Серьезный удар по
теориям темной материи
Новое исследование обнаружило необъяснимое
отсутствие темной материи в окрестностях Солнца
ESO — European Southern Observatory
eso1217ru — Научный релиз от 18 апреля 2012 г.
Наиболее точное на сегодняшний день исследование движений звезд в Млечном Пути не нашло свидетельств присутствия темной материи в большом объеме пространства вокруг Солнца. Согласно широко распространенным теориям считалось, что окрестности Солнца заполнены темной материей, таинственной невидимой субстанцией, которую можно обнаружить только косвенными методами, по гравитационному воздействию, которое она оказывает. Однако новое исследование, проведенное астрономами в Чили, показало, что эти теории просто не соответствуют наблюдательным фактам. Это может означать, что попытки прямой регистрации частиц темной материи на Земле вряд ли будут успешными.
Группа, использующая 2.2-м телескоп MPG/ESO в обсерватории ESO Ла Силья, а также другие телескопы, построила карту движений более, чем 400 звезд на расстояниях до 13 000 световых лет от Солнца. На базе этих данных астрономы вычислили массу вещества в окрестностях Солнца, в объеме пространства, вчетверо превышающем те, что рассматривались прежде.
“Значение массы, которое мы получили, очень хорошо соответствует тому количеству вещества, которое мы видим в форме звезд, пыли и газа в околосолнечной области, — говорит руководитель группы Кристиан Мони Бидин (Christian Moni Bidin, Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile). — Но тогда не остается места для темной материи, найти которую мы рассчитывали. Согласно нашим вычислениям, темная материя должна была отчетливо проявиться в наших измерениях. Но ее там просто не оказалось!”
Темная материя — таинственная субстанция, которую нельзя увидеть, но которая проявляет себя через гравитационное взаимодействие с окружающим ее веществом. Первоначально предположение о существовании этой дополнительной составной части Вселенной было сделано, чтобы объяснить, почему внешние части галактик, включая и наш Млечный Путь, вращаются так быстро, но сейчас темная материя составляет существенный элемент теорий образования и эволюции галактик.
В соответствии с общепринятой сейчас концепцией, темная материя составляет около 80% массы Вселенной [ 1 ], однако все попытки выявить ее природу до сих пор не увенчались успехом. Не удались и все эксперименты по регистрации частиц темной материи в лабораторных условиях на Земле.
Измеряя с очень высокой точностью движения большого числа звезд, в особенности расположенных на большом расстоянии от плоскости Млечного Пути, исследовательская группа смогла рассчитать общую массу вещества в этом объеме [ 2 ]. Движения звезд являются результатом взаимного гравитационного притяжения всего наличествующего вещества, как обычного, например, звезд, так и темной материи.
Существующие сейчас в астрономии модели формирования и вращения галактик предполагают, что Млечный Путь окружен гало из темной материи. Эти модели неспособны точно предсказать форму этого гало, но все они сходятся в том, что в околосолнечной области можно найти существенное количество темной материи. Только при очень необычной форме гало, например, очень вытянутой, можно объяснить отсутствие темной материи, выявленное настоящим исследованием [ 3 ].
Новые результаты также означают, что попытки зарегистрировать темную материю на Земле, например, при редких взаимодействиях частиц темной материи с «нормальными» частицами, вряд ли могут быть успешными.
“Хоть мы и получили такой результат, Млечный Путь все-таки вращается значительно быстрее, чем если бы он состоял только из наблюдаемого вещества. Так что, если темной материи нет там, где мы рассчитывали ее найти, значит, требуется новое решение проблемы скрытой массы. Наши результаты противоречат принятым сейчас моделям. Тайна темной материи, таким образом, стала еще загадочнее. Будущие исследования, такие, как миссия ESA Gaia, сыграют решающую роль в ее разгадке” — заключает Кристиан Мони Бидин.
Ссылки
- Текст статьи: ApJ (препринт).
- Фото 2.2-м телескопа MPG/ESO.
- Фото шведского 1.2-м телескопа Леонарда Эйлера.
