Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №11 за 2009 год

Богомол, живущий в Южной и Юго-Восточной Азии, — одно из тех существ, у которых фасеточные глаза достигают наибольшего совершенства. Огромные, почти сферической формы, они способны обозревать практически все окружающее пространство. Тем не менее его голова (вытянутая по горизонтали, чтобы максимально увеличить расстояние между глазами, облегчая тем самым создание объемного изображения) находится в постоянном движении. При ярком дневном свете каждый омматидий (отдельная фасетка) глаза богомола изолирован от соседних элементов пигментными клетками и воспринимает только свет, падающий прямо на него. Однако в сумерках в некоторых клетках пигмент перемещается таким образом, что боковые стенки омматидиев становятся прозрачными, и зрительные рецепторы могут улавливать свет, прошедший сквозь несколько соседних элементов. Таким образом на слабое освещение глаз богомола отвечает повышением чувствительности.

Азиатский слон Elephas maximus

Маленькие, теряющиеся на огромной голове глаза слона залегают в складках кожи и дополнительно прикрыты тяжелыми веками и густыми ресницами. Трудно представить, чтобы их владелец отличался острым зрением. Зрение у слонов и в самом деле не очень развито: они хорошо различают предметы только на расстоянии, не превышающем 10—20 метров. Причины очевидны: взрослому животному не приходится опасаться хищников, а в обращении с едой он больше полагается на обоняние и осязание. Азиатский слон (именно его глаз изображен на снимке), в отличие от своего африканского родича, живет в джунглях и, проходя через густые заросли, часто и вовсе закрывает глаза. Слон, лишившийся зрения из-за травмы или болезни, может успешно жить многие годы. Известны даже случаи, когда слонихи-матриархи, ослепнув, продолжали водить стадо. Единственное, для чего слону по-настоящему нужны глаза, — общение с соплеменниками, большую роль в котором играют жесты.

Борис Значков

Взрывы звезд, порождающие гамма-всплески — новые маяки Вселенной. Их излучение доходит с таких расстояний, где пока не видны никакие другие объекты

Вначале Вселенная была расширяющимся сгустком пустоты. Его распад привел к Большому взрыву, в огнедышащей плазме которого ковались первые химические элементы. Потом гравитация миллионы лет сжимала остывающие газовые облака. И вот зажглись первые звезды, высветив грандиозную Вселенную с триллионами бледных галактик… Эта картина мира, поддержанная величайшими астрономическими открытиями XX века, стоит на солидном теоретическом фундаменте. Но есть специалисты, которым она не по душе. Они упорно ищут в ней слабые места, надеясь, что на смену нынешней придет иная космология.

В начале 1920-х годов петербургский ученый Александр Фридман, предположив для простоты, что вещество однородно заполняет все пространство, нашел решение уравнений общей теории относительности (ОТО) , описывающих нестационарную расширяющуюся Вселенную. Даже Эйнштейн не воспринял это открытие всерьез, считая, что Вселенная должна быть вечной и неизменной. Чтобы описать такую Вселенную, он даже ввел в уравнения ОТО особый «антигравитационный» лямбда-член. Фридман вскоре умер от брюшного тифа, и его решение было забыто. Например, Эдвин Хаббл , работавший на крупнейшем в мире 100-дюймовом телескопе обсерватории Маунт-Вильсон, ничего не слышал об этих идеях.

Закон Хаббла и космический микроволновый фон, открытый Пензиасом и Вильсоном (на снимке), так хорошо вписались в картину горячей расширяющейся Вселенной Фридмана — Гамова, что ее стали считать безоговорочно доказанной. Фото: SPL/EAST NEWS

К 1929 году Хаббл измерил расстояния до нескольких десятков галактик и, сопоставив их с ранее полученными спектрами, неожиданно обнаружил, что чем дальше находится галактика, тем сильнее смещены в красную сторону ее спектральные линии. Проще всего было объяснить красное смещение эффектом Доплера . Но тогда получалось, что все галактики быстро удаляются от нас. Это было так странно, что астроном Фриц Цвикки выдвинул весьма смелую гипотезу «усталого света», согласно которой это не галактики удаляются от нас, а кванты света в ходе долгого путешествия испытывают некое сопротивление своему движению, постепенно теряют энергию и краснеют. Потом, конечно, вспомнили идею расширения пространства, и оказалось, что в эту странную забытую теорию хорошо укладываются не менее странные новые наблюдения. На руку модели Фридмана было и то, что происхождение красного смещения в ней выглядит очень похожим на обычный эффект Доплера: даже сегодня не все астрономы понимают, что «разбегание» галактик в пространстве совсем не то же самое, что расширение самого пространства с «вмороженными» в него галактиками.

Гипотеза «усталого света» тихо сошла со сцены к концу 1930-х годов, когда физики отметили, что фотон теряет энергию, лишь взаимодействуя с другими частицами, и при этом обязательно хоть немного меняется направление его движения. Так что изображения далеких галактик в модели «усталого света» должны расплываться, как в тумане, а они видны вполне четко. В итоге еще недавно альтернативная общепринятым представлениям фридмановская модель Вселенной завоевала всеобщее внимание. (Впрочем, сам Хаббл до конца жизни, в 1953 году, допускал, что расширение пространства может быть лишь кажущимся эффектом.)

Дважды альтернативный стандарт

Но раз Вселенная расширяется, значит раньше она была плотнее. Мысленно обращая вспять ее эволюцию, ученик Фридмана физик-ядерщик Георгий Гамов сделал вывод, что ранняя Вселенная была столь горячей, что в ней шли реакции термоядерного синтеза. Гамов попытался объяснить ими наблюдаемую распространенность химических элементов, но «сварить» в первичном котле ему удалось лишь несколько видов легких ядер. Получалось, что, помимо водорода, в мире должно быть 23—25% гелия, сотая доля процента дейтерия и миллиардная доля лития. Теорию синтеза более тяжелых элементов в звездах позднее разработал со своими коллегами конкурент Гамова — астрофизик Фред Хойл.

В 1948 году Гамов также предсказал, что от раскаленной Вселенной должен сохраниться наблюдаемый след — остывшее микроволновое излучение с температурой несколько градусов Кельвина, идущее со всех сторон на небе. Увы, предсказание Гамова повторило судьбу модели Фридмана: его излучение никто не спешил искать. Теория горячей Вселенной казалась слишком экстравагантной, чтобы ставить для ее проверки дорогостоящие эксперименты. К тому же в ней усматривали параллели с божественным творением, от которого многие ученые дистанцировались. Кончилось тем, что Гамов забросил космологию и переключился на зарождавшуюся в то время генетику.