Гэрлийн хазайлтын хууль. Орчлон ертөнц анхаарлын гадна байна

Фуллерен ба нүүрстөрөгчийн нано хоолой. Шинж чанар ба хэрэглээ

1985 онд Роберт Кёрл, Харолд КротоТэгээд Ричард Смоллигэнэтийн байдлаар цоо шинэ нүүрстөрөгчийн нэгдлүүдийг нээсэн - фуллерен , өвөрмөц шинж чанарууд нь олон тооны судалгааг бий болгосон. 1996 онд фуллеренийг нээсэн хүмүүс Нобелийн шагнал хүртжээ.

Фуллерений молекулын үндэс нь нүүрстөрөгч- Энэ бол өвөрмөц юм химийн элемент, ихэнх элементүүдтэй нэгдэж, молекул үүсгэх чадвараараа тодорхойлогддог өөр өөр найрлагаболон барилга байгууламж. Сургуулийнхаа химийн хичээлээс нүүрстөрөгч хоёр үндсэн зүйлтэй гэдгийг та мэдээж мэднэ аллотроп мужууд- бал чулуу ба алмаз. Тиймээс, фуллеренийг нээснээр нүүрстөрөгч өөр аллотроп төлөвийг олж авсан гэж хэлж болно.

Эхлээд бал чулуу, алмаз, фуллерений молекулуудын бүтцийг авч үзье.

Графитбайна давхаргат бүтэц (Зураг 8) . Давхарга бүр нь ердийн зургаан өнцөгт хэлбэрээр хоорондоо ковалентаар холбогдсон нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрдэнэ.

Цагаан будаа. 8. Графитын бүтэц

Зэргэлдээх давхаргууд нь сул ван дер Ваалсын хүчээр бэхлэгддэг. Тиймээс тэд бие биенийхээ дээгүүр амархан гулсдаг. Үүний нэг жишээ бол энгийн харандаа байж болно - графит саваа цаасан дээр чирэх үед давхаргууд нь бие биенээсээ аажмаар "хуларч", дээр нь тэмдэг үлдээдэг.

Алмазгурван хэмжээстэй тетраэдр бүтэц (Зураг 9). Нүүрстөрөгчийн атом бүр бусад дөрвөн атомтай ковалентаар холбогддог. Кристал торны бүх атомууд бие биенээсээ ижил зайд (154 нм) байрладаг. Тэд тус бүр нь бусадтайгаа шууд ковалент холбоогоор холбогдож, ямар хэмжээтэй байхаас үл хамааран талст дотор нэг аварга том макромолекул үүсгэдэг.

Цагаан будаа. 9. Алмазан бүтэц

-д баярлалаа өндөр энерги ковалент холбоо C-C, алмаз нь хамгийн өндөр хүч чадалтай бөгөөд зөвхөн үнэт чулуу төдийгүй металл зүсэх, нунтаглах багаж үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашигладаг (уншигчид янз бүрийн металлын алмаз боловсруулах талаар сонссон байх)

ФуллеренАрхитектурын барилгад ашиглах ижил төстэй байгууламжийг зохион бүтээсэн архитектор Бакминстер Фуллерийн нэрэмжит нэрээр нэрээ авсан (тиймээс тэдгээрийг бас нэрлэдэг). баки бөмбөг). Фуллерен нь хөл бөмбөгийн бөмбөгийг санагдуулам хүрээний бүтэцтэй бөгөөд 5 ба 6 өнцөгт хэлбэртэй "нөхөөс"-ээс бүрддэг. Хэрэв бид энэ олон өнцөгтийн орой дээр нүүрстөрөгчийн атомууд байдаг гэж төсөөлвөл бид хамгийн тогтвортой фуллерен С60-ийг авна. (Зураг 10)

Цагаан будаа. 10. Фуллерений бүтэц C 60

Фуллерений гэр бүлийн хамгийн сайн мэддэг бөгөөд хамгийн тэгш хэмтэй төлөөлөгч болох C60 молекул дахь зургаан өнцөгтийн тоо 20 байна. Түүнээс гадна таван өнцөгт бүр зөвхөн зургаан өнцөгттэй хиллэдэг бөгөөд зургаан өнцөгт бүр гурван өнцөгттэй байдаг. нийтлэг талуудзургаан өнцөгттэй, таван өнцөгттэй гурав.

