За мисли о фундаменталним питањима Универзума

Снимци радио-телескопа „Чандра“ који су коришћени широм света за изучавање особина гравитације у космичким размерама и тестирање Ајнштајнове опште теорије релативности. Извор: X-ray: NASA/CXC/SAO/A. Vikhlinin; ROSAT Optical: DSS Radio: NSF/NRAO/VLA/IUCAA/J.Bagchi.

Снимци радио-телескопа „Чандра“ који су коришћени широм света за изучавање особина гравитације у космичким размерама и тестирање Ајнштајнове опште теорије релативности. Извор: X-ray: NASA/CXC/SAO/A. Vikhlinin; ROSAT Optical: DSS Radio: NSF/NRAO/VLA/IUCAA/J.Bagchi.

Награда „Фондације Груберових“, најпрестижније међународно признање у области космологије, додељена је руском научнику и његовом колеги пореклом из СССР-а. Њихови радови показују на пут којим би се могла кориговати за сада неприкосновена Ајнштајнова теорија релативности и нуде део одговора на најфундаменталније питање космологије: како су настала одступања од једнообразности свемира као што су галаксије, планете и људи?

Чувени руски физичари Алексеј Старобински и Вјачеслав Муханов проглашени су добитницима престижне награде у области космологије за 2013. Академик Старобински, главни научни сарадник Института за теоријску физику „Л. Д. Ландау“ и Вјачеслав Муханов, професор и шеф катедре за астрочестице на Универзитету „Лудвиг-Максимилијан“ (LMU) у Минхену, 3. септембра 2013. треба да приме новчану награду у висини од 500.000 америчких долара за свој допринос у развоју теорије инфлације.

Старобински је показао како се од експоненцијалног ширења свемира, од инфлације, може прећи на класично Фридманово ширење. Његова научна храброст је у томе што је на тај начин он рекао: а зашто не бисмо променили саму теорију релативности!?

„У бурном периоду развоја стандардног космолошког модела Вјачеслав Муханов и Алексеј Старобински развили су теорије које су неопходне да би се добили одговори на два основна питања у космологији: зашто је структура свемира у великим размерама толико једнородна и како су настала таква одступања од те једнообразности као што су галаксије, планете и људи“, истиче се на сајту „Фондације Груберових“ (Peter and Patricia Gruber Foundation).

Старобински, који је стекао звање академика у 2011, веома је цењен стручњак за област космологије и гравитације. Он је први претпоставио да је при описивању врло раног свемира, који се одликовао високом закривљеношћу простор-времена, у Ајнштајнове једначине неопходно додати члан пропорционалан квадрату те закривљености, који при ниској закривљености не игра никакву улогу, а при великој закривљености постаје доминантан.

Радови Старобинског и Муханова омогућили су да се предвиди које одлике би требало данас да има спектар космичког микроталасног позадинског зрачења (CMBR) – које је једини преостали траг првих тренутака настанка свемира, када су се материја и светлост раздвојиле, а ужарена васиона постала прозирна.

„Старобински је дошао до тога, односно он је показао како се од експоненцијалног ширења свемира, од инфлације, може прећи на класично Фридманово ширење. Његова научна храброст је у томе што је на тај начин он рекао: а зашто не бисмо променили саму теорију релативности!? Према томе, ловорике првенства свакако припадају њему“, објаснио је водећи научни сарадник одсека за релативистичку астрофизику Државног астрономског института „П. К. Штернберг“ Московског државног универзитета „Ломоносов“ (ГАИШ МГУ), доктор физичко-математичких наука Константин Постнов.

Радови Старобинског и Муханова омогућили су да се предвиди које одлике би требало данас да има спектар космичког микроталасног позадинског зрачења (CMBR) – које је једини преостали траг првих тренутака настанка свемира, када су се материја и светлост раздвојиле, а ужарена васиона постала прозирна.

„Муханов и његове колеге су узели резултате Старобинског и прорачунали који поремећаји (ту спадају и гравитациони таласи, и поремећаји густине који представљају потенцијалне рупе у које је материја пропадала) су морали да настану у периоду инфлације. Слава Муханов је први све то пажљиво прорачунао. То је важно зато што су сви савремени експерименти, укључујући WMAP а нарочито „Planck“, показали да се спектар космичког микроталасног позадинског зрачења са прецизношћу до треће децимале поклапа са оним што је предвидео модел Старобинског, прорачунат од стране Муханова“, објаснио је Постнов.

Вјачеслав Муханов и Алексеј Старобински развили су теорије које су неопходне да би се добили одговори на два основна питања у космологији: зашто је структура свемира у великим размерама толико једнородна и како су настала таква одступања од те једнообразности као што су галаксије, планете и људи.

Фондација Груберових

„Вјачеслав је мој колега, ми смо радили на паралелним темама узајамно користећи достигнућа један другог“, истиче Старобински и наставља: „Пре нашег рада једноставно није било познато каква је била прошлост свемира. Знали смо за две етапе – стара фридмановска космологија где је космос испуњен нерелативистичком материјом. А 1950-их се појавила теорија ‘Великог праска’ и експеримент за откривање космичког микроталасног позадинског зрачења ју је потврдио. Међутим главни проблем ових теорија био је проблем првобитних услова. Тако да смо ми, полазећи од мојих радова са Зељдовичем из 1971. и са Славом Мухановом из 1973, почели да развијамо теорију квантне гравитације која се назива ‘Рађање честица’. Оно што сам урадио јесте да сам објединио хипотезу о експоненцијалном ширењу у почетку са ефектом настанка честица или у посебном случају – генерације неправилности метрике простор-времена. Испоставило се да је то у ствари могуће и сада видети.“

Разнородности спектра космичког микроталасног позадинског зрачења које су често приказане на сликама као тамне и светле мрље на карти фона (на графичком приказу), говоре нам о томе какви су се заправо процеси дешавали у периоду рекомбинације.

Можемо закључити да савремени подаци омогућавају да се одбаце разни модели инфлације док модел Старобинског у последњих неколико година стиче највећа признања.

Старобински је доказао да су до даље концентрације материје у раном свемиру, од које су настале звезде, галаксије и скупине галаксија, довеле квантне флуктуације које су засноване на квантној неодређености.

Руски текст на порталу gazeta.ru.

Росијскаја газета. Сва права задржана.