Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Упущенные возможности

Читать ria.ru в
Нобелевскую премию по физике в 2006 г. получили американские астрофизики Джон Мэзер (John C.Mather) из Центра Годдарда и Джордж Смут (George F.Smoot) из Калифорнийского университета в Беркли, внесшие значительный вклад в осуществление одного из ключевых космологических экспериментов ХХ века - исследования с борта космического аппарата СОВЕ (Cosmic Background Explorer "Исследователь космического фона") спектра так называемого реликтового излучения и флуктуаций его фона...

Юрий Зайцев, эксперт Института космических исследований (ИКИ) РАН.

Нобелевскую премию по физике в 2006 г. получили американские астрофизики Джон Мэзер (John C.Mather) из Центра Годдарда и Джордж Смут (George  F.Smoot) из Калифорнийского университета в Беркли, внесшие значительный вклад в осуществление одного из ключевых космологических экспериментов ХХ века - исследования с борта космического аппарата СОВЕ (Cosmic Background Explorer "Исследователь космического фона") спектра так называемого реликтового излучения и флуктуаций его фона.

Согласно мнению шведской Королевской академии, американским ученым удалось подтвердить основные постулаты теории Большого взрыва. 

Теоретически гипотеза Большого взрыва была обоснована в 40-50-х годах прошлого века эмигрировавшим в 1934 году из СССР в США Георгием Гамовым. Он предложил модель горячей Вселенной, применив в космологии идеи ядерной физики и термодинамики. Согласно его модели, примерно 13,7 млрд. лет назад не было ни времени, ни пространства, ни материи. Все появилось в момент  взрыва бесконечно плотной точки радиусом 10-33 см,  обладающей гигантской тепловой энергией (так называемое состояние сингулярности) и  содержащей, подобно гену, всю информацию о будущей Вселенной.

Гамов  полагал, что на раннем этапе расширения Вселенной, когда ее вещество было практически однородным и очень горячим, возникло некое микроволновое фоновое излучение, равномерно распространяющееся по всему космосу. Соответственно,  если теория ранней горячей Вселенной верна, то и Вселенная нынешняя  неизбежно должна быть заполнена остатками (реликтами) первобытного горячего излучения. По мере расширения  Вселенной температура ее вещества и излучения постепенно снижалась и, согласно расчетам, нынешняя температура реликтового излучения должна составлять всего 5-6 Кельвина, т.е. чуть выше 2700 Цельсия.

Многими учеными предсказанное Гамовым реликтовое излучение расценивалось  как плод его изощренной фантазии. Но в 1964 г. оно было открыто, причем случайно, американскими радиоинженерами Арно Пензиасом и Робертом  Уилсоном, за что спустя 15 лет  они были удостоены Нобелевской премии. Гамов же при жизни так и не дождался официального признания научных заслуг.

Открытие реликтового излучения подтвердило гипотезу горячей Вселенной. Следующими шагом должно было стать обнаружение его анизотропии - вариаций средней температуры в разных направлениях на небе, возникающих из-за движения нашей Галактики сквозь реликтовое излучение. Причем из теории эти вариации должны были  быть очень малыми.

Долгое время лидирующее положение в этих исследованиях занимал Советский Союз. Сначала наблюдения проводились (в рамках проекта "Холод") на крупнейшем в мире наземном радиотелескопе РАТАН-600. Однако достигнутый уровень  чувствительности аппаратуры был примерно в 2-3 раза ниже требуемого для обнаружения сигнала.

В 1983 г. в Советском Союзе предпринимается и первая в мире реальная попытка исследования реликтового излучения с борта космического аппарата. Эксперимент "Реликт-1", подготовленный в Институте космических исследований Академии наук СССР под руководством  доктора Игоря Струкова, выполнялся на спутнике "Прогноз-9". Для проведения исследований  выбрана высокоапогейная орбита с большой полуосью, равной 400 000 км. На борту спутника был установлен радиометр на длину волны 8 мм с рекордной по тому времени чувствительностью 35 милликельвин за секунду накопления.

Радиометр представлял собой две рупорные антенны (диаграмма направленности каждой - 50), угол между которыми составлял 900, и  собственно радиометрический тракт. Спутник медленно вращался вокруг одной из своих осей, делая один оборот за две минуты. Один  рупор - он назывался опорным - был направлен вдоль  оси вращения и принимал радиосигнал из одной небесной точки. Второй за две минуты оборота  спутника полностью "просматривал" большой круг небесной сферы,  перпендикулярный оси вращения. Таким образом, за неделю каждый элемент этого круга просматривался несколько тысяч раз. Затем спутник  переориентировался в пространстве и сканировал новый круг. В итоге  за полгода работы была откартографирована  вся небесная сфера.

Процесс компьютерной обработки и моделирования занимал тогда много времени. Надо также заметить, что и одночастотность радиометра была его самым уязвимым местом с точки зрения астрономических наблюдений. Многочастотный эксперимент позволял сразу выяснить природу анизотропии. Одночастотный  - оставлял много места для различных толкований результатов наблюдений и, соответственно, природы анизотропии.  Тем более, что первая черновая обработка построенной по данным "Реликта-1" радиокарты дала отрицательный результат. И лишь спустя много времени, разница температур, то есть анизотропия реликтового излучения, была все-таки выявлена.