Фуллерений молекулын бүтэц нь сонирхолтой бөгөөд ийм нүүрстөрөгчийн "бөмбөлөг" дотор хөндий үүсдэг бөгөөд үүний ачаар дотор нь хөндий үүсдэг. капилляр шинж чанарбусад бодисын атом, молекулуудыг нэвтрүүлж болох бөгөөд энэ нь жишээлбэл, тэдгээрийг аюулгүй тээвэрлэх боломжийг олгодог.

Фуллеренүүдийг судлах явцад тэдгээрийн молекулуудыг нийлэгжүүлэн судалж, өөр өөр тооны нүүрстөрөгчийн атом агуулсан - 36-аас 540. (Зураг 11)

a)b)c)

Цагаан будаа. 11. Фуллеренийн бүтэц a) 36, b) 96, c) 540.

Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгчийн хүрээний бүтцийн олон талт байдал үүгээр дуусдаггүй. 1991 онд Японы профессор Сумио Иижимагэж нэрлэгддэг нүүрстөрөгчийн урт цилиндрийг нээсэн нано хоолой .

Нано хоолой нь нэг сая гаруй нүүрстөрөгчийн атом бүхий молекул бөгөөд энэ нь ойролцоогоор нанометр диаметртэй, хэдэн арван микрон урттай хоолой юм. . Хоолойн хананд нүүрстөрөгчийн атомууд ердийн зургаан өнцөгтийн орой дээр байрладаг.

Цагаан будаа. 13 Нүүрстөрөгчийн нано хоолойн бүтэц.

a) нано хоолойн ерөнхий дүр төрх

б) нэг төгсгөлд нь урагдсан нано хоолой

Нано хуруу шилний бүтцийг ингэж төсөөлж болно: бид бал чулуу авч, түүнээс тууз хайчилж, цилиндрт "наадаг" (бодит байдал дээр нано хоолой тэс өөр хэлбэрээр ургадаг). Энэ нь илүү хялбар байж болох юм шиг санагдаж байна - та бал чулуун онгоц аваад цилиндрт өнхрүүлээрэй! - гэхдээ хүртэл туршилтын нээлтОнолчдын хэн нь ч нано хоолойг урьдчилан таамаглаагүй. Тиймээс эрдэмтэд зөвхөн тэдгээрийг судалж, гайхах боломжтой байв.

Мөн гайхах зүйл байсан - эцэст нь эдгээр гайхалтай нано хоолой нь 100 мянган жинтэй.

хүний ​​үснээс хэд дахин нимгэн нь маш бат бөх материал болсон. Нано хоолой нь гангаас 50-100 дахин бат бөх, нягтрал нь зургаа дахин бага! Янгийн модуль -Материалын хэв гажилтыг эсэргүүцэх түвшин нь нано хоолойд ердийн нүүрстөрөгчийн утаснаас хоёр дахин өндөр байдаг. Өөрөөр хэлбэл, хоолойнууд нь зөвхөн хүчтэй төдийгүй уян хатан байдаг бөгөөд тэдний зан авир нь хэврэг сүрэл биш, харин хатуу резинэн хоолойтой төстэй юм. Чухал хэмжээнээс давсан механик стрессийн нөлөөн дор нано хоолой нь маш үрэлгэн ажилладаг: тэд "урдаггүй", "эвдэрдэггүй", харин зүгээр л өөрчилдөг!

Одоогийн байдлаар нано хуруу шилний хамгийн их урт нь хэдэн арван, хэдэн зуун микрон бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг атомын масштабаар маш том, гэхдээ дэндүү бага юм. өдөр тутмын хэрэглээ. Гэсэн хэдий ч үүссэн нано хоолойн урт аажмаар нэмэгдэж байна - одоо эрдэмтэд аль хэдийн сантиметрийн шугамд ойртсон байна. 4 мм-ийн урттай олон ханатай нано хоолой гаргаж авсан.

Нано хоолой нь ихэвчлэн орж ирдэг янз бүрийн хэлбэрүүд: нэг ба олон давхаргат, шулуун ба спираль. Нэмж дурдахад тэдгээр нь хамгийн гэнэтийн цахилгаан, соронзон, оптик шинж чанаруудыг бүхэлд нь харуулдаг.

