadlasena pooldan võimalikult paljude kosmoseobjektide trajektooride arvestamist ja arvutamist. Entusiastina pooldan ma kosmoselaeva, mis võiks viia potentsiaalselt ohtliku Maa-lähedase objekti ohutule orbiidile. Kuid tegelikkuses ei tea keegi kindlalt, mida on kõige parem teha.

Lõppkokkuvõttes peab ühiskond mõistma, nagu iga teadusliku ja tehniline programm, mis see meile maksma läheb, mida me õpime ja milliseid lisahüvesid saame. Nüüd, kui teate põhifakte, saate vajadusel kujundada teadliku arvamuse. Praegused andmed aitavad, kuid neid ei saa lugeda täielikuks. Nii nagu paljudes poliitilistes otsustes, peame ka teaduslikud eeldused siduma praktiliste kaalutluste ja moraalsete kohustustega. Minu arvates on teadus ise ka ohu puudumisel piisavalt huvitav, et väärida suhteliselt väikeseid investeeringuid uute asteroidide otsimisse ja nende uurimisse. Siiski näitab aeg, mille ühiskond ja erakapital lõpuks valivad.

George E. Brown, Jr. NASA 2005. aasta autoriseerimisseaduse (avalik seadus 109–155) osa Maalähedaste objektide uuringutest.

Ärakiri

1 TUME AINE JA DINOSAURUSED

2 Lisa Randall TUME AINE JA DINOSAURUSED UNIVERSUMI VAHETAV ÜHENDUS HarperCollins Publishersi jälg

3 Lisa Randall TUME AINE JA DINOSAURUSED universumis esinevate sündmuste hämmastav seos Tõlge inglise keelest Moskva 2017

4 UDC 524.8: BBK:28.01 R96 Tõlkija Vjatšeslav Ionov Teaduslikud toimetajad Jelena Naimark, bioloogiadoktor. teadused; Dmitri Gorbunov, Ph.D. füüsika ja matemaatika Teadused P96 Randall L. Tumeaine ja dinosaurused: Universumi sündmuste hämmastav vastastikune seos / Lisa Randall; Per. inglise keelest M.: Alpina aimekirjandus, lk. ISBN Mida ühist on tumeainel dinosaurustega, kes domineerisid Maa peal miljoneid aastaid ja surid seejärel ootamatult välja? Arvatakse, et nende surma põhjuseks oli kokkupõrge komeediga, kuid keegi ei tea, miks see oma tavapäraselt orbiidilt lahkus. Selles populaarteaduse meistriteoses pakub tuntud teoreetiline füüsik Lisa Randall oma selgitusi. Tema arvates võis dinosaurustele saatusliku komeedi Maale saata tumeaine. Raamatu astronoomia ja bioloogia peensused loetakse nagu detektiivilugu, milles uued ideed tumeaine kohta aitavad paljastada mitte ainult viie massilise väljasuremise saladused, vaid ka meie olemasolu päritolu. UDC 524.8: BBK:28.01 See raamat avaldati Dmitri Zimini raamatuprojektide programmi osana ja see jätkab sarja Dünastia raamatukogu. Dmitri Borisovitš Zimin on ettevõtte VimpelCom (Beeline), mittetulundusprogrammi Dünastia ja Moskva aja fondi asutaja. Programm “Dmitri Zimini raamatuprojektid” ühendab endas kolm lugejaskonnale hästi tuntud projekti: populaarteaduslike raamatute tõlkes väljaandmine “Dünastia raamatukogu”, Moskva aja fondi kirjastussuund ja valdkonna “Valgustaja” auhind. venekeelsest populaarteaduslikust kirjandusest. Üksikasjalikku teavet Dmitri Zimini raamatuprojektide kohta leiate veebisaidilt ziminbookprojects.ru. Kõik õigused kaitstud. Ühtegi selle raamatu osa ei tohi reprodutseerida mis tahes kujul ega vahenditega, kaasa arvatud postitamine Internetti või ettevõtte võrkudesse või arvuti mällu salvestamine isiklikuks või avalikuks kasutamiseks, ilma autoriõiguse omaniku kirjaliku loata. Kirjastuse elektroonilisele raamatukogule juurdepääsu korraldamiseks võtke ühendust ISBN (vene) ISBN (inglise) Lisa Randall, 2015. aasta venekeelne väljaanne, tõlge, kujundus. Alpina Non-Fiction LLC, 2017

5 SISUKORD Sissejuhatus... 7 I osa: UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG 1 Tumeaine Salaselts Tumeaine Avastamine Suured küsimused Peaaegu päris algus: väga hea lähtepunkt Galaktika sünd...85 II osa Elav PÄIKESESÜSTEEM 6 Meteoorikehad, meteoorid ja meteoriidid Komeetide lühike, kuid särav eluiga Päikesesüsteemi serv Elu, ohte täisŠokk ja aukartust tekitavad massilised väljasuremised

6 12 Dinosauruste elu lõpp elamiskõlblikus tsoonis See, mis tuleb, peavad olema Oorti pilve komeedid III osa Tumeaine olemus 16 Nähtamatu maailma asi Kuidas näha nähtamatut sotsiaalselt seotud tumeainet Kiirus Pimedus Tumeda ketta otsing Tumeaine ja komeetide kokkupõrked Kokkuvõte: Igavene otsing Tänuavaldused Illustratsioonide loetelu Lisakirjandus Autori kohta Teema register

7 SISSEJUHATUS Sõnu “tumeaine” ja “dinosaurused” kuuleb harva koos, välja arvatud arvutimängudes, fantaasiaklubis või mõnes avaldamata Spielbergi filmis. Tumeaine, universumi tabamatu aine, osaleb gravitatsioonilistes vastasmõjudes nagu tavaline aine, kuid ei kiirga ega neela valgust. Astronoomid tuvastavad tumeaine gravitatsioonilisi ilminguid, kuid sõna otseses mõttes nad ei näe teda. Noh, ma arvan, et dinosaurustele ei pea selgitama, kes nad on. Need selgroogsed domineerisid Maal miljoneid aastaid tagasi. Kuigi nii tumeaine kui ka dinosaurused erutavad kujutlusvõimet, on teil põhjust arvata, et nähtamatu füüsilise aine ja legendaarsed olendid pole midagi ühist. On täiesti võimalik, et see nii on. Samal ajal on Universum oma definitsiooni järgi ühtne tervik ja põhimõtteliselt peavad selle komponendid vastastikku toimima. See raamat esitab hüpoteetilise stsenaariumi, mis põhineb ideel, et tumeaine võib (muidugi kaudselt) olla dinosauruste väljasuremise põhjuseks. Paleontoloogid, geoloogid ja füüsikud nõustuvad, et 66 miljonit aastat tagasi põrkas kosmoseobjekt Maaga kokku,

8 8 TUMEAINE JA DINOSAURUSED olid vähemalt 10 km läbimõõduga ning hävitasid maismaadinosaurused ja koos nendega kolm neljandikku meie planeedil eksisteerinud bioloogilistest liikidest. See võis olla komeet Päikesesüsteemi perifeeriast, kuid keegi ei tea, miks see oma lõdvalt ühendatud, kuid stabiilselt orbiidilt lahkus. Me oletame, et kui Päike läbis Linnutee kesktasandit, ristas selges öötaevas nähtav tähtede ja kerge tolmu kogum Päikesesüsteemi tee ja lükkas kauge objekti oma orbiidilt välja, põhjustades kataklüsmi. Meie galaktika läheduses on tohutu mass tumeainet, see ümbritseb meid ja moodustab homogeense ja hajusa sfäärilise halo. Dinosauruste väljasuremise põhjuseks oli aga teist tüüpi tumeaine, mis jaotub täiesti erinevalt kui valdav enamus Universumi tabamatust tumeainest. Seda tüüpi tumeaine halo ei mõjuta, vaid moodustab erineva iseloomuga vastastikmõjude tulemusena ketta otse Linnutee kesktasandil. See õhuke piirkond võib olla nii tihe, et kui Päikesesüsteem galaktika orbiidil liikudes sellest läbi läheb, on selle ketta gravitatsioonimõju ebatavaliselt tugev. Ja siis, Päikesesüsteemi perifeerias, kus Päikese gravitatsioon nõrgeneb, võivad komeedid oma orbiitidelt lahkuda, ketta võimsa külgetõmbe tõttu. Sellised komeedid lendavad väljapoole Päikesesüsteemi või, mis meie jaoks olulisem, suunduvad selle keskpunkti poole ja siis on võimalik kokkupõrge Maaga. Nii et põhimõtteliselt võiks see nii olla. Tahan kohe öelda, et ma ei tea, kas see idee on õige. Lõppude lõpuks võis ainult väga ebatavaline tumeaine tüüp avaldada märgatavat mõju elusolenditele (kes rangelt võttes ei ole enam elus). Siin on lugu meie mittetriviaalsest ettepanekust üllatavalt "mõjuka" tumeaine olemasolu kohta.

