Текст книги "PRO парадоксы науки"

Глава 12. Задача Римана

Вычислительный формализм математики – мысль, экстериоризованная до такой степени, что она на время отчуждается и превращается в технологический процесс. Математический образ формируется в затяжном приживлении к человеку этой временно отторгнутой мысли. Думать – значит вычислять, волнуясь.

Ю. И. Манин.

Математика и физика

Среди до сих пор не в полной мере нерешенных задач современной математики своим прикладным значением выделяется задача Римана о распаде произвольного разрыва. До сих пор она решена лишь в ограниченном круге частных случаев. Сюда, прежде всего, входят уравнения газовой динамики идеального газа и некоторых более точных приближений для уравнений «теории мелкой воды».

Тривиальное решение задачи Римана обычно ищут в одномерной задаче о распаде разрыва, полагая, что до некоторого начального момента времени две произвольные области пространства с различными значениями термодинамических и газодинамических параметров, таких как плотность, скорость и давление газовой среды, были разделены тонкой перегородкой, которая снимается в начальный момент времени. При этом требуется построить решение, включающее зависимость всех термодинамических параметров от времени и координат при произвольных начальных значениях переменных.

Таким образом, решение задачи о распаде произвольного разрыва состоит в определении газодинамического течения, возникающего при ненулевых значениях темпоранты – временной переменной.

Сегодня решения задачи Римана находят широкое применение в численных методах теоретической и математической физики при решении нестационарных задач с большими разрывами. Именно на решении (точном или приближенном) задачи Римана о распаде разрыва основывается метод решения систем нестационарных уравнений механики сплошной среды.

В космологическом аспекте решения задачи Римана особенно интересны для М-теории, где пространство изначально имеет одиннадцать размерностей, и внутри него скрываются многомерные мембраны – так называемые р-браны, обладающие р-размерностью. Так, 0-брана – это некая точка в пространстве, 1-брана – это знакомая нам струна, а 2-брана – некая плоскость, называемая обычно мембраной. Как же происходит переход от суперструн к мембранам? Вот здесь и требуются решения задачи Римана, показывающие, как разрыв протопространства бран приводит к сворачиванию многомерной суперструны в замкнутый контур многомерной браны.

Макет распада произвольного разрыва задачи Римана

Образ вибрирующей струны или мембраны как геометризованного базиса всех элементарных частиц в общем-то довольно ясен, если, конечно, опустить сверхсложный математический аппарат. Вообще же говоря, на момент написания книги, физики-теоретики еще далеко не полностью построили из стрингов и бран здание М-теории.

Нерешенная задача Римана сегодня все чаще сопоставляется с поиском адекватных сценариев для набора точек космологической сингулярности Большого взрыва, предстающем подобие центра симметрии, относительно которого Вселенная перед Большим взрывом была почти идеальным зеркальным изображением самой себя после него.

Если правы космологи, считающие, что расширение пространства-времени будет продолжаться неопределенно долго, до тех пор пока вся материя не превратится в разряженный атомарный газ, то она так же бескрайне простирается и в прошлое. Бесконечно давно она была почти пуста: ее заполнял лишь невероятно разреженный, хаотический газ из излучения и вещества. Силы взаимодействия между частицами этого газа практически не существовали, однако с течением времени силы возрастали и стягивали материю воедино.

Топология пространства-времени на фундаментальном субквантовом уровне сегодня доступна нашему восприятию только в математических или научно-художественных образах и в любом случае выглядит совершенно фантастично. Там, на самом донышке мироздания, она скачкообразно непредсказуема и переменчива, к тому же граница между непрерывным и дискретным размыта. Там в невообразимой внутренней глубине капли материи непрерывно переливаются в океан энергии и обратно…

Глава 13. Проблема Гильберта

Исходная гипотеза Давида Гильберта состояла в том, что эти абстракции, строго говоря, не нуждаются в такой «почти физической» и потому сомнительной интерпретации и что их можно считать чисто языковыми фактами. «Бесконечность» – это слово, а не явление, помогающее каким-то образом узнать истины о конечных вещах…

Ю. И. Манин.

Математика и физика

В 1900 году на Втором парижском конгрессе математиков Давид Гильберт в своем пленарном докладе сформулировал ныне знаменитый перечень кардинальных проблем, которые, по его мнению, должна решить математика в наступающем двадцатом столетии.

Эта грандиозная задача, охватывающая основания математики, алгебру, теорию чисел, геометрию, топологию, алгебраическую геометрию, теорию групп, вещественный и комплексный анализ, дифференциальные уравнения, математическую физику и теорию вероятностей, а также вариационное исчисление, до сих пор не решена в полной мере.