Жишээлбэл, бал чулууны хавтгайн тодорхой нугалах загвараас хамааран ( хирализм), нано хоолой нь цахилгаан дамжуулагч ба хагас дамжуулагч байж болно. Нано хуруу шилний электрон шинж чанарыг бусад бодисын атомуудыг хоолойд оруулах замаар зориудаар өөрчилж болно.

Фуллерен болон нано хоолой доторх хоосон зай нь эрт дээр үеэс хүмүүсийн анхаарлыг татсаар ирсэн.

эрдэмтэд. Хэрэв фуллерен дотор зарим бодисын атомыг оруулбал (энэ процессыг "интеркаляци", өөрөөр хэлбэл "нэгтгэх" гэж нэрлэдэг) үүнийг өөрчлөх боломжтой болохыг туршилтууд харуулсан. цахилгаан шинж чанарбүр тусгаарлагчийг хэт дамжуулагч болгон хувиргах!

Нано хоолойн шинж чанарыг ижил аргаар өөрчлөх боломжтой юу? Тийм болж байна. Эрдэмтэд нано хоолой дотор аль хэдийн суулгасан гадолиний атом бүхий фуллерений бүхэл бүтэн гинжийг байрлуулж чадсан. Ийм ер бусын бүтцийн цахилгаан шинж чанар нь энгийн, хөндий нано хоолойн шинж чанар болон дотор нь хоосон фуллерен бүхий нано хоолойн шинж чанаруудаас эрс ялгаатай байв. Ийм нэгдлүүдийн химийн тусгай тэмдэглэгээг боловсруулсан нь сонирхолтой юм. Дээр тайлбарласан бүтцийг Gd@C60@SWNT гэж бичсэн бөгөөд энэ нь "Нэг ханатай нано гуурсан доторх C60 доторх Gd" гэсэн утгатай.

Нано хоолойд суурилсан макротөхөөрөмжүүдийн утаснууд нь бараг ямар ч дулаан үүсгэхгүйгээр гүйдэл дамжуулж, гүйдэл нь асар их утгад хүрч чаддаг - 10 7 А/см 2 . Ийм утгатай сонгодог дамжуулагч тэр даруй ууршдаг.

Компьютерийн үйлдвэрлэлд нано хоолойн хэд хэдэн хэрэглээг мөн боловсруулсан. 2006 онд аль хэдийн нано гуурсан хоолойн матриц дээр ажилладаг хавтгай дэлгэц бүхий ялгаруулалтыг хянах төхөөрөмж гарч ирэх болно. Нано хуруу шилний нэг үзүүрт өгсөн хүчдэлийн нөлөөгөөр нөгөө үзүүр нь электрон ялгаруулж эхэлдэг бөгөөд энэ нь фосфорын дэлгэц дээр тусч, пикселийг гэрэлтүүлэхэд хүргэдэг. Үүссэн зургийн үр тариа нь гайхалтай жижиг байх болно: микроны дарааллаар!(Эдгээр мониторуудыг захын төхөөрөмжүүдийн курст судалдаг).

Өөр нэг жишээ бол нано гуурсыг сканнерийн микроскопын үзүүр болгон ашиглах явдал юм. Ихэвчлэн ийм ирмэг нь хурц үзүүртэй гянт болдын зүү байдаг боловч атомын стандартын дагуу ийм хурц үзүүр нь нэлээд ширүүн хэвээр байна. Нано хоолой нь хэд хэдэн атомын дарааллын диаметртэй хамгийн тохиромжтой зүү юм. Тодорхой хүчдэлийг хэрэглэснээр субстрат дээр байрлах атомууд болон бүхэл бүтэн молекулуудыг зүүний доор шууд авч, нэг газраас нөгөө рүү шилжүүлэх боломжтой.

Нано хуруу шилний ер бусын цахилгаан шинж чанар нь тэдгээрийг наноэлектроникийн гол материалын нэг болгоно. Тэдгээрийн үндсэн дээр компьютерт зориулсан шинэ элементүүдийн прототипүүдийг хийсэн. Эдгээр элементүүд нь цахиуртай харьцуулахад төхөөрөмжийг хэд хэдэн удаа жижигрүүлдэг. Уламжлалт хагас дамжуулагч дээр суурилсан электрон хэлхээг цаашид жижигрүүлэх боломж бүрэн дууссаны дараа электроникийн хөгжил аль чиглэлд шилжих вэ гэсэн асуулт одоо идэвхтэй яригдаж байна (энэ нь ойрын 5-6 жилд тохиолдож магадгүй). Цахиурын оронд нано хоолой нь ирээдүйтэй нэр дэвшигчдийн дунд маргаангүй тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг.