10 10 TUME AINE JA DINOSAURUSED saavad lõpuks aru, tuginedes siin Maal omandatud teadmiste teradele. Mind hämmastas ka inimeste tekkimiseni viinud protsesside vaheliste suhete mitmekesisus. Rõhutan, et olen religioossest maailmavaatest kaugel. Mul pole vajadust siduda toimuvat kõrgema eesmärgi või eesmärgiga. Ja ometi ei saa ma jätta tundmata vaimustust, mida tavaliselt nimetatakse religioosseks, kui ma jälgin meie lähenemist universumi lõpmatuse mõistmisele, meie mineviku ja nende seoste mõistmisele. Ja kui me püüame piirangutest üle saada Igapäevane elu, see tunne on väga julgustav. Viimased uuringud sõna otseses mõttes pani mind teistmoodi vaatama maailmale ja paljudele Universumi elementidele, mille koosmõju viis Maa ja inimese tekkeni. Kasvasin üles New Yorgis, Queensis ja linna kiviseinad on mulle tuttavamad kui loodusmaastikud. See väike elu, mida seal imetleda oli, piirdus parkide ja muruplatsidega, mis ei sarnanenud enne inimeste tulekut eksisteerinuga. Samal ajal kõnnime sõna otseses mõttes elusolendite jäänustel või vähemalt nende kestadel. Rannikul või väljaspool linna nähtavad kriidikaljud koosnevad miljoneid aastaid tagasi elanud olendite jäänustest. Mäed kasvavad seal, kus tektoonilised plaadid lähenevad; neid plaate juhib sula magma, mis omakorda on Maa tuuma lähedal asuvate radioaktiivsete materjalide lagunemise tagajärg. Meie fossiilsed energiavarud on Päikesel toimuvate tuumaprotsesside tulemus, mille energia muundub ja akumuleerub mitmel viisil. Paljud meie kasutatavad mineraalid on rasked elemendid, mis kukuvad asteroidide ja komeetide kaudu Maa pinnale. Meteoriidid tõid Maale mõned aminohapped ja võib-olla elu enda või eluseemned. Kuid juba enne seda, kui see kõik juhtus, hakkas tumeaine moodustama tavalist ainet ligitõmbavaid tükke, mis lõpuks muutusid galaktikateks, galaktikate parvedeks.

12 12 TUME AINE JA DINOSAURUSED maise elu jooksul toimusid katastroofilised sündmused. Vähemalt üks selline kosmoseobjekt viis 66 miljonit aastat tagasi laastava liigi väljasuremiseni. Samal ajal, kuigi ta hävitas dinosaurused täielikult, pakkus ta tingimused õitsenguks suured imetajad, sealhulgas inimesed. Teine sama silmatorkav aspekt on meie aja suuremeelsus teaduslike avastuste osas, millest ma kohe rääkima hakkan. Tõenäoliselt võiks sellise väite esitada igal ajal inimtsivilisatsioonide ajaloos, kuid see ei võta sellelt kehtivust: oleme viimasel ajal teinud tohutu hüppe oma teaduse arengus [sisesta siia kontekstile vastav arv ] aastat. Minu läbivaadatud uuringute puhul on see väärtus alla 50 aasta. Nii minu enda kui ka teiste teadlaste tööd panevad mind pidevalt hämmastama viimaste avastuste uudsust ja jultumust. Teadlased püüavad leidlikkuse ja visadusega siduda olemasolevaid ideid hämmastavate, alati huvitavate ja mõnikord hirmutavate faktidega, mis meile maailma kohta avaldatakse. Selles raamatus esitatud teaduslikud teadmised on seotud universumi ajalooga, mis ulatub 13,8 miljardi aasta taha, kui olete huvitatud universumist, või 4,6 miljardit aastat, kui olete huvitatud Päikesesüsteemist. Kuid samal ajal ulatub inimkonna huvi nende teaduslike saladuste vastu vähem kui sajandi taha. Dinosaurused surid välja 66 miljonit aastat tagasi, kuid paleontoloogid ja geoloogid pakkusid välja nende kadumise põhjuse alles 1990. aastatel. Kulus aastakümneid hoolikat oletamist, enne kui teadusringkond neid täielikult hindas. Selline ajastus pole juhuslik. Seos dinosauruste väljasuremise ja maavälise objekti vahel hakkas tõenäolisem tunduma alles siis, kui astronaudid Kuule maandudes nägid lähedalt kraatreid, mis on tõelised tõendid päikesesüsteemi dünaamilise olemuse kohta. Viimase 50 aasta jooksul on osakeste füüsika ja kosmoloogia olulised edusammud võimaldanud ehitada Stan-

13 SISSEJUHATUS 13 noolemudelit, mis kirjeldab mateeria põhielemente nii, nagu me neid tänapäeval mõistame. aastal sai selgeks tumeaine ja tumeenergia hulk Universumis viimased aastakümned XX sajand Umbes samal perioodil muutus meie arusaam päikesesüsteemist. Ja seda alles 1990. aastatel. Teadlased avastasid Pluuto lähedusest Kuiperi vöö objektid, mis näitavad, et Pluuto ei tiirle ümber Päikese üksi. Planeetide arv on vähenenud, kuid ainult seetõttu, et teadus, mida koolis õppisime, on muutunud rikkamaks ja palju keerukamaks. Kolmas aspekt puudutab muutuste tempot. Liigid kohanevad loodusliku valiku kaudu, kui neil on kohanemiseks piisavalt aega. Kuid kohanemine ei toimu radikaalselt kohe. Ta on liiga rahulik. Dinosaurused ei olnud valmis 10-kilomeetrise meteoriidi kokkupõrkeks Maaga. Nad ei suutnud kohaneda. Neil, kes elasid maal, kes oma suuruse tõttu ei saanud maasse kaevata, polnud kuhugi minna. Uute ideede ja tehnoloogiate tulekuga muutuvad arutelud radikaalsete ja järkjärguliste muutuste üle äärmiselt oluliseks. Võti enamuse mõistmiseks viimased avastused nii teaduslik kui ka kõik teised on nendes kirjeldatud protsesside kiirus. Tihti kuulen juttu sellest, kuidas mõnes valdkonnas, näiteks geneetikas ja internetitehnoloogias, on areng enneolematult kiire. See pole aga päris tõsi. Sajandeid tagasi omandatud arusaamad haiguste põhjustest või vereringesüsteemi toimimisest tõid kaasa vähemalt sama põhjalikud muutused, kui geneetika tänapäeval lubab. Kirjanduse ja hiljem trükipressi tulek mõjutas inimeste teadmiste omandamise viisi ja oma maailmapilti mitte vähem oluliselt kui Interneti tulek. Kõik kaasaegsed muutused, mis puudutavad nende olulisi omadusi, eristuvad tõeliselt erakordse kiirusega ja see ei kehti ainult teaduslike protsesside kohta,