Примечания
*) Результаты исследования представлены в статье “Kinematical and chemical vertical structure of the Galactic thick disk II. A lack of dark matter in the solar neighborhood”, by Moni-Bidin et al. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
**) В состав группы исследователей входят: C. Moni Bidin (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile), G. Carraro (European Southern Observatory, Santiago, Chile), R. A. Méndez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile) and R. Smith (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile).
[ 1 ] Согласно современным теориям, темная материя составляет 83% от всей массы Вселенной, а на долю обычного вещества приходятся остальные 17%. Во Вселенной также присутствует значительно большее количество темной энергии, но она, как считается, не оказывает влияния на движения звезд внутри Млечного Пути.
[ 2 ] Наблюдения были выполнены со спектрографом FEROS, смонтированном на 2.2-м телескопе MPG/ESO, с приемником Coralie, установленном на шведском 1.2-м телескопе Леонарда Эйлера (Leonhard Euler Telescope), с инструментом MIKE на телескопе Magellan II и с эшелле-спекрографом на телескопе Ирэн Дюпон (Irene du Pont Telescope). Первые два телескопа установлены в обсерватории ESO Ла Силья (La Silla Observatory), последние два — в обсерватории Лас Кампанас (Las Campanas Observatory); обе эти обсерватории находятся в Чили. В общей сложности наблюдалось более 400 красных гигантов с большим разбросом высот над плоскостью Галактики в направлении южного галактического полюса.
[ 3 ] Теории предсказывают, что среднее количество темной материи в окрестности Солнца должно составлять примерно 0.5 килограммов в объеме земного шара. Новые измерения дают значение 0.00±0.06 килограмма темной материи в этом объеме.
[ 4 ] Oliver Knill. "Supernovae, an alpine climb and space travel." (A contribution to the 100'th birthday of Fritz Zwicky)" 14. July 1998 http://www.dynamical-systems.org/zwicky/Zwicky-e.html. Имеется русский перевод: "Сверхновая, альпийское восхождение и космическая эпопея", опубликованный на сайте http://www.metodolog.ru/00204/00204.html
Справка о составителе этого релиза
Кирилл Масленников изучал астрофизику в Ленинградском Университете. Темой кандидатской диссертации, защищенной в 1984 г. в Институте Космических Исследований в Москве, было измерение деформаций волнового фронта метом Гартмана для задач астрономической адаптивной оптики (в то время такие же исследования велись и в ESO, в результате чего на телескопах ESO адаптивная коррекция стала мощным фактором повышения качества изображения). В 1980-е годы руководил экспедицией Пулковской обсерватории и ИКИ на Памире, где в урочище Шорбулак, на высоте 4300 м, был установлен 70-см рефлектор. Интересно, что исключительные условия астрономических наблюдений на Шорбулаке, в частности, рекордно низкая атмосферная влажность, весьма близки к условиям на плато Чахнантор, месте установки телескопа APEX. Впоследствии занимался широким кругом наблюдательных задач, от фотометрии астероидов пояса Койпера до спектральных и поляриметрических наблюдений лацертид; многие работы выполнены на самом крупном из российских оптических инструментов, 6-м телескопе БТА. Ведет регулярные наблюдения на 26-дюймовом рефракторе в Пулкове. Ученый секретарь Обсерватории по международным связям.
Контакты с ним
- Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория Российской Академии наук
- 196140, Санкт-Петербург, Пулковское шоссе, 65, Масленников Кирилл Львович
- Kirill Maslennikov, Pulkovo Observatory, St.-Petersburg, Russia
- Kirill on Facebook
- Email: km@gao.spb.ru
- Pulkovo Observatory website
- E-mail: eson-russia@eso.org
- Сотовый тел.: +7-911-212-2130
- Рабочий тел.: +7-812-363-7395
Немного о ESO
В 2012 году исполняется 50 лет со дня основания Европейской Южной Обсерватории (ESO, the European Southern Observatory) — ведущей межгосударственной астрономической организации Европы и самой продуктивной астрономической обсерватории в мире. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Чешская Республика, Дания, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Нидерланды, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Объединенное Королевство. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) — крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA — величайшем астрономическом проекте в истории. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) — Европейского Сверхкрупного Телескопа 40-метрового класса для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».
