Поиск - новости науки и техники

Снайперу виднее? Физики соревнуются в точности.

Две недели не стихают страсти вокруг открытия американскими исследователями, участниками проекта BICEP2 на Южном полюсе следов первичных гравитационных волн, возникших после Большого взрыва. Эксперты говорят о подтверждении инфляционной модели Вселенной, разработанной, в частности, российскими физиками-теоретиками Алексеем Старобинским и Андреем Линде. Мы созвонились с Андреем Линде, работающим сегодня в Стэнфордском университете, и спросили его, что он сам думает о недавнем открытии и полученных результатах.

– Во-первых, хотелось бы уточнить, что это за открытие. Мы, конечно, все знаем, что произошло, но всякий раз, когда в науке происходит что-либо подобное, возникает желание уточнить, что именно открыто. Потому что одно дело, что открыта поляризация микроволнового излучения, а другое – правда ли, что это гравитационные волны от инфляции… Участники эксперимента BICEP2 вроде бы все аккуратно делали – они очень квалифицированные люди, но для того, чтобы в точности быть уверенным, хотелось бы повторных экспериментов. Та эйфория, которая сейчас присутствует, в значительной степени связана с тем, что этого открытия все очень ждали.
Я слушал доклад ученых из BICEP, он звучал очень сильно, были приведены цифры, против которых трудно устоять. Сами экспериментаторы комментируют их так: “Мы думали, что ищем иголку в стоге сена, а нашли целый лом!”.
Но я не экспериментатор и не могу в точности оценить результат. Есть некоторые нестыковки с данными, полученными год назад аппаратом “Планк”, и этим обстоятельством я и другие специалисты немного сконфужены.
– Что это за нестыковки?
– В прошлом году “Планк” сообщил: мера вклада гравитационных волн по сравнению с вкладом обычных возмущений (отношение спектров мощностей так называемых тензорных возмущений и скалярных неоднородностей), которая обозначается как r, меньше чем 0,12. Эксперимент BICEP2 дает значение 0,2 ± 0,05-0,06. Для того чтобы совместить эти два результата, надо поднапрячься.
Может быть, данные “Планка” стоит подправить. Но есть и противоречие со всей совокупностью данных, которые трудно подогнать к тому, что получил эксперимент BICEP2. С другой стороны, такого типа нестыковки бывают.
Физики из BICEP2 говорят: давайте посмотрим, если мы учтем возможные ошибки, связанные с фоном, с чем-нибудь еще, результат станет не 0,2, а 0,16. Он уже ближе к “Планку”. Есть ли там противоречие? Ну, может быть, и есть, но не такое сильное. Сейчас каждый день кто-то пытается выпустить свою статью, в которой объясняется, как это все можно обойти. Например, усложнить теории инфляции, сделать их немного “хитроумными”. Вопрос в том, хороша ли эта плата – усложнение теории – для того, чтобы совместить две совокупности данных. Ясно, что все это будет исследоваться и скоро мы, наверное, получим новые данные. Так, экспериментаторы BICEP продолжают свои эксперименты с помощью установки Keck Array, которая содержит пять аппаратов BICEP. Три из них работают на одной частоте, две – на другой, и это очень важно для того, чтобы отделаться от возможного шума. Люди, которые занимаются этим экспериментом, с одной стороны, верят, что результат получен, с другой – видят в нем какую-то загадку, и у всех, наверное, голова будет болеть до тех пор, пока она не разрешится. Новые результаты группы BICEP, основанные на использовании этих пяти дополнительных установок, могут появиться через несколько месяцев. А “Планк” свои окончательные данные обнародует в декабре будущего года.
– То есть интрига сохранится до тех пор, пока две независимые группы ученых, каждая в рамках своего эксперимента, не подтвердят результаты друг друга?
– Или, по крайней мере, не объяснят, почему они друг с другом сильно не сходятся. “Планк” – это мощная машина, которую можно сравнить с пулеметом. А BICEP – это снайпер. Оба нацелены в одно и то же место. Но точность, аккуратность измерения поляризации у BICEP гораздо лучше по сравнению с тем, что есть у “Планка”. Последний не был оптимизирован для того, чтобы выполнять такого типа измерения. Зато он видит все в огромных масштабах и много чего знает, что может быть использовано потом.