Считается, что за прошедшее столетие шестнадцать проблем вплотную приблизились к своему окончательному решению, однако оставшиеся семь еще далеки даже от составления алгоритма поиска их решений.

Любопытно, что почти ровно через столетие, в 2000 году, в архивах Гильберта была обнаружена еще одна проблема, которую математик так и не решился сформулировать перед коллегами. Это была довольно интересная задача, связанная с методами анализа топологий многомерных пространств.

Вместе с континуум-гипотезой Кантора, анализом геодезических пространственных метрик, геометрией Шуберта и топологией алгебраических поверхностей 24-я проблема Гильберта входит в математическое обоснование парадоксальной теории омега-пространства. Эта топологическая конструкция включает модель гипотетической многоразмерной Вселенной с набором особых омега-точек, определяющих ее пространственно-временную эволюцию. В топологии многомерного пространства-времени омега-точки тесно связаны с понятием омега-континуума, некоего «вырожденного» топологического многообразия. Именно в подобных континуальных структурах омега-экстремум может интерпретироваться как узел геодезических линий «по ту сторону» бесконечности, представляя собой как бы «наивысшую» точку нашей псевдореальности, откуда «потустороннему» наблюдателю раскрывается вся условная перспектива Вселенной.

В ином «физическом» плане омега-точки гипотетически представляются компактифицированными узлами пространства-времени со скрытыми измерениями. В масштабированном гильбертовом пространстве омега-точки как бы связывают всю непрерывность физического континуума, представляя в едином соизмеримом масштабе как планковскую основу суперструнных ячеек пространства-времени, так и вселенские соты сверхскоплений галактик на метагалактическом горизонте.

Не менее любопытна и темпоральная составляющая этих топологических узлов многомерного пространства-времени, являющихся по своей сути полюсами атемпорального мультиверса из множества дискретных темпоральных локализаций миров, составляющих стрелу субстанционального времени.

Любопытно, что именно данный вариант гильбертова пространства современные каббалисты связывают с библейскими сказаниями о едином месте и времени «творения сущего» неким высшим разумом в мифической «точке Алеф» внутри омега-пространства с набором своеобразных омега-гиперузлов компактифицированных мировых линий «непроявленной» реальности.

Глава 14. Ось зла

Трудно представить область интеллектуальной деятельности, которая на протяжении прошлого века подверглась бы изменениям большим, чем космология. Мы кардинально пересмотрели нашу точку зрения на структуру окружающего мира. Но должна ли наука будущего постоянно требовать больше опытных знаний, чем было доступно ранее? Согласно последним исследованиям, на космологеических промежутках времени ответ будет: «Нет, не должна». Возможно, мы живем именно в тот период эволюции Вселенной, когда ученые могут достичь полного понимания ее истинной природы.

Л. Кросс, Р. Шеррер.

Наступит ли конец космологии?

Античные философы считали центром мира Ойкумену – гигантский остров Средиземноморья, омываемый Великим океаном. Затем центром мироздания стала уже вся Земля, заключенная в хрустальные небеса со звездами и планетами. Николай Коперник устроил революционный переворот в небесных сферах, сведя роль Земли к обычной планете в Солнечной системе. С тех пор принцип Коперника, гласящий, что нет никакого «пупа Вселенной» в окружающем мире, уже неоднократно разжаловал статус нашего места в мироздании. Так Солнечная система превратилась в ординарную частичку гигантского звездного острова Млечного Пути. Затем и Галактика приобрела себе десятки соседей в Местной группе. Ну, а потом и сама Местная группа в нашем галактическом сверхскоплении прочно заняла свое место в необозримой сети метагалактической материи, перемежаемой колоссальными космическими пузырями – войдами.

Казалось бы, трудно уже придумать что-то новое для этой потрясающей картины Метавселенной – видимой нами части безбрежного мира. Однако список космических чудес, судя по всему, далеко не исчерпан, и вот среди привычного хаоса переплетающихся нитей и ячеек метагалактики астрономы увидели нечто, что тут же получило одиозное название – «Ось зла»…

Пятого сентября 2002 года Космический центр НАСА погрузился в глубокую скорбь. Ушел из жизни научный руководитель одного из самых грандиозных проектов последнего времени Дэвид Уилкинсон. В тот же день было принято единодушное решение переименовать космический зонд «КАРТА» (MAP) в WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Так возникла аббревиатура, хорошо известная каждому, кто интересуется исследованиями строения Вселенной.