14 14 TUME AINE JA DINOSAURUSED, vaid ka keskkonna- ja sotsioloogilised muutused. Kuigi on ebatõenäoline, et peaksime praegu tõsiselt kartma surma meteoriidiga kokkupõrkel, on keskkonnamuutuste ja liikide väljasuremise tempo kiirenemine väga reaalne oht ning selle nähtuse tagajärgi saab paljuski võrrelda tagajärgedega. kosmilisest katastroofist. Seega on selle raamatu eesmärk üsna selge – aidata meil paremini mõista hämmastavat lugu sellest, kuidas me siia ja praegu sattusime, ning omandatud teadmisi targalt kasutada. Märkimisväärsel teadusel on neljas oluline aspekt, mis kirjeldab meie maailma ja selle arengu sageli peidetud elemente ning seda, kui sügavale võivad meie teadmised universumisse tungida. Paljusid inimesi paelub idee paljude teiste universumite multiversumist, mis on meile kättesaamatud. Kuid mitte vähem huvitav pole komplekti idee varjatud maailmad nii bioloogilised kui ka füüsilised, mida meil on veel võimalus uurida ja mõista. Loodan selle raamatuga näidata, kui põnev võib olla mõelda sellele, mida me teame ja mida võiksime tulevikus teada. Raamat algab kosmoloogia põhitõdede selgitamisega, teadusega, kuidas universum jõudis praegusesse olekusse. Kõigepealt käsitletakse Suure Paugu teooriat, kosmoloogilist inflatsioonimudelit ja Universumi teket. See osa selgitab ka, mis on tumeaine, kuidas me teame selle olemasolust ja miks see universumi struktuuri sobib. Tumeaine moodustab 85% universumi ainest, samas kui tavaline aine, tähed, gaas ja inimesed, moodustab vaid 15%. Sellele vaatamata huvitab inimesi peamiselt tavaaine olemasolu ja tähendus, mis kiituseks olgu öeldud, et omavahel võrreldamatult tugevamalt mõjub.

15 SISSEJUHATUS 15 Nii või teisiti, nagu inimkonna puhul, pole põhjust piirduda väikese osaga neist, kellel on ebaproportsionaalselt palju. tugev mõju. Domineeriv 15% mateeriast, mida me näeme ja tunneme, on vaid osa eksistentsist. Näitan tumeaine kriitilist rolli universumis nii galaktikate ja galaktikaparvede jaoks, mis tekkisid varajases universumis korrastamata kosmilisest plasmast, kui ka nende struktuuride stabiilsuse säilitamisel tänapäeval. Raamatu teises osas uuritakse päikesesüsteemi. Muidugi on päikesesüsteemi teema nii lai, et sellele võiks pühendada omaette raamatu, piisaks isegi entsüklopeediaks. Seetõttu piirdun küsimustega, mis võivad olla seotud dinosauruste, meteoriitide, asteroidide ja komeetidega. Selles osas kirjeldatakse objekte, mis on Maaga kokku põrganud või mis võivad tulevikus Maaga kokku põrgata, samuti väikseid, kuid olulisi tõendeid liikide väljasuremisest või meteoriitide kokkupõrgetest, mis toimuvad kadestamisväärse regulaarsusega umbes 30 miljoni aasta tagant. . Siin käsitletakse lisaks elu tekke ja hävimise küsimusi, võetakse kokku kõik, mis on teada viie suurima bioloogiliste liikide massilise väljasuremise juhtumi kohta, sealhulgas dinosaurused hävitanud katastroofist. Raamatu kolmas ja viimane osa koondab ideid kahest esimesest osast ja algab aruteluga tumeaine mudelite üle. See selgitab tuntumaid ideid selle kohta, mis on tumeaine, ja ka uusimaid eelpool mainitud eeldusi tumeaine vastastikmõjude kohta. Seni teame vaid seda, et tumeaine interakteerub tavalise ainega gravitatsioonilisel viisil. Gravitatsiooniefektid on üldiselt nii tähtsusetud, et saame jälgida vaid tohutute masside, nagu Maa ja Päike, mõju, kuid seegi on üsna nõrk. Lõppude lõpuks, isegi paberihoidja, millel on tilluke

16 16 TUME AINE JA DINOSAURUSED Magnet toimib edukalt planeedi Maa gravitatsiooni vastu. Samal ajal võivad tumeaines tegutseda ka teised jõud. Meie uus mudel seab kahtluse alla üldlevinud oletuse ja eelarvamuse, et mateeria, nagu me seda tunneme, on ainulaadne jõudude – elektromagnetismi, nõrkade ja tugevate tuumajõudude – poolest, mille kaudu see interakteerub. Just need jõud on vastutavad paljude meie maailma hämmastavate omaduste eest. Mis siis, kui teatud tüüpi tumeainel on ka tugev mittegravitatsiooniline interaktsioon? Kui jah, siis võivad tumeaine jõud anda ootamatu kinnituse seostele mikromaailma ja makroskoopiliste nähtuste vahel, mis on sügavamad kui see, mida me praegu teame. Kuigi kõik universumis võib põhimõtteliselt suhelda, on enamik selliseid vastastikmõjusid liiga nõrgad, et neid märgata. Saame vaid jälgida seda, mis meid käegakatsutavalt mõjutab. Kui millelgi on väike mõju, võib see olla otse meie nina all ja jääda märkamatuks. See on tõenäoliselt põhjus, miks tumeaine osakesi, mis peaksid meid ümbritsema, pole veel avastatud. Raamatu kolmas osa näitab, kuidas laiem vaade tumeainele, küsimus, miks peaks tume universum olema nii lihtne, kui meie universum on nii keeruline, avab senitundmatuid võimalusi. Võib-olla on osa tumeaine mõjudest tingitud tumeda valguse jõust, kui soovite. Kui mõelda valdavale enamusele tumeainest kui suhteliselt vähemõjutule 85% elanikkonnast, siis äsja pakutud tumeaine tüüpi võib vaadelda jõuka keskklassina, mis jäljendab oma vastasmõjudes tavalist ainet. Täiendavad vastasmõjud muudavad galaktika struktuuri ja võimaldavad sellel uuel osal mõjutada tähtede ja muude tavaaine objektide liikumist.

17 SISSEJUHATUS 17 Järgmise viie aasta jooksul võimaldavad satelliitidelt tehtud vaatlused määrata meie galaktika kuju, koostise ja muud omadused palju täpsemalt kui kunagi varem, rääkida palju uut meie galaktilisest keskkonnast ja näidata, kas meie oletus on õige või mitte. Sellised käegakatsutavad väljavaated muudavad tumeaine ja meie mudeli elujõuliseks uurimissuunaks, mida tasub uurida, isegi kui tumeaine pole ehitusplokk, mis moodustab nii teie kui ka mina. Uuringute ulatus võib hõlmata meteoriitide mõju, millest üks võib olla seos tumeaine ja dinosauruste väljasuremise vahel. Neid nähtusi ühendavad eeldused ja kontseptsioonid annavad Universumist tervikliku kolmemõõtmelise pildi. Tahaksin mitte ainult neid ideid esitleda, vaid julgustada teid ka meie maailma hämmastavat rikkust uurima ja sügavamalt mõistma.