Результаты проекта "Реликт-1" , докладывавшиеся на международных симпозиумах, неизменно получали очень  высокую оценку мирового научного сообщества. Карта радиотеплового излучения небесной сферы, построенная по результатам проекта, послужила  эмблемой юбилейной международной конференции "Реликтовое излучение 25 лет спустя"  (Италия, 1989 г.)

В 1986 г. Ученый Совет ИКИ принимает решение о продолжении исследований анизотропии реликтового излучения в рамках нового проекта "Реликт-2". Уже в технологическом образце усовершенствованной аппаратуры была реализована в пять раз лучшая чувствительность. В летном комплекте она должна была быть примерно в 20 раз выше, чем у "Реликта-1". Новый этап наблюдений планировалось начать в 1993-94 гг. с борта космического аппарата "Либрис". Однако после распада СССР  финансирование проекта резко сократилось и "Либрис" так и не был запущен.

Первое официальное заявление об открытии "Реликтом-1" анизотропии прозвучало в январе 1992 г. на Московском астрофизическом  семинаре. Спустя несколько месяцев, с аналогичным заявлением об экспериментальном открытии  анизотропии реликтового излучения спутником СОВЕ выступил на специально созванной пресс-конференции руководитель американского проекта Дж. Смут. Сообщение было распространено по всему миру средствами массовой информации как научная новость   номер один.

Соруководитель проекта Джон Мазер в интервью журналу Newsweek на вопрос о приоритетности исследований российского спутника заметил: "Я, конечно, хорошо знаю  эту работу. Эксперимент "Реликт" был проведен очень давно, задолго за запуска СОВЕ. Это была одна из первых попыток обнаружить анизотропию реликтового излучения, и, насколько  я знаю,  она оказалась успешной. Так что я могу сейчас  поздравить участников "Реликта". Хочу только добавить, что в те годы многие трудились изо всех сил над аналогичными проектами. Конечно, мы полностью признаем заслуги своих предшественников. Они получили много ценных результатов, но наши все же оказались лучше".

Все это прекрасно, но, согласно официальной формулировке нобелевского комитета, премия присуждена за экспериментальное  обнаружение "соответствия космического микроволнового фонового излучения спектру абсолютно черного тела и анизотропии этого фонового излучения". Однако, как ни крути, анизотропию реликтового излучения  первыми обнаружили все-таки  российские ученые.

Наверное, можно было бы посетовать на некоторую неполиткорректность шведских академиков, не пожелавших до конца разобраться  в проблеме. Увы, уже в который раз в истории современной физики, да и не только физики, пиар-бомба американцев оказалась настолько мощной, что о первичных результатах исследований российских ученых забыли, тогда, как вторичные достижения их зарубежных коллег получили приоритетный статус.

Справедливости ради следует заметить, что во всем этом есть и доля вины российских ученых. Конечно, проще всего сослаться на недостаточное финансирование  отечественных космических исследований. Но такие же проблемы стояли и перед американцами. Первоначально планировалось отправить зонд для измерения параметров реликтового излучения на борту одного из шаттлов. Однако после катастрофы "Челенджера" в 1986 г. и приостановке запусков шаттлов судьба проекта оказалась под большим вопросом.  Выбить деньги у начальства для продолжения финансирования и добиться выделения под СОВЕ специальной ракеты-носителя было  очень трудно, но участникам проекта это все-таки удалось. Российским ученым преодолеть препоны и не только  чиновников, но и многих ученых, оказалось не под силу. Как вспоминает руководитель российского проекта Игорь Струков: "Совершенно неожиданным и достаточно неприятным  оказался  крайне малый интерес отечественных астрофизиков к экспериментальным данным "Реликта-1".

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
Эксперты назвали самые продаваемые автомобили с "автоматом" в РоссииНемцы жестко ответили на обвинения "неблагодарного" КличкоСМИ: сенаторы США обсуждают, как изменить проект санкций против РоссииГражданам рассказали, можно ли тайком записывать разговор по телефонуИнфекционист развеял популярный миф об "омикроне"Российские саперы очистили более 12 гектаров в ЛаосеНутрициолог сказала, что будет с сердцем и печенью, если есть пшенную кашуЭксперт рассказал об опасных температурах для смартфона и умных часовЭксперт допустил рост доллара до 90 рублей в ближайший месяцПри обрушении шахты на Колыме погибли два человекаЭксперты назвали самые опасные дороги в России для автомобилей в 2021 годуАналитики рассказали, сколько "живут" sim-картыПри землетрясении в Гаити погибли два человекаРоссийские военные предложили "глушить" пловцов врага акустическими волнамиОпрос показал, что большинство россиян выступают за отмену ЕГЭМинпромторг рассматривает возможность увязки налога на авто с мощностьюВ Роспотребнадзоре заявили, что дети чаще заражаются "омикроном"Врач назвал самые грозные осложнения после коронавирусаВ Китайском музее терракотовой армии нашли фигурки из золота и серебраДесятки тысяч людей покинули сирийский город Эль-Хасеке, заявили в МККК