Вспоминая профессора Уилкинсона, его коллеги единодушно отдают ученому пальму первенства в организации уникальной космической миссии НАСА по изучению реликтового излучения Большого взрыва. Она началась 20 апреля 2001 года, когда на знаменитый ракетодром НАСА доставили 840-килограммовый аппарат. После двух месяцев всяческих тестов и проверок миссия была признана выполнимой и 30 июня 2001 года ракета «Дельта-2» понесла зонд в далекий космос.

Первого октября 2001 года, пролетев полтора миллиона километров, аппарат достиг «точки либрации Лагранжа», где земное тяготение полностью уравновешивается солнечным. Прошло еще полгода – и в аналитический центр НАСА поступили данные первого панорамного сканирования небесной сферы.

Команда профессора Уилкинсона очень хорошо подготовила проект, так что зонд WMAP вместо запланированных двух лет передавал на Землю ценнейшую информацию с октября 2001 года до сентября 2009 года. И лишь когда в работе этой астрофизической обсерватории начались множественные сбои, она была выведена из эксплуатации.

Собранная WMAP информация позволила ученым построить самую детальную на сегодняшний день карту видимой Вселенной – метагалактики. В основу ее легли исследования эха Большого взрыва – распределения микроволнового излучения на небесной сфере. Первые попытки создать подобный космический атлас были сделаны с помощью аппарата НАСА COBE в 1992 году, однако точность данных WMAP оказалась почти в 35 раз выше.

В свое время на предстартовом брифинге профессор Уилкинсон объяснял журналистам, что миллиарды лет назад наша вселенная родилась в труднообъяснимом катаклизме Большого взрыва. С тех времен по космосу гуляют остатки взрывной волны, наполняя все вокруг реликтовым микроволновым радиоизлучением. Точно так же, как закрытое тучами небо подсвечивают солнечные лучи, окружающие нас галактики и межзвездные облака газа и пыли «просвечивают» реликтовые микроволны. Принять их и расшифровать – означает увидеть образ окружающей нас Вселенной. Именно таким образом данные WMAP показали, как именно распределяется температура реликтового излучения по небесной сфере.

Важность полученной модели метагалактики трудно переоценить. Во-первых, она подтвердила, что наблюдаемая Вселенная состоит всего лишь из 4 % обычного вещества. Оказалось, что основу окружающего мира составляет 23 % загадочной темной материи и 73 % еще более таинственной темной энергии, вызывающей ускоренное расширение Вселенной. Данные WMAP позволили уточнить и возраст Вселенной, остановившись на цифре 13.73 ± 0.12 миллиардолетий.

Много еще удивительных открытий совершил зонд Уилкинсона, но все они требовали независимого подтверждения. Эстафету исследований миссии WMAP подхватило Европейское космическое агентство (ЕКА), запустившее 14 мая 2009 года с экваториального космодрома Куру во Французской Гвиане ракету-носитель «Ариан-5» с космической обсерваторией «Планк».

Миссия ЕКА «Планк» не только уточнила и дополнила результаты WMAP, но и получила собственные оригинальные данные, позволившие еще раз по новому взглянуть на «вселенский глобус». Некоторые очень странные детали на новом атласе метагалактики заставили вспомнить мифы о древе мира, вселенском столпе и особенно мировой оси, тут же получившей имя «Ось зла». У астрофизиков были весьма веские основания предложить такое необычно поэтизированное название, ведь новые данные плохо вписывались в традиционную схему мироустройства.

Разгорелась бурная научная полемика, затронувшая многие разделы астрономии, во время которой термин «Ось зла» уже употреблялся совершенно свободно. Что же именно поразило астрономов в новой картине мироздания?

Одним из первых термин «Ось зла» употребил космолог Жоао Магуэйо. С его легкой руки среди астрономов закрепился образ некоего сверхгалактического лайнера, пролетевшего сквозь Вселенную. Его расплывшийся инверсионный след оставил на небосводе странный феномен в виде череды «холодных» и «теплых» областей микроволнового фона. Вначале никто не поверил в столь странное метагалактическое явление, но компьютерное моделирование в целом его подтвердило. Оказалось, что гигантские сгустки материи расположены на небесной сфере не случайным, как следовало бы, а упорядоченным образом.

Как же родилась Ось зла во Вселенной и к чему может привести ее дальнейшая эволюция?