Добавление, сделанное О.Е. Акимовым 10 июля 2012 года
Важность информации, которую сообщил в релизе eso1217ru Кирилл Масленников, трудно переоценить. Фантом под названием «Dunkle Materie» — темная материя — впервые зародился в 1933 году в голове известного американского астронома-исследователя, удачливого предпринимателя и большого шутника Фрица Цвикки (Fritz Zwicky, 1898 – 1974). Этот человек непременно должен был придумать нечто такое, что стояло бы в одном ряду с черными дырами. Чтобы понять данную категорию, нужно хотя бы мельком познакомиться с биографией этого заносчивого человека. Говорим «заносчивого», потому что он действительно был очень высокого мнения о себе. Сейчас вы в этом убедитесь сами.
Оливер Нилл, пересказывая воспоминания Ричарда Фейнмана студенческой поры, пишет: «Цвикки обычно называл других астрономов обсерватории Маунт-Вильсон круглыми ублюдками (spherical bastards). Почему "круглыми"? "Да потому, что они ублюдки, с какой стороны на них ни посмотри". Цвикки славился своей грубостью, которая могла смутить кого угодно. В Техасском университете в Остине рассказывают следующую историю. Однажды семья Цвикки пригласила на обед студентов. Когда те позвонили в дверь, жена Цвикки Доротея открыла им и громко на полном серьезе позвала мужа: "Фриц, ублюдки уже пришли!". Это выражение, видимо, стало обыденным в доме Цвикки» [ 4 ].
Рассказанная история касается зрелого Фрица. Но еще в молодости он высказался весьма непочтительно в адрес своего наставника Милликена (Millikan, 1868 – 1953), а именно, что тот редко выдает хорошие идеи. Милликен спокойно спросил: "Ну, хорошо, юноша, а у вас-то как с этим?" Цвикки хвастливо ответил своему именитому учителю: "У меня хорошие идеи появляются каждые два года. Назовите мне тему и я выдам Вам идею!". Даже если это и легенда, тем не менее, она вполне точно характеризует Цвикки. Впрочем, называть Милликена «учителем» можно с большой натяжкой. Фриц был упрямым человеком и очень скоро отмахнулся от квантовой механики, которую «учитель» пытался навязать своему «ученику».
Фриц родился 14 февраля 1898 года в болгарском городе Варна в семье Фридолина Цвикки — швейцарского предпринимателя, дипломата и посла от Норвегии в период с 1908 по 1933 гг. Отец был женат на чешке по имени Франциска. Семья жила в большом доме, который спроецировал и построил сам Фридолин. Фриц был старшим из трех детей; у него был брат Рудольф и сестра Леони. Мать Фрица умерла в Варне в 1927 году; отец оставался в Болгарии до 1945 года, после чего вернулся в родную Швейцарию, где и умер. В 1904 году шестилетнего Фрица отправили к родителям отца, которые проживали в селе Моллис швейцарского кантона Глаус. Там он получил среднее образование; высшее же образование он поехал получать в Цюрих. В 1920 году Фриц закончил физико-математическое отделение Швейцарского федерального политехникума (Swiss Federal Polytechnic).
Мемориальная доска, на которой написано: «В этом доме родился Фриц Вики — астроном, который открыл нейтронные звезды и темную материю во Вселенной».
Названное учебное заведение, имеющее также аббревиатуру ETH (Eidgenössische Technische Hochschule), хорошо знакомо историкам науки. В нём с 1896 по 1900 год учился Альберт Эйнштейн, а в период с 1911 по 1913 год преподавал в нём. В 1918 году он прочел шестинедельный курс, который, по-видимому, прослушал Фриц. По этой причине американцы гордо называют его «студентом Эйнштейна» или даже «учеником» основателя теории относительности и квантовой механики. Хотя, как было замечено выше, наш герой не был ничьим учеником и усваивал только те знания, которые считал для себя необходимыми. Да и Эйнштейн был плохим наставником и за всю свою жизнь не взрастил ни одного мало-мальски известного ученика. Утверждается, правда, что они были хорошо знакомы и не раз встречались.