Наноэлектроник дахь нано хоолойн өөр нэг хэрэглээ бол хагас дамжуулагч гетероструктурыг бий болгох явдал юм. "металл/хагас дамжуулагч" төрлийн бүтэц эсвэл хоёр өөр хагас дамжуулагчийн (нанотранзистор) уулзвар.

Одоо ийм бүтэц үйлдвэрлэхийн тулд хоёр материалыг тусад нь ургуулж, дараа нь "гагнаж" хийх шаардлагагүй болно. Нано гуурс ургах явцад түүнд бүтцийн согог үүсгэх (тухайлбал, нүүрстөрөгчийн зургаан өнцөгтийн аль нэгийг нь таван өнцөгтөөр солих) зөвхөн дундуур нь тусгай аргаар хугалахад л хангалттай. Дараа нь нано хоолойн нэг хэсэг нь байх болно металл шинж чанар, нөгөө нь - хагас дамжуулагчийн шинж чанарууд!

Нэг ханатай нано хоолой

БүтэцТуршилтаар ажиглагдсан нэг ханатай нано хоолойнууд нь дээр дурьдсан хамгийн тохиромжтой зургаас олон талаараа ялгаатай. Юуны өмнө энэ нь нано хоолойн оройн хэсэгт хамаатай бөгөөд ажиглалтаас харахад хэлбэр нь хамгийн тохиромжтой хагас бөмбөрцөгөөс хол байна.

Нэг ханатай нано гуурсуудын дунд тусгай байрыг түшлэгтэй нано гуурс буюу хиралиттай нано хоолой гэж нэрлэдэг (10, 10). Энэ төрлийн нано хоолойд зургаан гишүүнтэй цагираг бүрийг бүрдүүлдэг CC-ийн хоёр холбоо нь хоолойн уртааш тэнхлэгтэй параллель байрладаг. Ижил бүтэцтэй нано хоолой нь цэвэр металл бүтэцтэй байх ёстой.

Олон ханатай нано хоолой

Олон ханатай(олон ханатай) нано хоолойнууд нь нэг ханатай нано хоолойноос илүү өргөн хэлбэр, тохиргоотойгоор ялгаатай. Төрөл бүрийн бүтэц нь уртааш болон хөндлөн чиглэлд хоёуланд нь илэрдэг.

"Оросын хүүхэлдэй" хэлбэрийн бүтэц нь бие биендээ коаксиаль байдлаар байрлуулсан цилиндр хоолойнуудын цуглуулга юм. Энэ бүтцийн өөр нэг хувилбар бол бие биендээ үүрлэсэн коаксиаль призмүүдийн цуглуулга юм. Эцэст нь дээрх бүтэцүүдийн сүүлчийнх нь гүйлгэхтэй төстэй юм. Бүх бүтэц нь зэргэлдээх графитын давхаргын хоорондох зайгаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь талст бал чулууны зэргэлдээх хавтгай хоорондын зайд хамаарах 0.34 нм-ийн утгатай ойролцоо байна.

Тодорхой туршилтын нөхцөлд олон ханатай нано хоолойн тодорхой бүтцийг хэрэгжүүлэх нь синтезийн нөхцлөөс хамаарна. Боломжтой туршилтын өгөгдлүүдийн дүн шинжилгээ нь олон ханатай нано хоолойн хамгийн ердийн бүтэц нь уртын дагуу ээлжлэн байрладаг "Оросын үүрлэсэн хүүхэлдэй" ба "папье-маше" төрлийн хэсгүүдтэй бүтэц болохыг харуулж байна. Энэ тохиолдолд жижиг "хоолой" нь том хоолойд дараалан үүрлэдэг.

