Самую престижную научную награду в этом году получили астрофизики. Лауреатами Нобелевской премии по физике 2011 года стали американцы Cол Перлмуттер, Адам Рисс и Брайан Шмидт. Они смогли показать, что Вселенная расширяется с ускорением, и тем самым сыграли ключевую роль в едва ли не самом значительном пересмотре наших представлений о мире за последние два десятилетия.
Работающие в США Перлмуттер и Райсс и представляющий сейчас научное сообщество Австралии Шмидт в конце 1990-х годов изучали сверхновые звезды. Наблюдения, которые провели астрономы, привели к настоящему перевороту представлений о мире - в частности, они позволили сделать вывод о существовании темной энергии. В историю о том, как людям открывалось устройство Вселенной в целом, была вписана очередная глава, и для ее понимания уместно сначала обратиться к прошлому опыту, к тому, что было известно нынешним нобелевским лауреатам еще до их открытия.
В начале 1990-х годов физики уже твердо знали: наш мир возник больше 10 млрд лет назад, и с тех пор он постоянно расширяется. Причем в довольно нетривиальном смысле этого слова - речь идет не просто о том, что звезды и галактики разлетаются в разные стороны подобно осколкам разорвавшегося снаряда, вместо этого расширяется само пространство. Если взять воздушный шарик с рисунком и начать его надувать, то увеличение размеров рисунка будет вполне уместной аналогией - с поправкой на то, что на шарике расширяется поверхность, а после Большого взрыва расширяется трехмерное пространство.
Лауреаты-2011
Адам Рисс. Родился в 1969 году, окончил Массачусетский технологический институт, после чего поступил в аспирантуру Гарвардского университета. Позже работал в научном институте космического телескопа, который распоряжается знаменитым «Хабблом».
Брайан Шмидт. Родился в 1967 году, школу окончил на Аляске, высшее образование получил в университете Аризоны, после чего окончил аспирантуру в Гарварде. В последние годы работает в Австралийском национальном университете.
Сол Перлмуттер. Родился в 1959 году и часть образования тоже получил в Гарварде. Правда, речь идет не об аспирантуре, а об основной программе, степень доктора философии (Ph.D., аналог кандидата наук) он получил уже в университете Калифорнии. Интересна тема его диссертации: поиск потенциальных «Немезид», красных карликов, обращающих вокруг Солнца по очень вытянутой орбите.
Расширение Вселенной к началу формирования программы Supernova Cosmology Project («Космологический проект по изучению сверхновых»), которым руководил Сол Перлмуттер, уже было экспериментальным фактом - таким же, как, скажем, существование других галактик или сверхновых звезд. Вопрос был не в том, расширяется ли наше пространство, а в том, постоянна ли скорость этого расширения. Ведь от этого зависит дальнейшая судьба нашего мира - если бы, к примеру, выяснилось, что расширение замедляется, это указало бы на возможность сначала остановки, а потом и перехода к сжатию.
Одна из теоретических моделей гласила, что Вселенная сначала расширяется, потом сжимается и снова превращается в сверхплотную точку, которая порождает новый Большой взрыв. Другая теория предполагала вечное, но все время замедляющееся расширение. Реальность оказалась такова, что мир почему-то расширяется с ускорением. Вполне разумное соображение насчет того, что гравитационное притяжение будет со временем замедлять расползание пространства, почему-то не сработало - в мире нашлось нечто, что проявляет себя в масштабе Вселенной как сила, превосходящая гравитацию.
Эта сила получила название «темной энергии» и стала важнейшей частью космологической модели, принятой сегодня большинством ученых. Не вдаваясь в дебри этой лямбда-CDM модели, отметим лишь то, что именно «темной энергии» во Вселенной больше всего, на втором месте идет невидимая и пока что не пойманная никакими детекторами «темная материя», ну а обычное вещество занимает лишь жалкие несколько процентов от массы.
Две группы - Supernova Cosmology Project Перлмуттера и High-z Supernova Search Team Шмидта и Рисса искали вспышки сверхновых на возможно большем удалении от Земли, а затем определяли расстояние до них вместе с так называемым красным смещением, изменением цвета вспышки из-за удаления ее источника от наблюдателя.
Красное смещение позволило вычислить скорости и расстояния до сверхновых, а из расстояния вполне очевидным образом были получены данные о том, насколько давно произошли эти вспышки. Эти данные, собранные за несколько лет наблюдений с применением лучших телескопов, дали основание в 1997 и 1998 году получить два независимых результата, а в 2011 - и Нобелевскую премию за эти результаты.
Она стала для ученых далеко не первой наградой. Сол Перлмуттер в 2002 году получил престижную премию Лоуренса от департамента энергетики США, Шмидт собрал несколько премий у себя в Австралии и даже индийскую медаль Астрономического общества, Рисса отметили наградой Гарвардского университета. И это еще не все - в 2007 году космологическая премия Грубера в полмиллиона долларов была поделена Перлмуттером и Шмидтом, в 2006-м Рисс и Шмидт разделили премию Шоу (1 миллион долларов), а в 2011 Перлмуттер с Риссом стали лауреатами и медали Эйнштейна!