Профессор Магуэйо решил, что подобный характер распределения вещества возник в совсем юной Вселенной, когда ее размеры были сравнительно невелики и в них просто не могли возникнуть более протяженные области возмущения. Правда, тут не совсем ясно, какие же процессы могли привести к подобной неоднородности.

После того как существование Оси зла уже было невозможно игнорировать, в борьбу за спасение традиционных представлений бросились многие видные астрономы. Громче всех против «несимметричной метагалактики» возражал Крис Вале из Калифорнийского университета. Профессор Вале утверждал, что истинный фон может оказаться искаженным чудовищной концентрацией галактик в определенных областях небесной сферы. Правда, тут не совсем ясно, чем же появление еще одного чудовищного Великого аттрактора лучше Оси зла.

Сторонники Магуэйо утверждают, что обнаружение Оси зла было последней каплей, переполнившей чашу терпения противников стандартной модели мира, которую они считают не только весьма запутанной, но и просто уродливой. «Надеюсь, ее финал не за горами!» – патетично восклицал профессор Магуэйо, критично отмечая, что и новую теорию будет построить совсем непросто.

Во всяком случае, открытие Оси зла грозит настолько фундаментальными потрясениями, что НАСА выделило ученым средства на пятилетнюю программу детального исследования и проверки данных WMAP.

По всей видимости, мир стоит на пороге очередной космологической революции. Ее последствия могут превзойти все ожидания с учетом того, что теория Большого взрыва имеет общекультурное и даже религиозное значение, отлично согласовываясь с религиозными догмами сотворения мира.

Обнаружение странного космологического феномена – Оси зла – стало, наряду с другими открытиями последнего времени, чрезвычайно серьезным испытанием для современной космологии. Уже привычная и устоявшаяся научная картина мира, судя по всему, скоро подвергнется коренному пересмотру. Причем всякий раз, когда базовая модель оказывается не способной объяснить нечто наблюдаемое, в нее вводится какая-нибудь новая сущность – инфляция, темная материя и темная энергия.

Группа ученых из Мичиганского университета во главе с Майк лом Лонго решила проверить совершенно невероятную гипотезу о буквальном смысле термина «ось» мира. Для этого они исследовали направления вращения 15 872 спиральных галактик и пришли к очень странному выводу о том, что наша вселенная вращается некоторым образом вокруг той же самой Оси зла.

Вначале ученые пытались найти доказательства того, что метагалактика зеркально симметрична. В этом случае количество галактик, закрученных по часовой стрелке, должно, в пределах некоторой погрешности, равняться числу противоположно закрученных. Однако оказалось, что в направлении Северного полюса Млечного Пути преобладают «правосторонние» спирали. Эта тенденция просматривается даже на расстоянии более 600 миллионов световых лет.

Если данные результаты подтвердятся, их будет очень трудно применить к стандартной модели сферически симметричного Большого взрыва, напоминающего лопнувший круглый мяч. Получается, что новорожденная Вселенная должна была вращаться вокруг своей оси.

Впрочем, критики творчества коллектива Лонго справедливо заметили, что принцип асимметрии широко распространен в окружающем мире. Ведь и человеческое тело далеко не симметрично, если принять во внимание анатомию: сердце, селезенка, печень и прочие органы несимметричны как сами по себе, так и по внутреннему положению.

В ответ на критические замечания группа Лонго продолжила поиск новых аргументов, переходя к изучению галактик в Южном полушарии, где, по идее, должны были бы преобладать галактики, вращающиеся по часовой стрелке…

Сможет ли наша метагалактика вместить в себя еще и Ось зла, сохранив свою стандартную модель во вселенском вращении, должны показать уже ближайшие астрономические наблюдения. Но как бы там ни было, сам факт, что нам неизвестен состав практически всего Космоса, говорит о многом, позволяя ожидать новых сенсационных открытий.

Глава 15. Великий аттрактор

Расстояние от Млечного Пути до Великого аттрактора составляет примерно 250 миллионов световых лет. Расположен Великий источник притяжения в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Его масса достигает ориентировочно 5 × 10–16 солнечных масс.

А. В. Волков.

Сто великих загадок астрономии

Сейчас уже невозможно сказать, кто из современных астрономов, перечитывая рассказ Эдгара По «Низвержение в Мальстрем», увидел в фантастическом водовороте аналогию с колоссальным образованием, затягивающим нашу Галактику в необозримую гравитационную воронку, названную Великим притягивающим центром – аттрактором. Так или иначе, но словосочетание «космический Мальстрем» стало часто появляться на страницах научных и особенно научно-популярных журналов.