В 1922 году под руководством Петра Дебая (Peter Debye) и Павла Шеррера (Paul Scherrer) Фриц Цвикки защитил диссертацию. В 1925 году он эмигрировал в США для работы в Caltech, знаменитом Калифорнийском технологическом институте (Пасадена, США). Там он трудился под началом Роберта Милликена, получившего к тому времени Нобелевскую премию (1923) и внушительную финансовую поддержку из Фонда Рокфеллера. Если наставника тянула в микромир, то подчиненного — в макромир. Милликен не сопротивлялся горячему желанию юноши разгадать тайны Вселенной, так как Caltech нуждался в астрономах. Под кураторством этого уважаемого института в США строилась вторая после Маунт-Вилсон (Mount Wilson) обсерватория на горе Паломар (Mount Palomar). Молодой и энергичный Фриц занялся техническим оснащением этой обсерватории, а заодно и альпинизмом.
В 1932 году он женился на Дороти Гейтс, дочери сенатора Эгберта Гейтса, немалые деньги и обширные связи которого сыграли важную роль в становлении успешной карьеры молодого Фрица. Сенатор хорошо знал семью президента Теодора Рузвельта, который поддержал проект строительства обсерватории на Паломаре. Заручившись его поддержкой, Гейтс финансировал данный проект в то время, когда в США разразилась Великая депрессия. Впрочем, брак с Дороти Гейтс длился недолго: в 1941 году они развелись. Через шесть лет Цвикки нашел себе жену в Швейцарии, Анну, которая принесла ему трех дочерей — Маргариту, Франциску, и Барбару.
В 1942 году Цвикки получил звание профессора астрофизики и вскоре возглавил исследовательские работы в крупной корпорации Аэроджет (Aerojet). В качестве научного консультанта он проработал в ней без малого два десятка лет — с 1943 по 1961 год. Во время второй мировой войны он занимается разработкой инженерного оборудования, в частности, реактивных двигателей. Ему принадлежит добрая полусотня патентов на военную технику. За свой вклад в победу во Второй мировой войне он удостоился медали «Свобода», которую получил в 1949 году из рук президента Трумэна.
В теоретическом плане Цвикки сначала заинтересовался термодинамикой, физикой твердого тела, химией ионных растворов и электролитами. Но вскоре увлекся астрономическими наблюдениями и космологическим «конструированием» Вселенной — модным тогда и остающимся таковым сейчас занятием молодых интеллектуалов. После открытия Хабблом красного смещения в спектрах звезд и галактик он в 1929 году написал об этом пространную статью в академическом журнале. В ней автор объяснял покраснение спектров не эффектом Доплера и соответствующим расширением Вселенной, а усталостью или старением фотонов, которые на протяжении своего долгого пути по просторам космоса теряют первоначальную энергию, что, в свою очередь, и приводит к понижению их частоты колебаний.
Фриц Цвикки (1898 – 1974)
В связи с этим Цвикки вел астрономические наблюдения в двух американских обсерваториях — Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар. Тем самым он стремился доказать справедливость высказанной им идеи относительно «стареющих» фотонов. Попутно, как инженер и предприниматель он немало сделал для усовершенствования телескопов, которыми оснащалась новая обсерватория на горе Паломар. Кроме того, им опубликован многотомный галактический каталог, где особое внимание он уделил пространственному распределению галактик. Автор каталога отмечал большое количество межгалактического вещества в форме малопроницаемых пылевых облаков. Эти межгалактические заполнения, считал он, как раз и могли способствовать «усталости» фотонов.
