Фізика майбутнього

Щоразу, коли людство опановувало новий вид випромінювання, це змінювало наше уявлення про світ. Коли Галілей уперше використав оптичний телескоп, щоб досліджувати планети й зорі, народилась наука астрономія. Коли незабаром після Другої світової війни з’явились радіотелескопи, нам відкрився Всесвіт з вибухами зірок і чорними дірами. Тепер же третє покоління телескопів, які можуть реєструвати гравітаційні хвилі, може відкрити нам іще захопливіші перспективи: світ із чорними дірами, що зіштовхуються, вищими вимірами і навіть Мультивсесвіт.

Попередньо запуск LISA заплановано на період від 2018 до 2020 року. Ця антена складається з трьох космічних апаратів, сполучених лазерними променями і розташованих у формі велетенського рівно- стороннього трикутника зі стороною приблизно 3 мільйони миль. Це буде найбільший космічний прилад, який будь-коли запускали в космос. Кожна гравітаційна хвиля від Великого вибуху, що досі вібрує у Всесвіті, легенько гойдатиме цю антену. Лазерні промені реагуватимуть на це збурення, а сенсори фіксуватимуть його частоту й інші властивості. Таким способом науковці мали б довідатись, яким був Усесвіт через якусь трильйонну частку секунди після Великого вибуху. (На думку Айнштайна, простір-час може стискатися й розтягуватись, як полотно. Від усякого значного збурення - зіткнення чорних дір чи Великого вибуху - утворюються брижі й розходяться по всьому полотну. Ці брижі, або гравітаційні хвилі, надто слабкі, щоб їх можна було виявити за допомогою звичайних приладів, однак LISA достатньо чутлива й велика, щоб зафіксувати вібрації, спричинені цими гравітаційними хвилями.)

LISA зможе не тільки зафіксувати випромінювання від зіткнення чорних дір, а й зазирнути в епоху до Великого вибуху, що раніше уважалося неможливим.

Сьогодні є кілька теорій стосовно епохи до Великого вибуху, всі вони походять із теорії струн - моєї наукової спеціальності. В одному сценарії наш Усесвіт - це велетенська бульбашка, що постійно розширюється. Ми живемо на оболонці цієї гігантської бульбашки (ми приклеєні до неї як мухи до клейкої стрічки). Але наш Усесвіт- бульбашка існує в океані інших усесвітів-бульбашок, які утворюють мультивсесвіт з усесвітів, що нагадує піну для ванни. Час до часу ці бульбашки можуть зіштовхуватись (це дає нам теорію “великого зіткнення”) або ж ділитись на менші бульбашки, а тоді розширюватися (це дає нам так зване “вічне розширення”). Кожна з цих теорій визначає, як саме Всесвіт має випромінювати гравітацію в перші миті після первинного вибуху. LISA зможе виміряти гравітаційне випромінювання від Великого вибуху й зіставити його з різними передбаченнями теорії струн. Таким способом LISA, можливо, спростує або підтвердить якісь із цих теорій.

Але навіть якщо LISA виявиться недостатньо чутливою для цього делікатного завдання, то, можливо, з ним упораються детектори наступного покоління (такі, як Big Bang Observer (Спостережувач Великого вибуху)).

Якщо ці проекти виявляться успішними, то вони зможуть відповісти на запитання, що залишалося загадкою багато сторіч: звідки з’явився Всесвіт? Отже, вже в близькому майбутньому з’ясувати походження Великого вибуху може стати реально можливо.

ПІЛОТОВАНІ КОСМІЧНІ польоти

Роботизовані космічні апарати й надалі відкриватимуть нам нові перспективи для досліджень космосу, тим часом на шляху до пілотованих польотів стоять серйозні перешкоди. Річ у тім, що порівняно з пілотованими польотами, космічні роботи дешеві й універсальні; їх можна запускати в небезпечні середовища; вони не потребують дорогих систем життєзабезпечення і — найголовніше - вони не мусять повертатися на Землю.

У далекому 1969 році нам здавалось, що наші астронавти от-от почнуть досліджувати Сонячну систему. Ніл Армстронґ і Базз Ол- дрін щойно прогулялися поверхнею Місяця, і люди вже мріяли про політ на Марс і далі. Здавалось, ми почали шлях до зірок. Перед людством відкривалась нова ера.