Нүүрстөрөгчийн нано хоолой бэлтгэх

ХөгжилНүүрстөрөгчийн нано хоолой (CNTs) нийлэгжүүлэх аргууд нь синтезийн температурыг бууруулах замаар явав. Фуллерен үйлдвэрлэх технологийг бий болгосны дараа графит электродуудын цахилгаан нумын ууршилтын явцад фуллерен үүсэхийн зэрэгцээ өргөтгөсөн цилиндр бүтэц үүсдэг болохыг олж мэдсэн. Микроскопч Сумио Иижима тунгалаг туяа ашиглан электрон микроскоп(TEM) нь эдгээр бүтцийг нано хоолой гэж тодорхойлсон анхны хүн юм. CNT үйлдвэрлэх өндөр температурын аргууд нь цахилгаан нумын аргыг агуулдаг. Хэрэв та графит саваа (анод) ууршуулах юм бол цахилгаан нум, дараа нь эсрэг талын электрод (катод) дээр хатуу нүүрстөрөгчийн хуримтлал (хадгаламж) үүсдэг бөгөөд түүний зөөлөн цөм нь 15-20 нм диаметртэй, 1 мкм-ээс дээш урттай олон ханатай CNT агуулдаг. Тортогт өндөр температурын дулааны нөлөөгөөр фуллерен хөө тортогоос CNT үүсэхийг Оксфорд, Швейцарийн бүлэг анх ажигласан. Цахилгаан нумын синтезийн суурилуулалт нь метал их шаарддаг, эрчим хүч зарцуулдаг боловч төрөл бүрийн нүүрстөрөгчийн наноматериалуудыг үйлдвэрлэхэд түгээмэл байдаг. Энэ тохиолдолд чухал асуудал бол нуман шаталтын явцад үйл явцын тэнцвэргүй байдал юм. Цахилгаан нумын арга нь нэг удаа лазерын ууршилт (абляци) аргыг лазер туяагаар сольсон. Абляци суурилуулалт нь 1200С-ийн температурыг бий болгодог эсэргүүцэлтэй халаалттай ердийн зуух юм. Илүү өндөр температурыг авахын тулд зууханд нүүрстөрөгчийн бай байрлуулж, лазер туяаг чиглүүлж, зорилтот гадаргууг бүхэлд нь сканнердах нь хангалттай юм.

Тэр. Smalley-ийн бүлэг богино импульсийн лазер бүхий үнэтэй суурилуулалтыг ашиглан 1995 онд нано хоолой олж авсан нь тэдгээрийн синтезийн технологийг "илээд хялбаршуулсан" юм. Гэсэн хэдий ч CNT-ийн өгөөж бага хэвээр байна. Бал чулуунд никель, кобальт бага зэрэг нэмсэнээр CNT-ийн гарцыг 70-90% хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Энэ мөчөөс эхэлсэн шинэ үе шатнано хоолой үүсэх механизмыг ойлгоход. Металл өсөлтийн хурдасгуур болох нь тодорхой болов. Төмрийн бүлгийн металлын хэсгүүдийг катализатор болгон ашигласан нүүрсустөрөгчийн каталитик пиролизийн арга (CVD) - бага температурт нано хоолой үйлдвэрлэх анхны бүтээлүүд ингэж гарч ирэв. CVD аргаар нано хоолой, нано шилэн үйлдвэрлэх суурилуулах хувилбаруудын нэг нь катализатор болон нүүрсустөрөгчийг бүс рүү зөөвөрлөх идэвхгүй зөөгч хий нийлүүлэх реактор юм. өндөр температур. Хялбаршуулсан байдлаар CNT-ийн өсөлтийн механизм дараах байдалтай байна. Үйлдвэрлэсэн нүүрстөрөгч дулааны задралнүүрсустөрөгч, металлын нано бөөмд уусдаг.