В 1936 он организовал службу сверхновых звезд для их систематического поиска в соседних галактиках. С 1937 по 1941 год им было открыто 18 сверхновых. И это притом, что за всю предыдущую историю астрономии их было обнаружено не более дюжины. Причем сам термин «сверхновая» был введен им в статье 1934 года, опубликованной в соавторстве с Вальтером Бааде (Walter Baade, 1893 – 1960). Кто именно разработал теорию сверхновых, сейчас сказать трудно, но все лавры достались Фрицу Цвикки.
Почему здесь встает этот щекотливый вопрос об авторстве? Дело в том, что Цвикки не был скромным и застенчивым человеком, как Бааде. Кроме того, последний имел энциклопедические знания по многим отраслям науки; особенно интересовался он достижениями в квантовой механике. Цвикки же был крайне чувствительным в вопросах приоритета. Он требовал от авторов и докладчиков, чтобы те не забывали упомянуть его фамилию, когда речь заходила о сверхновых или нейтронных звездах. По словам Нила, Цвикки повел себя некрасиво, когда Роберт Оппенгеймер продолжил развивать «детище Цвикки» (Zwicky's baby).
Роберт Оппенгеймер (1904 – 1967)
Будущий руководитель Манхэттенского проекта, по всей видимости, считал, что идея такой сверхплотной звезды не достаточно проработана его предшественниками. Оппенгеймер тяготел к точным математическим расчетам и мог сплотить вокруг себя специалистов-математиков и физиков-профессионалов. Это нам известно по Манхэттенскому проекту, когда требовалось рассчитать не только критическую массу радиоактивных материалов, но и множество других параметров сложного физико-технологического процесса по созданию атомной бомбы. Цвикки же был больше астрономом-наблюдателем, умел организовать масштабное дело, однако крупные теоретики оригинально и самостоятельно мыслящие с ним не уживались.
Советские историки науки, рассказывая о нейтронных звездах, всегда называли имя Л.Д. Ландау, который заинтересовался энергией звезд еще до открытия нейтрона. Они говорили, что статья советского физика «Об источниках звездной энергии» (1937) сильно впечатлила Оппенгеймера, который занялся данной проблемой вместе со своими аспирантами — Снайдером и Волковым. К 1939 году исследовательская группа под руководством талантливого организатора создала вполне законченную энергетическую теорию эволюции звезд. При этом наши историки часто забывали упомянуть имя Цвикки и Бааде, поскольку считали, что их теоретические наработки 1934 года не сыграли большой роли в этом деле. В работах Оппенгеймера, Волкова и Снайдер тоже нет на них библиографических ссылок.
Позже, особо не ссылаясь на своего соавтора Бааде, Цвикки разъяснял, что сверхновые возникают в результате взрыва обычных звезд. Достигнув определенной критической массы, они переходят в звезды особо высокой плотности, которые и получили название нейтронных. Напомним, что нейтрон был открыт Чедвиком незадолго до этого, в 1932 году, и наделал много шума в научном мире. Эта частица разрушила старые электронно-протонные модели атома и дала новое представление о плазме, из которой, как тогда думали, состоят все звезды Вселенной. Теперь говорили иначе: если существует вырожденный электронный газ, то непременно должен существовать и вырожденный нейтронный газ. Его высокое давление в недрах нейтронных звезд обеспечивается противоборством двух фундаментальных сил — гравитации и силой, вытекающей из принципа запрета Паули.
*
* *
В 1844 году Фридрих Вильгельм Бессель (1784 – 1846), выдающийся немецкий геодезист, астроном и математик, наблюдая за траекторией движения Сириуса, догадался, что эта звезда представляет собой двойную систему, напоминающую тесно связанную систему Земля – Луна. Период обращения невидимого тогда Сириуса B вокруг Сириуса A равнялся приблизительно 50 годам. 31 января 1862 года при настройке 18-дюймого объектива нового телескопа Вашингтонской обсерватории американский астроном Алван Кларк (1804 – 1891) неожиданно для себя обнаружил спутник Сириуса. Он и его отец больше занимались оснащением обсерваторий приборами и ничего не знали об исследованиях Бесселя. В 1914 году с помощью спектроскопии Уолтер Сидни Адамс (1876 – 1956), работавший в обсерватории Маунт-Вилсон, установил, что температура на поверхности Сириуса B превышает температуру на поверхности Солнца (6000°C) примерно в 1,7 раза.