19 I OSA UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG

21 1 TUME AINE SALAJAS ÜHING Me ei pane sageli tähele seda, mida me ei oota. Meteoorid sähvivad ja kaovad kuuta ööl taevasse, metsas jälitavad meid võõrad loomad, linnas ringi jalutades ümbritsevad meid uhked arhitektuurivormid. Kuid me ei näe neid, isegi kui nad on meie vaateväljas. Meie keha on koduks tervetele bakterikolooniatele. Bakterirakkude arv meie sees on kümme korda suurem kui meie enda rakkude arv. Kuid me ei tunne nende mikroskoopiliste olendite kohalolekut, me ei tunne, kuidas nad omastavad toitaineid ja aitavad meie seedesüsteemi. Alles siis, kui bakterid valesti käituvad ja probleeme tekitavad, ärkab enamik meist üles ja tunnistab isegi nende olemasolu. Et midagi näha, pead vaatama ja oskama ka vaadata. Lisaks on nähtused, millest just rääkisin, põhimõtteliselt jälgitavad. Kujutage nüüd ette, kui raske on mõista midagi, mida te sõna otseses mõttes ei näe. Just see on tumeaine, Universumi tabamatu aine, mis

22 22 UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG suhtleb lõpmatult nõrgalt ainega, mida me mõistame. Järgmistes peatükkides tutvustan teile erinevaid mõõtmistehnikaid, mis on võimaldanud astronoomidel ja füüsikutel tumeaine olemasolu tõestada. Siin ma räägin teile sellest tabamatust ainest endast: mis see on, miks see tundub arusaamatu ja miks see teatud teooriate seisukohalt nii ei ole. NÄHTAMATU MEIE SEAS Kuigi Internet on hiiglaslik võrgustik, mis ühendab reaalajas miljardeid inimesi, ei suhtle enamik sotsiaalvõrgustikes suhtlejatest omavahel otseselt ega isegi kaudselt. Osalejad lisavad sõpru, kellel on sarnased arvamused ja huvid, jälgivad mõttekaaslasi ja pöörduvad uudisteallikate poole, mis kajastavad nende endi maailmavaateid. Sellise piiratud suhtluse korral jaguneb võrguühendusega inimeste hulk eraldiseisvateks mittesuhtlevateks rühmadeks, mille sees on harva kohtuda alternatiivne punkt nägemus. Isegi sõprade sõbrad ei tsiteeri tavaliselt teiste rühmade erinevaid arvamusi, nii et enamik Interneti-elanikke ei märka võõraste kogukondade olemasolu, millel on erinevad, kokkusobimatud ideed. Me ei ole liiga eraldatud maailmadest väljaspool meie oma. Aga mis puutub tumeainesse, siis oleme kõik samas kohas. Tumeaine lihtsalt ei kuulu tavalise aine sotsiaalsesse võrgustikku. Ta elab Interneti-jututoas, kuhu me isegi ei tea, kuidas siseneda. See asub samas universumis ja hõivab samad ruumipiirkonnad kui nähtav aine. Tumeaine osakesed aga suhtlevad meie tuntud tavaainega väga vähe. Nagu veebikogukondade puhul, millest me ei tea, kui neist ei räägita

23 TUME AINE SALAJAS ÜHING 23 iga päev tumeaine kohta, siis ei saa keegi selle olemasolust teada. Nagu meie sees olevad bakterid, on tumeaine üks paljudest teistest "universumitest" otse meie nina all. Ja nagu need mikroskoopilised olendid, on see kõikjal meie ümber. Tumeaine läbib otse meie keha ja on kõikjal meie ümber avakosmoses.1 Me ei märka selle ilminguid, kuna see suhtleb nii nõrgalt, et ei moodusta eraldiseisvat kooslust. See kogukond on täielikult isoleeritud mateeriast, nagu me seda teame. Sellegipoolest on see väga oluline. Kui bakterirakud moodustavad vaatamata nende arvukusele vaid 1-2% meie massist, siis tumeaine, kuigi see moodustab meie kehas väikese osa, moodustab ligikaudu 85% Universumi ainest. Igas kuupsentimeetris teid ümbritsevas ruumis on tumeainet, mille mass on ligikaudu võrdne prootoni massiga 2. Kui palju või vähe, sõltub sellest, millisest vaatenurgast te seda vaatate. Kui tumeaine koosneb osakestest, mille mass on võrreldav meile teadaolevate osakeste massiga ja kui need osakesed liiguvad kiirusega, mida on teadaolevate seaduste põhjal oodata, siis läbib meist igast sekundis miljardeid tumeaine osakesi. Nii või teisiti ei pane seda keegi tähele. Isegi miljardite tumeaine osakeste mõju meile on kaduvalt väike. Seetõttu ei suuda me tumeainet tajuda. See ei suhtle valgusega, vähemalt mitte viisil, mida inimesed suudavad tuvastada. Tumeaine on hoopis teine ​​aine, 1 Tegelikult me ​​seda ei tea. On olemas tumeaine mudelid, milles see ei ole elementaarosakesed, vaid kompaktsed makroskoopilised objektid suur mass. Ümbritsevas ruumis pole selliseid objekte nii palju, et nendega võiks oodata inimkeha regulaarseid “kohtumisi”. Märge teaduslik toim. 2 Peame mõistma, et see on keskmine, st kui arvestada aine massi Universumi suures ruumipiirkonnas, siis tumeaine mass on selline, nagu oleks igas kuupsentimeetris üks prooton. Märge teaduslik toim.

24 24 UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG kui tavaaine, see ei koosne aatomitest ega muudest meile tuttavatest elementaarosakestest, mis interakteeruvad valgusega ning selline vastastikmõju on kõige olulisem, mida me näeme. See, millest tumeaine koosneb, on mõistatus, millega mu kolleegid ja mina koos nendega võitleme. Võimalik, et tegemist on mingit uut tüüpi osakestega. Kui jah, siis millised on nende omadused? Kas neil on peale gravitatsiooniliste vastasmõjude ka muid interaktsioone? Kui praegu läbiviidavad katsed on edukad, võib tumeaine osakestes tuvastada ebaolulisi elektromagnetilisi interaktsioone, mis on nii väikesed, et neid pole seni tuvastatud. Spetsiaalsed kosmosesondid otsivad neid koostoimeid; kuidas see juhtub, selgitan raamatu kolmandas osas. Kuid praegu jääb tumeaine nähtamatuks. Selle olemasolu ei mõjuta praegusel tundlikkuse tasemel detektoreid kuidagi. Kui aga tumeaine koondub lokaliseeritud ruumi, muutub selle netogravitatsiooniline mõju oluliseks ning sellel on märgatav mõju tähtedele ja lähedalasuvatele galaktikatele. Tumeaine mõjutab Universumi paisumist, kaugetelt objektidelt tuleva valguse teed, tähtede orbiite ümber galaktika keskpunkti ja paljusid muid mõõdetavaid nähtusi viisil, mis paneb selle olemasolusse uskuma. Need mõõdetavad gravitatsiooniefektid on põhjus, miks me teame, et tumeaine on olemas. Pealegi mängis tumeaine oma nähtamatusest ja hoomamatusest hoolimata Universumi struktuuri kujundamisel võtmerolli. Tumedat ainet võib võrrelda ühiskonna alahinnatud tavaliikmetega. Kuigi need pole kõrgeimatele saatusekohtunikele nähtavad, on tsivilisatsiooni areng võimatu ilma püramiide ​​ehitava, kiirteid rajava ja elektroonikaseadmeid kokku paneva tööliste armeeta. Nagu teised meie nähtamatud inimrühmad