Чуть ли не пятая часть окружающего нас космоса скрыта газопылевой завесой диска Млечного Пути. Множество тайн, загадок и будущих открытий скрывают эти невидимые глубины метагалактики. Однако в последнее время чувствительные астрономические приборы все чаще прорываются через это покрывало.

Подобно тому как даже в темную безлунную ночь пыль и смог, подсвеченные морем огней, скрывают от городских жителей красоту звездного неба, мы видим лишь мерцающий свет широкой полосы Млечного Пути, пересекающего весь небосклон. Это – призрачное свечение нескольких сотен миллиардов звезд, рассеивающих свой свет на крошечных частичках пыли и газа. Наша Солнечная система лежит в одном из галактических рукавов где-то на середине галактического диска. Далеко не сразу астрономы поняли смысл фантастического зрелища Млечного Пути. Когда же пришло понимание, что это силуэт нашего звездного острова, этот восхитительный свет стал для них источником постоянной головной боли, мешая разглядеть вселенские дали. Было высказано много фантастических гипотез о том, что может скрывать туманный ореол нашей Галактики, но действительность превзошла все самые смелые ожидания.

Много интересного увидели астрономы, проникнув специальными телескопами за пылевую завесу Млечного Пути. Так, в конце прошлого столетия стало понятно, что галактики разлетаются в космическом пространстве не поодиночке, а огромными скоплениями, роясь, как пчелы.

Измерения, сделанные с помощью спутника НАСА Cosmic Background Explorer в 1989–1990 годах, показали, что наша Галактика и ее соседи, составляющие так называемую Местную группу, движутся с трудно вообразимой скоростью, часто превышающей сотни километров в секунду, в направлении созвездия Гидра. Это направление было получено после учета всех известных движений, начиная от вращения Солнечной системы вокруг галактического ядра, до движения Млечного Пути к соседней спиральной галактике Андромеда.

Какова же причина этого причудливого космического дрейфа, столь отличного от хрестоматийного разлета галактик осколками Большого взрыва? Тут надо учитывать, что взаимное притяжение прежде всего собирает галактики в группы и скопления, переходящие в сверхскопления. При этом образуются еще и гигантские «пузыри» пустого пространства – войды, лишенные не только галактик, но и звездных систем. Неоднородно распределенная масса вещества, окружающая Местную группу, может вызвать несбалансированное притяжение в каком-то одном направлении. На первый взгляд трудно понять, как галактики могут влиять друг на друга через такие огромные расстояния. Однако соотношение масс и расстояний дают поразительный результат – галактики в скоплениях связаны друг с другом гораздо сильнее, чем отдельные звезды внутри галактик.

Так и наш Млечный Путь вместе со сверхскоплениями галактик в созвездиях Девы и Волосы Вероники, увлекая с собой гигантскую массу межзвездной материи, мчится куда-то со скоростью, превышающей два миллиона километров в час.

Вскоре в данном направлении был выявлен невообразимо мощный источник гравитации с общей массой, превышающей десять тысяч крупных галактик.

Так перед изумленными астрономами предстали сверхскопления галактик и Великий аттрактор – гигантская гравитационная аномалия, жадно тянущая к себе несколько тысяч галактик. В ходе последующих исследований было установлено, что Великий аттрактор является гигантским скоплением галактик. От него до Млечного Пути приблизительно 300 миллионов световых лет. Расположен аттрактор в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Пытаясь определить природу этого объекта, ученые выдвинули несколько гипотез. Так, согласно одной из них, Великий аттрактор представляет собой скопление нового, неизвестного науке, вида материи. Сторонники другой гипотезы доказывали, что это не что иное, как «космическая струна», возникшая в «эмбриональном состоянии» нашей вселенной.

Надо заметить, что только после этих ошеломляющих открытий стало возможным хотя бы эскизно набросать достаточно полную карту обозримой части космоса. Это, в свою очередь, позволило вплотную подойти и к важнейшим вопросам космологии. Каковы размеры космических структур? Как они возникают? Какова плотность вещества в сверхскоплениях?

Изучение вселенского Мальстрема принесло много нового. Вокруг Великого аттрактора было обнаружено несколько неизвестных скоплений галактик, группирующихся вокруг колоссального ядра гравитационной аномалии. Сразу же стал вопрос о конечном пункте падения нашей Галактики в этот космический водоворот. Однако увидеть что-либо в той бесконечной дали, куда с огромной скоростью несется наш материальный мир, пока не удалось.