– Специалисты говорят о том, что найдены следы раннего этапа формирования Вселенной. Обычному человеку это трудно представить!
– Часть из того, что сейчас произошло, на самом деле было известно и раньше. Если посмотреть на великолепные карты неба, которые нам дал “Планк”, становится ясно, что это изумительная вещь! Они содержат крохотные пятнышки температуры микроволнового излучения, которые показывают (если теория правильная) фактически замерзшие на небе и стянутые с помощью инфляции маленькие квантовые флуктуации плотности вещества, которые возникли на ранних стадиях эволюции Вселенной. Вы взяли малюсенький кусочек пространства, потом оно быстро раздулось за счет того, что происходило экспоненциальное расширение Вселенной во время инфляции. И когда оно раздувалось, в нем генерировались и растягивались квантовые флуктуации. Вот эти квантовые флуктуации, если теория правильна, ответственны за образование галактик. Но никто не удивляется, что мы видим галактики на небе. Удивительно то, что эти маленькие флуктуации могли привести к такому грандиозному эффекту! Но факт остается фактом – галактики есть, и самая лучшая теория, которая пока что объясняет их существование, – это теория инфляции.
То, что отсутствовало в прежней информации – какова была плотность вещества, когда флуктуации генерировались. То есть надо было как-то “выкручиваться”, чтобы получить те масштабы, которые были в теории. Можно было сделать, чтобы на основании данных “Планка” плотность Вселенной, когда это все происходило, была бы, например, на два порядка меньше. Или на три, на пять… Но все равно она была бы огромной! И поразительно, что эти флуктуации генерировались, растаскивались, замерзали… Мы их сейчас видим – небо работает, как увеличительное стекло.
А то, что сделал BICEP (если все сделано правильно), – это указание на масштаб энергии, при которой все происходило. Мы знаем его с точностью до нескольких процентов и можем сказать, какая была плотность энергии в то время, когда продуцировались флуктуации. Это очень важная информация, она позволяет фиксировать те теории, которые не годятся, убирать их. И одновременно – узнать, какие из вариантов теории инфляции работают.
– Вы сегодня наверняка герой в своем университете. Что говорят ваши коллеги, студенты – как они относятся к этому событию?
– Эйфория существует и, наверное, существует потому, что люди видят чудеса на небе, и интерпретация этих чудес так или иначе связана с теми процессами, которые были на самых ранних стадиях эволюции Вселенной. Но ведь много было и других экспериментальных свидетельств в пользу инфляционной теории. Я бы сказал, что в том, что сейчас происходит, есть некий перегиб. Что касается меня и многих других ученых, то мы уже давно считаем маловероятным, что есть какие-то альтернативы теории инфляции. Мы можем ошибаться, но слишком много этапов проверки, на каждом из которых эта теория могла “поскользнуться”, она уже прошла. Каждый раз выяснялось, что “все хорошо”. Сейчас появилось еще одно “хорошо”. Но оно представляется многими как “вот если бы этого не было, то инфляция не была бы доказана”. Это установка, с которой мне не хочется соглашаться. Не хочется потому, что через некоторое время придумают еще какую-то причину, по которой гравитационные волны могут продуцироваться каким-то другим механизмом. И до тех пор, пока все не проверишь, не будет точного доказательства…
И есть в этом такой оттенок, что, если мы это сейчас не проверим, если не убедимся в том, что это гравитационные волны от инфляции, тогда мы не будем ничего знать. По-моему, это просто глупость! Люди, которые занимаются космологией, не то чтобы успокоились, но они понимают, что инфляция гораздо лучше других теорий, которые существуют. Хотя бы потому, что она может запросто объяснить, почему Вселенная такая большая, почему параллельные линии не пересекаются и массу других вещей.
А вообще, сейчас все вокруг возбуждены гораздо больше, чем я. Общественное мнение – как маятник. Если его раскачать, он может больно по тебе ударить… Я думаю: здорово, если сейчас все подтвердится. Ну а если не подтвердится, разве я займусь чем-то еще? Нет, конечно. Того, что я знал раньше, для меня было достаточно, чтобы верить в то, чем я занимался.

Беседовала
Светлана БЕЛЯЕВА

Нет комментариев