25 TUMEAINE SALAJAS ÜHISKOND 25 Meie ühiskonnas on tumeaine meie maailma jaoks väga oluline. Kui varases Universumis poleks tumeainet, poleks praegu kedagi, kes toimuva üle isegi spekuleeriks, rääkimata ühtse pildi loomisest universumi arengust. Ilma tumeaineta poleks vaadeldaval struktuuril aega moodustuda. Tumeaine hüübimistest said Linnutee embrüod, aga ka teised galaktikad ja galaktikaparved. Kui galaktikad poleks tekkinud, poleks tähti, päikesesüsteemi ega elu sellisel kujul, nagu me seda teame. Isegi tänapäeval säilitavad tumeaine kumulatiivsed mõjud galaktikate ja galaktikate süsteemide terviklikkust. Tumeaine võib isegi mõjutada Päikesesüsteemi trajektoori, kui sissejuhatuses mainitud tume ketas on olemas. Nii või teisiti me tumeainet otseselt ei vaatle. Teadlased teavad paljusid mateeria vorme, kuid neid, mille koostist me teame, vaadeldakse mingis vormis kiiratud valguse ehk üldisemalt elektromagnetilise kiirguse kaudu 1 Elektromagnetkiirgust tajutakse valgusena nähtavate sageduste vahemikus ja väljaspool seda kitsast vahemikku võib see olla näiteks raadiolained või ultraviolettkiirgus. Mõju saab jälgida mikroskoobi, radari või optiliste kujutistena fotol. Sel juhul on elektromagnetiline interaktsioon alati olemas. Iga interaktsioon ei ole otsene; kõige otsesem viis, kuidas laetud osakesed valgusega suhtlevad. Osakestefüüsika standardmudeli elemendid, meile teadaolevad mateeria kõige fundamentaalsemad elemendid, interakteeruvad aga sel määral, et valgus 1 On aga neutriinode elementaarosakesi, mis osalevad ainult nõrgas vastasmõjus ja mida „jälgitakse. ” elektriliselt laetud osakeste elektronide ja nende raskemate analoogide müüonide ja tau leptonite tootmise kaudu. Märge teaduslik toim.

26 26 UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG on kui mitte otseselt sõber, siis vähemalt sõber kõigi meile nähtavate mateeriavormidega. Mitte ainult visuaalne, vaid ka meie muud sensoorsed tajud puudutusest, lõhnast, maitsest ja helist põhinevad aatomite vastasmõjul, mis omakorda on seotud elektriliselt laetud osakeste vastastikmõjuga. Ka kompimismeel, kuigi peenematel põhjustel, on seotud elektromagnetiliste vibratsioonide ja vastastikmõjudega. Kuna kõik inimese sensoorsed tajud põhinevad eranditult ühel või teisel elektromagnetilisel vastasmõjul, ei saa me tumeainet meile harjumuspärasel viisil otseselt märgata. Kuigi tumeaine on kõikjal meie ümber, ei saa me seda näha ega tunda. Kui valgus tabab tumeainet, ei juhtu midagi, see lihtsalt läbib seda. Arvestades, et keegi pole seda kunagi näinud (puudutanud ega nuusutanud), olid paljud inimesed, kellega ma rääkisin, tumeaine olemasolust üllatunud ja pidasid seda salapäraseks või küsisid isegi, kas see on kujutlusvõime. Inimesed küsivad, kas on võimalik, et valdav enamus tavaaine massist umbes viis korda suuremat massi pole traditsioonilistele teleskoopidele nähtav. Mina isiklikult ootaksin täpselt vastupidist (kuigi võib-olla kõik ei näe asju nii). Minu jaoks oleks müstilisem, kui meie silmad näeksid kõike, mis eksisteerib. Kes ütles, et meil on ideaalsed meeleorganid, mis on võimelised kõike olemasolevat vahetult tajuma? Suurim asi, mida füüsika on meile paljude sajandite jooksul andnud, on arusaam sellest, kui palju on meie vaateväljas varjatud. Sellest vaatenurgast on küsimus selles, miks meie teadaoleval ainel on universumis selline energiatihedus. Tumeaine võib mõnele tunduda ekstravagantse ideena, kuid oletus selle olemasolust on võrreldamatult kergem kui gravitatsiooniseaduste ülevaatamine.

27 TUME AINE SALAJAS ÜHING 27 mida sellise ekstravagantsuse vastased ilmselt eelistaksid. Kuigi tumeainel on täiesti ebatavaline, on sellel tõenäoliselt enam-vähem traditsiooniline seletus, mis on täielikult kooskõlas kõigi teadaolevate füüsikaseadustega. Lõppude lõpuks, miks peaks kogu aine, mis järgib teadaolevaid gravitatsiooniseadusi, käituma täpselt samamoodi nagu meile tuttav aine? Lühidalt, miks peaks kogu mateeria valgusega suhtlema? Tumeaine võib olla lihtsalt aine, millel on erinev põhilaeng või millel puudub põhilaeng. Ilma elektrilaenguta või koostoimeta laetud osakestega ei suuda see valgust neelata ega kiirgada. Siiski on endiselt probleem tumeaine ühe aspektiga – selle nimega. Ma ei pea silmas sõna "aine". See aine on tõepoolest aine vorm selles mõttes, et see koguneb kokku ja avaldab gravitatsioonilist mõju, reageerides gravitatsioonile nagu mis tahes muu ainevorm. Just see interaktsioon võimaldab füüsikutel ja astronoomidel selle olemasolu tuvastada. Sõna “tume” ei ole nimetuses täiesti kohane, sest me näeme tumedaid asju, mis neelavad valgust, ja ka seetõttu, et selline silt muudab selle aine meie tajus võimsamaks ja negatiivsemaks, kui see tegelikult on. Tumeaine ei ole üldse tume, see on läbipaistev. Tume aine neelab valgust. Läbipaistvad kehad on selle suhtes ükskõiksed. Valgus võib langeda tumeainele, kuid ei see aine ega valgus ise ei muutu. Mitte kaua aega tagasi kohtusin ühel interdistsiplinaarsel konverentsil Massimoga, professionaalse turundajaga, kes on spetsialiseerunud brändingule. Kui ma talle oma uurimistööst rääkisin, vaatas ta mulle umbusklikult otsa ja küsis: "Miks nimetatakse seda tumeaineks?" Teda ei ajanud segadusse mitte teaduslik alus, vaid nime liialt negatiivne varjund. Muidugi ei osta iga kaubamärk

28 28 UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG negatiivne konnotatsioon sõna “tume” olemasolu tõttu. The Dark Knight 1 oli suurepärane mees, välja arvatud võib-olla keerulise iseloomuga. Kuid võrreldes selle sõna rolliga pealkirjades "Tumedad varjud" 2, "Tema tumedad materjalid" 3, "Transformers: Dark of the Moon" 4, "Dark Side of the Force" Darth Vader 5, rääkimata "tume laul" filmist "Lego . Film”, “tume” tumeaines on üsna süütu tähendusega. Vaatamata meie ilmselgele vaimustusele asjade varjuküljest, ei vasta tumeaine tegelikult oma nime mainele. Siiski on tal üks ühine omadus kurjade jõududega: ta on meile nähtamatu. Tumeaine on täiesti õigesti nimetatud selles mõttes, et ükskõik kui palju sa seda ka ei kuumuta, ei kiirga see valgust. Sellest vaatenurgast on see tõeliselt tume, mitte sellepärast, et see on läbipaistmatu, vaid seepärast, et see on vastupidine kõigele, mis valgust kiirgab ja isegi valgust peegeldab. Keegi ei näe tumeainet otse, ei mikroskoobi ega teleskoobi kaudu. Nagu kurjade vaimude puhul filmides ja kirjanduses, toimib nähtamatus kaitsva tekina. Massimo arvates kõlaks "läbipaistev aine" paremini või vähemalt mitte nii hirmutavalt. Füüsika seisukohalt pole ma aga kindel, et tal on õigus. Tumeaine, isegi kui see mulle ei meeldi, tõmbab tähelepanu. Nii või teisiti pole tumeaines midagi kurjakuulutavat ega võimsat, vähemalt seni, kuni see koguneb tohututes kogustes. See suhtleb tavalise ainega nii nõrgalt, et seda on äärmiselt raske tuvastada. Siin peitubki huvi. 1 Dark Knight on Christopher Nolani lavastatud põnevusfilmi kangelane. Märge sõidurada 2 Dark Shadows on õuduselementidega seikluspõnevik, "Dark Shadows" venekeelses versioonis. Märge sõidurada 3 Tema tumedad materjalid on Briti kirjaniku Philip Pullmani fantaasiatriloogia. Märge sõidurada 4 Transformers: Dark of the Moon on Ameerika ulmefilm. Märge sõidurada 5 Darth Vader on eepose peategelane tähtede sõda" Märge sõidurada