Бөөм дэх нүүрстөрөгчийн өндөр концентрацид хүрэх үед катализаторын бөөмийн аль нэг нүүрэн дээр гажигтай хагасфулерений таг хэлбэрээр илүүдэл нүүрстөрөгчийн энергийн таатай "ялгарах" үүсдэг. Нано хоолой ингэж төрдөг. Задарсан нүүрстөрөгч нь катализаторын тоосонцор руу орсоор байгаа бөгөөд илүүдэл концентрацийг хайлмагт хаяхын тулд түүнийг байнга зайлуулах шаардлагатай байдаг. Хайлмалын гадаргуугаас дээш өргөгдсөн хагас бөмбөрцөг (хагас фуллерен) нь ууссан илүүдэл нүүрстөрөгчийг дагуулдаг бөгөөд тэдгээрийн атомууд нь хайлмалаас гадуур үүсдэг. S-S холболтЭнэ нь цилиндр хэлбэртэй нано хоолойн хүрээ юм. Нано хэмжээст төлөвт байгаа бөөмийн хайлах температур нь түүний радиусаас хамаарна. Радиус бага байх тусам хайлах температур бага байна. Тиймээс 10 нм хэмжээтэй төмрийн нано хэсгүүд нь 600С-аас доош хайлсан төлөвт байдаг. Одоогийн байдлаар CNT-ийн бага температурт нийлэгжилтийг 550С-ийн Fe хэсгүүдийн оролцоотойгоор ацетиленийн катализаторын пиролизоор хийж байна. Синтезийн температурыг бууруулах нь сөрөг үр дагавартай байдаг. Бага температурт том диаметртэй (ойролцоогоор 100 нм) CNT-ийг "хулс" эсвэл үүрлэсэн наноконон гэх мэт маш гэмтэлтэй бүтэцтэй болгодог. Үүссэн материалууд нь зөвхөн нүүрстөрөгчөөс бүрдэх боловч лазераар арилгах эсвэл цахилгаан нумын синтезээр олж авсан нэг ханатай нүүрстөрөгчийн нано хоолойд ажиглагдсан ер бусын шинж чанаруудад (жишээлбэл, Янгийн модуль) ойртдоггүй.

– VI –

Эйнштейн 1919 оны 9-р сарын эхээр GTR-ийн эерэг үр дүнг мэдэв. Лондонгийн таймс сонинд нарны таталцлын талбарт гэрлийн туяа гулзайлтын тухай шинжлэх ухааны алдартай нийтлэл нийтлэгдсэний дараа Эйнштейний нэр олон нийтэд танигдав. Тэр сарын сүүлчээр тэрээр Швейцарь руу ил захидал илгээж, "Эрхэм ээж ээ! Өнөөдөр би сайн мэдээ хүлээн авлаа. ХА. Английн экспедицүүд нарны ойролцоо гэрлийн хазайлтыг үнэхээр нотолсон гэж Лоренц над руу утас цохив..."

1919 оны 11-р сард Их Британийн шинжлэх ухааны ертөнцөд юу болж байсныг Абрахам Пайсийн үгээр хамгийн сайн илэрхийлж болно.

"1905 оны дараа Эйнштейн хоёр гайхамшгийг үйлдсэнийхээ дараа "адислагдсан" юм. 1919 оны 11-р сарын 6-нд болсон Хатан хааны нийгэмлэг болон Хатан хааны одон орон судлалын нийгэмлэгийн хамтарсан хурал цуглааны ёслолтой төстэй байв. Дайсон прокурор Кроммелиа, Эддингтой нарын өмгөөлөгчөөр ажилласан. Эхлээд үг хэлсэн Дайсон хэлэхдээ: "Фургийн ялтсуудыг сайтар судалж үзээд Эйнштейний таталцлын хуулийн дагуу гэрлийн хазайлтыг харуулсан бүрэн тодорхой үр дүнд хүрсэн гэдгийг би мэдэгдэхэд бэлэн байна."

Кроммелин нэмэлт тодруулга хийсний дараа Эддингтон үг хэлж, Принсипид олж авсан үр дүн нь Собрал руу хийсэн экспедицийн мэдээг баталж, Эйнштейний бүтээсэн эргэлзээгүй хоёр гайхамшгийг "ерөөлтэй" зэрэглэлд жагсаав: тайлбар. Мөнгөн усны перигелийн шилжилт ба гэрлийн цацрагийн гулзайлтын өнцгөөр (1.98 ± 0.30)" ба (1.61 ± 0.30)"; Эдгээр үр дүнг Sobral болон Principe-д тус тус авсан.

