Останнє інтерв’ю Гокінга: нейтронні зорі та виникнення золота

Стівен Гокінг та Паллаб Гош Копирайт изображения Pallab Ghosh

У жовтні минулого року я запросив професора Стівена Гокінга прокоментувати повідомлення про перше виявлення гравітаційних хвиль від зіткнення двох нейтронних зір. Його інтерв'ю BBC виявилося останнім.

Ця астрономічна подія мала епохальне значення - відразу після отримання сигналу про гравітаційне збурення телескопи усього світу розгорнулися в бік ділянки неба, де сталося це неймовірне зіткнення.

Це означало, що астрономи не тільки зафіксували гравітаційне збурення в структурі простору-часу, а й вперше простежили, що відбувається під час зіткненні двох неймовірно потужних об'єктів - зокрема, виникнення золота та платини у Всесвіті.

Ніхто не міг пояснити це явище краще, ніж професор Гокінг.

Тоді мені вдалося використати лише одну фразу з бесіди з ним, але тепер я відновив повний текст того інтерв'ю.

Наскільки важливо для науки виявлення зіткнення двох нейтронних зір?

Це дійсно визначна подія. Йдеться про перше в історії виявлення джерела гравітаційних хвиль з електромагнітною складовою.

Це спостереження підтверджує, що при такому зіткненні нейтронних зір виникають потужні сплески гамма-випромінювання. Воно дає нам новий метод визначення відстаней в космології. І воно багато що говорить нам про поведінку матерії з неймовірно високою щільністю.

Копирайт изображения C.W.Evans/Georgia Tech
Image caption Так відбувається зіткнення нейтронних зір в уяві художника-астронома

Що ми дізнаємося про електромагнітні хвилі, які породило це зіткнення?

Електромагнітний сплеск говорить нам про точне розташування цих об'єктів у Всесвіті. Він також дає нам дані про "червоний зсув" цієї події. Гравітаційні хвилі свідчать про інтенсивність події.

Поєднання цих даних дає нам новий спосіб вимірювання відстаней в космології. Це перший ступінь в тому, що має стати новими космологічними сходами або шкалою.

Чи допоможе це зрозуміти процес формування чорних дір?

Теоретично було давно зрозуміло, що чорна діра може стати результатом зіткнення і злиття двох нейтронних зір. Але це - перше спостереження, яке підтверджує теорію. Таке зіткнення, ймовірно, породжує надмасивну нейтронну зорю, яка швидко обертається, а потім вмирає та утворює чорну діру.

Цей процес суттєво відрізняється від інших способів виникнення чорних дір, наприклад, в результаті вибуху наднової або коли нейтронна зоря забирає енергію у нормальної зірки. Ретельний аналіз отриманих даних і моделювання зіркових процесів на суперкомп'ютерах надасть нам масу нових уявлень про динаміку виникнення чорних дір і сплесків гамма-випромінювання.

Чи може допомогти виявлення гравітаційних хвиль в розумінні взаємодії простору-часу і гравітації, і перетворити наші уявлення про еволюцію Всесвіту?

Так, поза всяким сумнівом. Незалежна космологічна шкала відстаней може або дати підтвердження космологічних спостережень, або допомогти неймовірним відкриттям. Спостереження гравітаційних хвиль дозволяють нам перевіряти справедливість положень загальної теорії відносності в ситуаціях, коли гравітаційне поле є сильним і динамічним.

Деякі фізики вважають, що загальна теорія відносності потребує перегляду, щоб уникнути використання таких понять як чорна енергія та темна матерія. Гравітаційні хвилі надають нам новий метод пошуку явищ, які не вкладаються в загальну теорію відносності. Ми вперше почули звук гравітаційних хвиль і тільки починаємо усвідомлювати, що сталося.

Image caption Книга Гокінга "Коротка історія часу" давно стала міжнародним бестселером

Чи можна сказати, що зіткнення нейтронних зір є одним з небагатьох процесів, а може бути, і єдиним процесом формування золота у Всесвіті? Чи може воно пояснити той факт, що золото так рідко зустрічається на Землі?

Так, зіткнення нейтронних зір породжує один з можливих шляхів виникнення золота. Воно може також виникати в процесі захоплення швидких нейтронів під час вибуху наднової. Золото - рідкісний елемент всюди, не тільки на Землі. Золото зустрічається рідко, тому що в енергії зв'язків в ядрі пікова величина у заліза. Тому важчі елементи народжуються з меншою ймовірністю. Ядерним силам потрібно подолати більш сильне електромагнітне відштовхування, щоб утворилося стійке важке ядро, таке як у золота.

Новини на цю ж тему