29 TUMEAINE SALAJAS ÜHING 29 MUSTAD AUKUD JA TUME ENERGIA Nimetusega “tumeaine” on lisaks eelpool mainitud kurjakuulutavale helile ka teisi arusaamatusi. Näiteks paljud inimesed, kellega ma oma tööd arutasin, ei näinud tumeaine ja mustade aukude vahel vahet. Erinevuse esiletõstmiseks heidan põgusa pilgu mustade aukude olemusele. Need on objektid, mis tekivad siis, kui väga väikeses ruumipiirkonnas on liiga palju ainet. Miski, sealhulgas valgus, ei pääse nende koletu gravitatsioonivälja eest. Mustadel aukudel ja tumeainel pole rohkem ühist kui must tint ja must komöödia. Tumeaine ei suhtle valgusega. Mustad augud neelavad valgust, nagu kõik muu, mis satub liiga lähedale. Mustad augud on mustad, sest kogu neisse sisenev valgus jääb sisse. Seda ei kiirgata ega peegeldu. Tumeaine võib olla seotud mustade aukude 1 tekkega, kuna iga aine võib kokku kukkuda ja muutuda mustaks auguks. Mustad augud ja tumeaine ei ole aga kindlasti sama asi. Mitte mingil juhul ei tohi neid segada. Teine eksiarvamus on seotud tumeaine õnnetu nimetusega. Kuna Universumis eksisteerib ka tumeenergia, millel on samuti mitmetähenduslik nimi, aetakse seda sageli segamini tumeainega. Kuigi see on meie omast kõrvalekaldumine peamine teema, märgin ära, et tumeenergial on tänapäevases kosmoloogias oluline koht ja püüan selgitada selle olemust, et tulevikus segadust vältida. Tume energia ei ole mateeria, see on lihtsalt energia. Tume energia eksisteerib isegi siis, kui ümberringi pole ühtegi osakest ega ainet muul kujul. See on levinud kogu universumis, kuid ei moodusta klompe nagu tavaline aine. Joonis- 1 Täpsemalt on oletus, et mustad augud on tumeaine võimalikud allikad, selle teema juurde pöördume hiljem. Kuid eksperimentaalsed piirangud ja teoreetilised arvutused muudavad sellise stsenaariumi praegu äärmiselt ebatõenäoliseks. Märge auto

30 30 UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG tumeenergia on kõikjal ühesugune, selle tihedus ühes piirkonnas ei erine tihedusest teises piirkonnas. Tume energia erineb suuresti tumeainest, mis koguneb objektideks ja on mõnes kohas tihedam kui teistes. Tumeaine käitub täpselt nagu meile tuttav aine, mis moodustab selliseid objekte nagu tähed, galaktikad ja galaktikaparved. Tume energia jaotub alati ühtlaselt. Ka tume energia ei muutu ajas. Erinevalt mateeriast või kiirgusest ei muutu tume energia Universumi paisudes hajusamaks. See on teatud mõttes selle määrav omadus. Tumeenergia tihedus on energia, mis ei ole seotud osakeste ega ainega ja jääb aja jooksul muutumatuks. Sel põhjusel nimetavad füüsikud seda tüüpi energiat sageli kosmoloogiliseks konstandiks. Universumi evolutsiooni alguses eksisteeris valdav enamus energiast kiirguse kujul. Kiirgus hajub aga 1 kiiremini kui aine, seega on ainest saanud aja jooksul kõige olulisem energiakandja. Universumi arengus läks palju hiljem domineeriv positsioon tumeenergiale, mis erinevalt kiirgusest ja ainest ei haju kunagi ning mis moodustab praegu ligikaudu 70% Universumi energiatihedusest. Enne kui Einstein pakkus välja oma relatiivsusteooria, huvitas kõiki ainult suhteline energia – erinevus ühe oleku ja teise oleku energia vahel. Einsteini teooria näitas aga, et energia absoluutne hulk on iseenesest märkimisväärne ja määrab gravitatsioonijõu, mis Universumit kokku surub või paisutab. Suur mõistatus tume energia ei peitu selle olemasolus kvant- 1 Sõna “hajub” siin ja edasi kasutatakse samas igapäevases tähenduses nagu väljendis “udu on selginenud”. Selle kasutuse selgituseks märgime, et paisuvas Universumis väheneb kõigi osakeste tihedus ning ultrarelativistlike kiirgusosakeste puhul vähenevad ka impulsid ehk sagedus (valgus muutub punaseks). Selle tulemusena langeb kiirguse panus Universumi energiatihedusesse kiiremini kui aine panus (mitterelativistlikud osakesed, mille peamise panuse määrab mass). Märge teaduslik toim.

Mustad augud ja teabeparadoks Juan Maldacena Kõrgkoolide Instituut, Princeton, USA Mustad augud Newtoni gravitatsiooniteoorias Relatiivsusteooria: spetsiaalne üldkõver aegruum

I. V. Yakovlev Füüsika materjalid MathUs.ru Stephen Hawking Lühike aja ajalugu See lühike kokkuvõte Stephen Hawkingi raamatud, mille ma kunagi kirjutasin. Viiel leheküljel püüdsin kajastada peamist

Kas sa suudad uskuda Allahi olemasolusse? Sõna "iyman" tähendab tõlkes usku, kinnitust ja tunnustust. Aqida (uskumus) teaduse ulema annab iymanile järgmise määratluse: "Iymani äratundmine keele järgi

Küsige Ethanilt 21: miks elu eksisteerib? Sildid: Elu Abiogenees Autor: Ethan Siegel Tõlge: Vjatšeslav Golovanov @SLY_G Väljaandja: Geektimes Lühidalt öeldes võin sõnastada kõik, mida olen elust õppinud:

1. Seisukord. Teadaolevalt on Kuu Maa poole alati ühe küljega, mistõttu on Kuu kaugemat külge Maast võimatu jälgida. Millise päikesesüsteemi planeedi kaugemat külge oleks mugav jälgida?

I II III Laboratoorsed tööd 18 Rutherfordi eksperiment Töö eesmärk Teoreetiline osa 1 Sissejuhatus 2 α-osakeste hajumine 3 Diferentsiaalhajumise ristlõige 4 Rutherfordi valem Eksperimentaalne osa 1 Metoodika

ENERGIAKIIRGUSE TÕTTU TÄHTEDE MASSI VÄHENDAMINE1). G. Vogt. Praegu ei usu mitte ainult relatiivsusteooria pooldajad, vaid ka need teadlased, kes seisavad klassikalise füüsika alusel.

2.Selgitav märkus. Programm vastab föderaalkomponendile osariigi standard füüsika üldharidus (Venemaa Haridusministeeriumi korraldus 5. märtsist 2004 1089 „Kinnitamise kohta

63 L.A. Sergeeva Inimene ja universum: probleemi kaasaegne tõlgendus Kosmoloogia probleemid, nende filosoofiline tõlgendus on omandanud hetkel uue aktuaalsuse, kuigi inimese ja keskkonna probleem

Ettekanne (füüsikast) Isaac Newton (01/04/1643 - 03/31/1727) Suurbritannia Silmapaistev inglise teadlane, kes pani aluse kaasaegsele loodusteadusele, klassikalise füüsika looja, liige

FÜÜSIKA TÖÖPROGRAMM 11. KLASS (algtase) 4 ELEKTRODÜNAAMIKA 35 tundi 4.1 Elektriline elementaarlaeng. 1 Teadma: 4.2 Elektrilaengu jäävuse seadus Coulombi seadus 1 mõiste: elektriline

Keskkool süvaõppega võõrkeel Venemaa Suursaatkonnas Ühendkuningriigis KOKKULEHTUD MS koosolekul (Zubov S.Yu.) 10. september 2014 KINNITATUD kooli direktori poolt

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM Föderaalne riigieelarve haridusasutus kõrgemale kutseharidus"SAMARA RIIGI MAJANDUSÜLIKOOL"

Plancki osakestel kui N-osakeste lagunemise saadustel on olenevalt universumi vanusest vastavad omadused, milleks on puhkemass, mis on võrdne elementaarosakeste väärtusega.