Сириус представляет собой двойную систему, напоминающую систему Земля – Луна. Звезда двигалась не по прямой линии, а слегка волнистой, что однозначно указывало на присутствие второго массивного тела.
Если светимость Сириуса B столь низка, значит — рассуждал в 1930 году Эдуард Артур Милн (1896 – 1950) — его радиус равен не более 10 тыс. км (для сравнения: радиус Земли — 6,4 тыс. км). Однако динамика этой двойной системы и высокая температура указывали на большую плотность вещества Сириуса B: порядка одной тонны на 1 см³. Через год после этого вывода индийский астроном Субраманьян Чандрасекар (1910 – 1995) во время учебы в Мадрасском университете и стажировки в Тринити-колледже Кембриджского университета (Англия) разработал квантовую теорию звездного вещества, которая объясняла параметры этого белого карлика — так стали именовать звезды типа Сириуса B. Между прочим, данной проблемой занимались многие теоретики 30-х годов прошлого века — как в Америке, так и в Англии. Что касается Англии, то помимо уже названных фамилий непременно нужно упомянуть Артура Стенли Эддингтона (1882 – 1944), теория которого, в отличие от теории Чандрасекара, который, правда, в 1936 года приехал жить и работать в США, не была принята научным сообществом.
Суть теории Чандрасекара сводится к следующему. Поскольку нейтрон тогда еще не был открыт, он предположил, что звездная плазма состоит из одних только протонов и электронов, образующих так называемый вырожденный газ. Чтобы понять смысл последнего термина, необходимо знать, что указанные частицы имеют спин ½ и относятся к фермионам, т.е. подчиняются статистике Ферми – Дирака и принципу Паули. Этот принцип запрещает находиться двум частицам в одном и том же квантовом состоянии. Так, один электрон гелия находится в состоянии s = –½, второй — в состоянии s = +½. В атомах более сложного строения электроны могут отличаться помимо спина главным квантовым числом ( n ), магнитным ( m ) или орбитальным моментом ( l ).
Фермионы звездного газа, помимо указанных квантовых чисел, могут отличаться величиной импульса ( p ). Если температура газа невысока, он становится вырожденным, т.е. какая-то часть фермионов находится в одном и том же квантовом состоянии. При повышении температуры, увеличивается разброс в импульсах p и вырождение газа снимается. При увеличении массы частиц с большим импульсом увеличивается объем звезды и давление внутри нее. Между силами гравитации и силами расширения, действующими по причине принципа Паули, устанавливается динамическое равновесие. Астроном-теоретик установил для белых карликов так называемый предел Чандрасекара, равный 1,4 масс Солнца. В 1939 году вышел его знаменитый труд «Введение в учение о строении звезд», где он изложил физику процессов внутри звезд и описал параметры их излучения.
Классификация галактик по Хабблу
*
* *
Подобные «теории» не производят должного впечатления на вдумчивых исследователей, они кажутся им поверхностными и несерьезными. Тем не менее, понятие о вырождении звездной плазмы, бытует и в наши дни. Дотошный астроном-наблюдатель и смелый космолог-теоретик, каковым был Фриц Цвикки, предложил использовать сверхновые для установления расстояний в далеком космосе. И — о, чудо! — эта его прозорливая идея понадобилась сегодняшним космологам. Помимо сверхновых он также открыл большое количество белых карликов, которые тоже не имеют какой-то продуманной теории. Считается, что они находятся ближе к концу эволюции обычных звезд. Так ли это на самом деле, никто достоверно сейчас не знает. Все наши космологические концепции держатся не на точном знании физики явления, а на авторитете их авторов.
