Новый источник энергии

Американские и японские исследователи приступают к реализации грандиозного исследовательского проекта, цель которого – поиск источника космических лучей сверхвысокой энергии. Их всплески периодически регистрируются наземными и космическими обсерваториями. Речь идет о самом мощном после Большого взрыва источнике энергии во Вселенной.

Для этого в графстве Миллард, что в 200 км от столицы штата Юта Солт-Лейк-Сити, будет построен гигантский гамма-телескоп площадью 760 квадратных километров. Как считают ученые, новая установка поможет решению фундаментальной задачи всей современной физики – созданию единой теории поля, или теории Великого объединения, сообщила в среду газета «Асахи симбун»

«Глаз мухи»

Новый мультителескоп (приблизительно так можно перевести название Telescope Array), состоящий из 576 датчиков, отстоящих друг от друга на 2,5 мили и объединенных в сеть с помощью беспроводного канала связи, не будет стоить американским налогоплательщикам практически не копейки.

Большая часть необходимых на строительство телескопа 14 млн. долларов выделяется японским университетским сообществом. Еще 4 или 5 млн. долларов предоставили различные неправительственные фонды и частные благотворители.

Широкое участие японских ученых в проекте объясняется просто – в Японии такую установку построить невозможно: нет подходящих земельных участков. Кроме того, высокая влажность, «грязные» дожди и промышленные выхлопы, характерные для маленькой экономически развитой страны, быстро выводят деликатное оборудование из строя. По этой причине в 2005 году была демонтирована японская обсерватория AGASA.

Однако за 10 лет работы японские астрофизики обнаружили в 10 раз больше всплесков высокоэнергетического излучения, чем их американские коллеги. Мультителескоп, кроме всего, должен дать ответ: почему при почти одинаковом оборудовании наблюдается такая разница в результатах эксперимента.

Мультителескоп станет частью существующей ныне системы с мудреным названием «Глаз мухи с высоким разрешением» (High-Resolution Fly’s Eye), строительство которой обошлось в 14,4 млн. долларов. В перспективе оба гигантских гамма-телескопа, находящиеся под контролем университета штата Юта, войдут в состав международной гамма-обсерватории имени французского физика Пьера Виктора Оже (Pierre Auger Project), который в 1938 году впервые обнаружил широкие атмосферные ливни.

Это крупнейший в мире проект по наблюдению космических лучей сверхвысоких энергий. Стоимость обсерватории составляет около 50 млн. долларов, а в ее создании принимают участие 60 организаций из 16 стран. В полном оснащении обсерватория будет включать 1600 детекторов, равномерно распределенных по площади свыше 3 тысяч квадратных километров.

Большая площадь необходима для того, чтобы не упустить самые энергичные частицы космических лучей, – ведь чем выше энергия, тем реже появляются такие частицы. Так, ливни, вызванные частицами с энергией 1015 эВ (эВ – электронвольт, энергия одного электрона, разогнанного в поле напряженностью в 1 вольт), случаются над каждым квадратным километром несколько раз в секунду. А вот экстремальные частицы с энергией более 1020 эВ приходят на каждый квадратный километр лишь раз в 100 лет.

Также в составе обсерватории будет массив из 24 телескопов, которые в безлунные ночи смогут наблюдать ультрафиолетовую флюоресценцию (свечение атмосферы), вызванную широкими атмосферными ливнями в воздухе – потоки вторичных элементарных частиц, которые возникают при столкновении высокоэнергетических частиц космических лучей с молекулами воздуха.

Считанные дни

Одна из нерешенных задач астрофизики – природа космических лучей сверхвысокой энергии. Космические лучи – это элементарные частицы (иногда ядра атомов), попадающие на Землю из космоса. Они имеют некое распределение по энергии, что и неудивительно: ведь такие частицы могут появляться в совершенно разных астрофизических явлениях.

Однако высокоэнергетическая часть спектра космических лучей вызывает определенное беспокойство у астрофизиков. Дело в том, что элементарные частицы очень высокой энергии (выше, чем 5х10 в 19-й степени эВ), распространяясь в межгалактической среде, должны в теории очень эффективно взаимодействовать с микроволновым космическим излучением, которое пронизывает всю Вселенную.

Для сравнения, такой же энергией будет обладать стандартный кирпич, упавший на землю с высоты полутора метров. Но в данном случае она сосредоточена в одной-единственной элементарной частице. Другими словами, для столь энергетичных частиц Вселенная должна быть непрозрачной, мутной средой. То есть таких частиц наблюдаться не должно! Это ограничение известно в астрофизике как граница Грайзена – Зацепина – Кузьмина (ГЗК).

Однако они наблюдаются. Как такое может быть? Вывод только один: источник этих частиц находится не так далеко от нас, где-то в нашем скоплении галактик, но никак не на космологических расстояниях. Однако наше скопление галактик более-менее изучено, и... не очень ясно, где прячется этот источник. Если он действительно близко (по астрономическим меркам) – тогда все в порядке.

А если нет, тогда открываются интересные перспективы. Если источник частиц со сверхвысокими энергиями находится не в нашей галактике, то получается, что они движутся быстрее скорости света. При этом нужно учитывать, что теория относительности не опровергала, а лишь дополнила теорию Ньютона.

Теперь ограничения, накладываемые Эйнштейном, вошли в противоречие с наблюдениями. Например: наблюдаемые иногда астрономами светящиеся дуги, «размазанные» по орбитам двойных звезд (а большинство звезд во Вселенной – двойные), могут быть объяснены одновременным приходом к наблюдателю света, излученного из различных точек эллиптической траектории звездою, движущейся с увеличивающейся во времени скоростью.

Красное смещение спектров далеких звезд, увеличивающееся с увеличением расстояния до звезд, может быть объяснено не удалением звезд друг от друга с тем большей скоростью, чем дальше от нас эти звезды находятся, как это делается теперь с позиций теории Большого взрыва, а растяжением волны электромагнитного колебания из-за движения начала волны с большей скоростью, чем скорость конца этой же волны.

Космические рентгеновские и гамма-лучи могут быть квантами обычного оптического диапазона, претерпевшими сжатие волн при движении конца волны с большей скоростью, чем скорость ее начала. На практике это означает возможность появления компактных и почти даровых источников энергии, космических кораблей, способных пересечь пространства в тысячи световых лет за считанные дни, и многое другое.

БРЯНСК.RU

Источник: Взгляд

---

Два тунеядца напали на пенсионера в подъезде его домаВ Брянской области катастрофически не хватает рабочих рукАвтоинспекторы просят брянцев жаловаться на плохие дорогиНе забудем! Не простим!Главой Стародубского района избран Владимир КовалевНа ярмарках выходного дня брянцы расхватали картофельБрянская красавица и ее жених предстали перед судомБрянские любители роскошных авто заплатят 17 миллионов рублейНа выборах губернатора Брянской области победил БогомазВ Советском районе Брянска запланирован ремонт дворовСражаться за губернаторское кресло продолжат три кандидатаРоскомнадзор начал охоту на мат в СМИДенину предъявлено обвинение в злоупотреблении полномочиями