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM MOSKVA RIIKLIK GEODEESI- JA KARTOGRAAFIAÜLIKOOL (MIIGAIK) Distsipliini tööprogrammi kokkuvõte Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid

Valguse kiiruse muutmine ja tõlgendamise Nobeli preemiad. Ühte sügavas ruumis kauguse mõõtmise meetodit nimetatakse "standardküünla" meetodiks, joonis 1. Sama valgustatud sektorite alad

Ülevenemaalise astronoomiaolümpiaadi piirkondlik etapp 6 aastat Probleemtingimused 9. klass 1. Kas taeva põhjaosas on võimalik vaadelda lõunaristi tähtkuju (deklinatsioon umbes 6)? Kui jah, siis millistes piirkondades?

V.Yu.Gankin, Yu.V.Gankin Gravitatsioon Iga uue seaduse avastamine on kasulik ainult siis, kui sellest saab välja võtta rohkem kui see, mille sellesse pani R. Feynman Raamatu venekeelse väljaande eessõnast

12.5.13. Füüsika Mehaanilised nähtused tunnevad ära mehaanilised nähtused ja selgitavad olemasolevate teadmiste põhjal nende nähtuste põhiomadusi või esinemise tingimusi: ühtlane ja ühtlaselt kiirendatud sirgjooneline.

Valla eelarveline õppeasutus lisaharidus lapsed Kirejevski rajooni administratsiooni laste (teismeliste) keskus STSENAARIUM "REIS TÄHTEDE JUURDE" Õpetaja-korraldaja:

nimelise astronoomia, astrofüüsika ja kosmosefüüsika avatud linnaolümpiaadi tingimused ja ülesannete lahendus. Viktor Jurjevitš Trakhtengerts 1. veebruar 2015 8 9 klassi Iga ülesanne on väärt 7 punkti 1.

Päikesesüsteemi planeedid Ümbritseva maailma tund 4. klassile (O. T. Poglazova õpik “Ümbritsev maailm”, 4. klass, 3. osa) Olga Eduardovna Starunova, Kroonlinna GOU 427. keskkooli algklasside õpetaja

4. loeng KVANTVÄLJA JA MAAILMA KAASAEGSED TEADUSPILDID Kvantvälja NCM (20. sajandi algus) moodustati M. Plancki kvanthüpoteesi, E. Schrödingeri lainemehaanika, kvantmehaanika alusel.

LIPETSK PIIRKONNA HARIDUS- JA TEADUSOSAKOND RIIGI PIIRKONDLIK AUTONOOMNE KUTSESÕIDUSASUTUS "LIPETSK METALLURGIKAKOLLEDŽ" KONTROLLI- JA MÕÕTMISMATERJALIDE KOMPLEKT

UNIVERSUMI TEKKIMINE JA ARENG Käesolevas artiklis soovin ma tutvustada uut lähenemist Universumi tekkele ja arengule. Uue lähenemise vajadus on tingitud vastuoludest, mis minu vaatenurgast

See fail Satellites_Fedotovo_2016.pdf sisaldab täielik teave kõigist Iridiumi satelliitide sähvatustest ja kõigist teiste eredate satelliitide lendudest, mida võib kaheksanda Karjala ajal jälgida

SELETUSKIRI Füüsika tööprogramm on koostatud ligikaudse füüsikaalase keskhariduse (täieliku) üldhariduse algtaseme programmi alusel ja vastab liitriigile.

Füüsika õpiku klassi kokkuvõte (algtase) Gromov S.V. Tööprogramm põhineb näidisprogrammil, mis on koostatud ja avaldatud kogumikus „Üldõppeasutuste programmid:

4 ELEKTROSTAATILINE VÄLJA JUHTIDE KOHALEMISEL Elektrijuhid on ained, mis sisaldavad vaba laenguga osakesi. Juhtivates kehades saavad elektrilaengud ruumis vabalt liikuda.

Samara linnaosa valla eelarveline õppeasutus "Kool 41 "Harmoonia" üksikainete süvaõppega" TÖÖPROGRAMM Aine füüsika 9. klass Tundide arv

Selgitav märkus Programmi koostamisel kasutati järgmisi juriidilisi dokumente: füüsikaalase keskhariduse (täieliku) üldhariduse riikliku standardi föderaalne komponent, kinnitatud

Füüsika tööprogrammi kokkuvõte 7.-9.klass. Tööprogrammi koostamisel lähtutakse: 1. Füüsika keskhariduse üldhariduse orienteeruvast programmist. 2. Füüsika üldhariduslikud põhiprogrammid

5. loeng 5. KAKSTÄHED JA TÄHTMASSID Väga sageli võivad kaks tähte taevas üksteise lähedale ilmuda, kuigi tegelikkuses on nad oluliselt erineval kaugusel. Nii suvaline

Jaotis 3. FILOSOOFILINE MAAILMA PILT 1. Olemise alus, eksisteerimine iseenda põhjusena a) substants b) olemine c) vorm d) juhus 2. Olemine on a) kõik, mis eksisteerib ümber b) teatud aineline moodustis

Sarovi linna munitsipaaleelarveline õppeasutus "Kool 13" ARLUSTATUD kooli loodusainete õpetajate metoodilise ühenduse koosolekul Protokoll 1 29.08.2016 KOKKULEPPID.

2. Piirkondliku etapi ülesannete lahendused ja iga ülesande hindamissüsteem. 9. klass 1. Seisukord. Moskvas (laiuskraad 55 45, pikkuskraad 37 37) tõusis samal ajal horisondi kohale mõni kauge täht.

TEATENDUSRAAMAT “Maaplaneetide tiheduse määramine” keskkooli 7. “B” klassi õpilase 167 Tepikin Victor Mercury poolt. Merkuur on Päikesest esimene planeet ja maapealse rühma väikseim. Selle läbimõõt

FILOSOOFIA Loengu teema: FILOSOOFIA JA TEADUSLIK MAAILMAPILT (2 tundi) Eesmärgid: - ideede kujundamine maailma, olemise ja mateeria filosoofilise mõistmise kohta - tingimuste loomine filosoofilise mõtlemise arenguks;

GBOU PUSHKIN LYCEUM 1500 JV "Krasnoe Selo" Haridus- ja loominguline projekt ettevalmistav rühm ruumi kohta. Mis on taevast kõrgem? Projekti autor: Tamrazyan A.R. Moskva, 2015 Sissejuhatus Huvi kosmose vastu

LABORITÖÖD 4.8. MIKROLAINE TUNNELI EFEKTI MODELLEERIMINE Töö eesmärk: Tutvuda tunneliefekti põhiprintsiipidega mikrolainemudelil. SEADMED JA PÕHIMÕTTED

Munitsipaaleelarveline õppeasutus Habarovski territooriumi Vaninski munitsipaalrajooni linnaasula "Tööliste küla Vanino" 2. keskkool VAATATUD kl.

Eksperimentaalfüüsika osakond SPbSPU, töö 3.6 VALGUSE KIIRUSE MÕÕTMINE SISSEJUHATUS M. Yu. Lipovskaya Yu. P. Yashin Valguse kiirus on meie maailma üks peamisi konstante ja määrab kiiruse piiramise.