История изучения ближнего и дальнего космоса свидетельствует, что в нем нет совсем уж уникальных вещей, и любой объект имеет более-менее отдаленный аналог. Совершенно так обстоит дело и с Великим аттрактором. Вскоре после открытия этой колоссальной структуры астрономы стали обнаруживать все новые и новые центры притяжения. Особенно преуспела в изучении новых аттракторов международная группа астрономов, работавшая в токийской обсерватории, которую коллеги прозвали «Семь самураев». Изучив относительное движение сотен галактик, «самураи» нашли сразу несколько аналогов Великого аттрактора.

Оказалось, что за обладание нашей Местной группой галактик долгое время сражалось несколько гравитационных центров. Сейчас в этом космическом состязании вроде бы с минимальным перевесом побеждает Великий аттрактор. Однако у него есть мощный соперник, расположенный на таком же расстоянии, – сверхскопление галактик в направлении созвездий Персей и Печь. Ряд астрономов вместе с командой самураев считает, что в отдаленном будущем картина гравитационной битвы может измениться.

В последующем был открыт еще более грандиозный объект в виде сверхдлинной цепочки галактик, названный «сверхгалактическая плоскость». Предполагается, что формирование подобной мегаструктуры тесно связано с природой невидимой темной материи, составляющей основу метагалактики. Материальный мир, который окружает нас в повседневности, и все, что мы можем увидеть в глубинах метагалактики, составляет лишь около четырех процентов содержимого Вселенной. Это малая песчинка в масштабах вселенского мира, заполненного неуловимыми темными субстанциями. При этом около четверти массы Вселенной составляет темная материя, невидимая субстанция, которая не отражает и не излучает света, но оказывает гравитационное воздействие на другую материю.

Группируясь вокруг скоплений галактик, темная материя во много раз увеличивает их массу, заставляя перемещаться галактики в самых разных направлениях. То есть в космосе царит полный «темный» кавардак. Такая ситуация приводит к тому, что в пространстве нередко происходят столкновения не только одиночных галактик, но и их (сверх) скоплений.

Открытие удивительных сверхскоплений галактик, не говоря уже о Великом аттракторе, вызвало небывалый всплеск интереса среди астрономов. Было даже решено разработать специальную миссию «Евклид» из Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА. Этот проект включает создание специального космического телескопа, разработанного для исследования тайн сверхструктур, наполненных темной материей. На данный момент запуск космического аппарата «Евклид» запланирован на 2020 год.

Главной особенностью этого космического телескопа будут 16 современных детекторов инфракрасного излучения. Поскольку инфракрасные волны хорошо проникают сквозь пыль и газ, астрономы надеются заглянуть в самую сердцевину Великого аттрактора и других галактических сверхскоплений. Многочисленная интернациональная команда исследователей во главе с ученым из НАСА Джейсоном Роудсом рассчитывает открыть много интереснейших эффектов, сопровождающих катастрофические столкновения звезд и галактик в глубинах гравитационных водоворотов.

Научный консорциум «Евклид» является международной организацией, в состав которой входит более тысячи специалистов самых разных научных направлений. С целью более глубокого понимания всего того, что таит в себе наша вселенная, миссией «Евклид» запланировано масштабное наблюдение, охватывающее около двух миллиардов галактик, которые занимают более одной трети звездного неба.

Ученые, которые будут проводить исследования в рамках программы, собираются осуществить самые точные измерения «темных сторон» нашей вселенной. Основной метод под названием «слабое линзирование» предусматривает анализ формы миллиардов галактик, возникших 7–8 миллиардов лет назад. Суть в том, что когда темная материя находится перед галактиками, она невидима, но ее гравитация искривляет свет от далеких галактик, расположенных на заднем плане. Чем массивнее темная материя, тем значительнее искривления. Измеряя их, ученые определяют структуру распределения темной материи между галактиками.

Предполагается, что проект «Евклид» позволит прояснить, что же может произойти с Солнечной системой, когда Млечный Путь погрузится в ядро Великого аттрактора. Наблюдения за процессами образования скоплений галактик также помогут дополнительно «прозондировать» темную материю. Все это может пролить свет не только на далекое будущее нашей Галактики, но и раскрыть самые темные тайны, скрывающиеся в глубинах метагалактики.

Изменения, происходящие со временем в наблюдаемых структурах темной материи, регулируются результирующим взаимодействием между силами притяжения, обусловленными гравитацией, и силами отталкивания темной энергии. Таким образом, изучение форм галактик позволит выявить информацию не только о темной материи, но и о темной энергии.