Авторитет Цвикки огромен. За свою активную жизнь он выдвинул большое число теорий, причем каждая последующая была безрассудней предыдущей. Он считал возможным, например, перемещать не только отдельные планеты в границах Солнечной системы, но и всю Солнечную систему транспортировать в другие место нашей Галактики. Многим сейчас кажется, что он жил, опережая свое время. Его биограф Стивен как-то заметил: «Когда исследователи говорят о нейтронной звезде, темной материи и гравитационной линзе, они все начинают одинаково: "Цвикки заметил эту проблему в 1930 году, но в то время его никто не слушал..."».
Действительно, он много и упорно размышлял над многими вещами, например, над происхождением космических лучей. Естественно, он связал их появление со сверхновыми. Однако в условиях дефицита фактических данных это загадочное излучение всегда порождало у романтиков-космологов таких, как он, самые невероятные гипотезы. Находясь под гипнозом общей теории относительности, Цвикки выдвинул идею гравитационной линзы. Она может получиться в месте скопления нескольких галактик. И, как водится, однажды выдвинутые «сумасшедшие» идеи рано или поздно у релятивистов находят свое эмпирическое подтверждение. У них, например, не вызывает сомнения, что квазар Q0957 +561, открытый в 1979 году, однозначно свидетельствует о существовании гравитационной линзы, через которую мы на него смотрим.
После запуска первого советского спутника (1957) и первого советского космического корабля с Юрием Гагариным он выпустил вторую книгу «Морфология реактивного движения» (1962). В ней он проиллюстрировал свой метод исследования на примерах практического характера. Например, осенью 1946 года он с помощью немецкой ракеты «Фау-2» пытался вывести на околоземную орбиту «искусственные метеориты» — так он называл обыкновенные булыжники, которые могли бы стать первыми рукотворными спутниками Земли. Увы, эта задача оказалась ему не по силам. Как известно, успешное решение данной проблемы осуществил советский инженер-конструктор Сергей Королев.
Цвикки думал, что изобрел универсальный способ отыскания истин, который он назвал морфологическим. В 1957 году он выпустил книгу «Морфологическая астрономия», которая демонстрировала эффективность метода в основном в теоретических областях. В статье Нилла дается следующее разъяснения: «Одна из идей морфологии состоит в систематическом поиске решений проблемы путем опробования всех комбинаций в матрице выражений. Эта матрица называется "морфологическим ящиком" ('morphologic box'). Тот факт, что этот поиск будет также давать необычные и даже шокирующие комбинации, это как раз основной ингредиент творчества» [4].
Из нашего короткого биографического описания следует, что Цвикки успешно занимался и практическими делами. Нилл продолжает: «Цвикки использовал морфологию в своих теоретических исследованиях настолько же успешно, как и в промышленности, будучи консультантом компании "Aerojet". В качестве иллюстрации того, как Цвикки мог приходить к своим идеям, читатель может сам опробовать этот метод. Составьте все комбинации в следующей матрице:
Морфологический ящик
Солнце Луна Земля Пуля Ракета Бомба Солнечная Космическое Дальний система путешествие космос
Опробование всех комбинаций приводит к сумасшедшим идеям наподобие нового способа космических путешествий, в котором Солнце используется как ракета, или идея выстрела в Луну, или идея построения пушки для путешествий сквозь Землю. Эти три идеи действительно были предложены именно Цвикки» [4].
Морфологический способ образования новых идей напоминает метод свободных ассоциативный , который широко использовался как литературный прием (первоначально Людвигом Бёрном) и в психоанализе (первоначально Зигмундом Фрейдом). Вся оригинальность данного метода заключена в неожиданных комбинациях, возникающих самым произвольным образом. Заслугой автора считалось одно: найти более или менее приемлемое обоснование для случайного сочетания элементов морфологического ящика. Не углубляясь далее в чтение оригинальных статей, судя только по этой ассоциативной морфологии, можно составить себе представление о могучем творческом потенциале автора. Рационально мыслящий читатель, видимо, способен оценить по достоинству, сколько в них настоящей науки, а сколько чистого вымысла.
|
|