I osa Maailm liikumas Maailma 5. laine taastamine maailmas Vene-Validiani-Kjakuni kuju, Vene-Kasahstan. Selles osas... See osa on sissejuhatus

Selline erinev loogika Programmi juhendaja: Kazangapova M.S. Projekti autorid: - Wagner A.N., Gorbatšova V.V., Kozhakhmetova Z.M., Orynbaev B.N. William Shakespeare Selgitage "loogika" mõistet teaduslikust vaatenurgast

Tööprogrammi lisa KALENDER - KOOLITUSMATERJALI TEMAATILINE PLANEERIMINE 2013-2014 õppeaasta Teema: maailm meie ümber Klass: 2d Õpetaja Vassiljeva I.N. Tundide arv aastas: 68h Kogus

AEGlane ARHITEKTUUR Maria Elkina Norra arhitekt Reiulf Ramstad rääkis ART1-le kuulsa Trollitee rekonstrueerimisest, ida poole liikumisest ja maastikest õppimisest. Maria Elkina: Räägi mulle natuke

L. G. Jakhaya (Tbilisi, Gruusia) INIMENE KAASAEGSED TEADUSLIKUD JA FILOSOOFILISED KÄESOLEVAD KONTSEPTSIOONID Inimene ja inimühiskond, nende tekkimine ja edasine progresseeruv areng võib olla õige,

3. peatükk UNIVERSUMI EVOLUTSIOON Õhtuti süttivad taevas tähed. Selge ilmaga võib neid palja silmaga taevas lugeda kuni kolme tuhandeni. Kuid see on vaid väga väike osa neist tähtedest ja muudest kosmilistest

VEEBRUAR 38 365 positiivset suhtumist Louise Hay meetodil Teeme veebruarist heade tunnete kuu! Igal hommikul kuulutage valjult: "Ma valin mõtted, mis minu jaoks loovad. hea tuju! Pikali heitma

ÜLEVENEMAALINE astronoomia koolinoorte OLÜMPIAAD TEAVE Ülevenemaalise astronoomiaolümpiaadi 2012. aasta ülevenemaalise koolinoorte piirkonna etapil osalejale Moskva 2011 1 Hea sõber! Enne kui otsustama hakkad

Teabe AKÜ õppenõukogule 02.09.07 raporti materjalide põhjal Tumeaine (tuvastusprobleem) koostasid: a.g. Doroškevitš V. N. Lukaš, I. D. Novikov Kus asub mateeria? Helendav: * tähed Tumedad

Haridus- ja metoodiline kompleks (UMK) Füüsika 7. klassi tööprogrammi kokkuvõte A.V. Peryshkin. Füüsika 7. klass. Moskva. Bustard.2012 A.V. Perõškin. Ülesannete kogumik füüsikas 7-9. Moskva eksam.2015 Koolitus

VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM LIITRIIGI EELARVEASUTUS TEADUSTE ASTROFÜÜSILINE ERIVAATLUS VENEMAA TEADUSTE AKADEEMIA HEAKSKIIDETUD " " 01_ TÖÖTAMINE

Arutati Moskva piirkonna koosolekul Kokkulepitud Kinnitan matemaatika ja füüsika õpetajad asetäitjaks. Veemajanduse direktor MBOU keskkooliküla Kljutši direktor /Kamaltdinova Z.Z./ /Seljanina F.F./ /Seljanina Z.R/ 2011 2011 Tell.

XXIII Peterburi astronoomiaolümpiaadi teoreetiline voor, lahendused 206 4. veebruar 9. klass Lewis Carrolli muinasjutus Imedemaale sattunud Alice pikkus muutus pidevalt Kui palju see muutus

VENEMAA HARIDUSAKADEEMIA Katsematerjalid 5. klassi õpilastele SOTSIAALÕPETUS JA LOODUSÕPETUS (1) Variant 3 Kool 5. klass Perekonnanimi, eesnimi perekonnanimi, õpilase eesnimi JUHEND ÕPILASELE

8 Näiteid probleemide lahendamisest Probleem Absoluutselt must keha kuumutatakse temperatuurilt 3 C. Mitu korda muutus summaarse kiirguse võimsus Antud: T S373K; T 3 S573K; σ 5,67-3 W m K Leia: N /N

Autonoomne hariduslik mittetulundusühing kõrgkooli "Juhtimise, Turunduse ja Rahanduse Instituut" Õppeväljaanne METOODILISED JUHISED ÕPILASELE PRAKTILISTE TUNNIDE JA ISESEISEVÕPPEKS

XXI Peterburi astronoomiaolümpiaadi kirjavahetuse kvalifikatsioonivoor, lahendused 2013 2014 detsember 5. jaanuar 15 5 6 klassid 1. Antares, Andromeeda udukogu, Jupiter, Alfa Centauri, päike. positsioon

Lisa Randall "Tume aine ja dinosaurused"

Kosmosedetektiiv spoileriga kaanel. Ühe genotsiidi versioon raamatu “Knocking on Heaven’s Door” autorilt.

Lisa Randall nimetab uurimise tulemuste ja pikkade operatiivsete otsingute tulemuste põhjal tumeainet dinosauruste tapjaks. Mitte raske tumeda kangatükk, mis piisavalt kõrguselt alla kukkudes tappa võiks, vaid oletuslik vaatlemiseks ja mõõtmiseks nähtamatu kosmilise tühimiku täiteaine. Teadlased pärast arvutamist keskmine kiirus galaktikate pöörlemine jõudis järeldusele, et kogu universumi füüsiliste objektide massist ei piisa selgelt, et kõik niimoodi pöörleks ja pöörleks. Miski aitab galaktikatel kiirust koguda; see on piisavalt raske ja loob gravitatsioonilise tausta, mis hoiab kõike universumis ühtses süsteemis. Just selle millegi gravitatsioonilise mõju tõttu jõudsid teadlased järeldusele, et on olemas teatud ainevorm, mis kontrollib nähtamatult kõigi kosmiliste kehade liikumist – alates kosmilisest tolmust kuni tohutute täheparvedeni. Tumeaine on maskeerimismeister ja sellel on palju nägusid. Selle kohta, mis selline asi võiks olla, on mitu versiooni. Teadlased pole seda veel tundnud, kuid nad jagavad seda juba tüüpideks.

Üks neist liikidest muutis 66 miljonit aastat tagasi komeedi trajektoori ja saatis selle Maale, kus dinosaurused elasid muretut elu, sõid rohtu ja üksteist. Võib-olla olid õnnetud loomad, kes ei teadnud oma saatust, piisavalt intelligentsed, et korraldada usurongkäike ja vangistada reposte, võidelda territooriumi eest ning uputada enesealalhoiuinstinkti häirekellasid tõrva- ja naftaaukudes. Neil oli oma usk, kuid tulevikku polnud. Kosmiliste standardite järgi tühise suurusega kosmiline keha – läbimõõduga umbes 10 km – tegi lõpu nende plaanidele jõuda lopsakasse rohelusse ja hammustada kõvemini ettevaatamatu naabri poolel. Dinosaurused, nagu ka paljud inimesed, ei suuda mõista suurte ja väikeste objektide, energiate ja mõtete hämmastavat vastastikust seost lõpmatult hämmastavas universumis. Tumeaine hävitas dinosaurused, kontrollis (mingil määral) elu õitsengu ja languse perioode planeedil Maa, aitas kaasa intelligentse elu tekkele ja domineeriva liigi homo sapiens tekkele. Oota, siis selgub, et tumeaine on...

Lisa Randall on esimene naine, kes on töötanud Princetoni ülikooli füüsikaosakonnas, ning esimene naine, kes on MIT-is teoreetiline füüsik. Harvardi ülikool.

Ostke: bookvoed.ru/book?id=7066932&utm_source=vkontakte&utm_medium=social&utm_campaign=vkontakte

See artikkel lisati kogukonnast automaatselt