"Чөтгөрийн өмгөөлөгч" Людвик Зилберштейн "Гэрлийн туяа гулзайлгах нь таталцлаас үүдэлтэй гэж батлах хангалттай үндэслэл хараахан байхгүй байна" гэж шүүмжилсэн. Тэрээр мөн улаан шилжилт байгаа эсэхийг батлахыг шаардсан: "Хэрэв улаан шилжилтийг илрүүлж чадахгүй бол (одоо хүртэл байсан шиг) онол бүхэлдээ сүйрнэ." Силберштейн танхимд өлгөөтэй Ньютоны хөргийг зааж, "Энэ агуу хүний ​​дурсамж биднийг түүний таталцлын хуулийг өөрчлөх эсвэл бүрмөсөн шинэчлэх оролдлого хийхээс болгоомжилж байна" гэж хуралд уриалав.

Хурлыг даргалсан Хатан хааны нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч, гавьяаны одонгийн командлагч Жозеф Жон Томсон "шууд, шуурхай, шуурхай" гэсэн өргөдлийг сонсоод канончлолын бухыг тунхаглав: "Энэ бол хамгийн их зүйл юм. чухал үр дүн, Ньютоны үеэс таталцлын онолоор олж авсан бөгөөд их эрдэмтний нэртэй нягт холбоотой нийгмийн хурал дээр зарласан нь их бэлгэдэлтэй... Энэ үр дүн нь хамгийн өндөр амжилтуудын нэг юм. хүний ​​оюун ухаан".

Гэсэн хэдий ч мөн л Ж.Ж.Томсон: "Хэн ч хараахан илэрхийлж чадаагүй гэдгийг би хүлээн зөвшөөрөх ёстой. ойлгомжтой хэлээр, ЮуЭнэ бол Эйнштейний харьцангуйн онол юм." Британийн хамгийн нэр хүндтэй физикчийн энэхүү илчлэлтийг B.G. Кузнецов, тэр нь эргээд Ф.Фрэнкийн бичсэн Эйнштейний намтраас авсан. Харамсалтай нь физикийн албан ёсны түүхийг релятивистууд бичсэн хэвээр байгаа бөгөөд харьцангуйн онолд Ж.Ж.Томсоны жинхэнэ бухимдлыг бид мэдэхгүй. Тэрээр амьдралынхаа туршид хөгжиж ирсэн тул SRT эсвэл GTR-ийн алийг нь ч хүлээж аваагүй нь мэдэгдэж байна бүтээлч-ээс ялгаатай нь механик загварт суурилсан хөдөлгөөнт электроны онол формистЭйнштейн, Лоренц, Пуанкаре нарын онолууд нь орон зай-цаг хугацааны таамаглал дээр үндэслэсэн.

Нью-Йоркийн гудамжинд байгаа иргэд Эйнштейнийг баяр хөөртэй угтаж байна. Түүний АНУ-д хийсэн айлчлалын гол зорилго нь (Х.Вейсмантай хамт) Иерусалимын их сургуулийн барилгын ажилд хөрөнгө босгох явдал байв. Тэрээр 1921 оны дөрөвдүгээр сарын 2-ноос тавдугаар сарын 30 хүртэл Америкт байжээ. Энэ хугацаанд тэрээр хэд хэдэн ном уншсан алдартай лекцүүдЧикаго, Бостон, Принстон хотуудад харьцангуйн онолын талаар тус улсын Ерөнхийлөгч Хардингтай уулзахдаа нэр төрийн хэрэг байлаа. Америкаас буцах замдаа тэрээр Англид саатаж, Ньютоны булшинд очжээ.

Ерөнхийдөө харьцангуйн сургаал нь британичуудын дунд тийм ч түгээмэл биш байсан, учир нь тэдний улсад энэ нь хэтэрхий хүчтэй байсан. сонгодог сургууль, Фарадей, Максвелл нар тавьсан. Дайсон, Кроммелин, ялангуяа Эддингтон гэсэн англи одон орон судлаачид харьцангуйн ерөнхий онолын онолын онолын хувьд биш ч гэсэн нөхцөл байдал эрс өөрчлөгдсөн. Эддингтонтой ярилцсан хүмүүсийн нэг нь өөрийгөө Эйнштейний харьцангуйн онолыг жинхэнэ утгаар нь ойлгосон гурван эрдэмтний нэг гэж хэлсэн гэдэг. Эддингтон бодлогоширч, ярилцагч нь түүнээс юу бодож байгааг нь асуухад Эддингтон: "Чи гуравт хэнийг бодсон бол гэж гайхаж байна" гэж хариулав.

Японд Эйнштейн, Эльза нар. 1922 оны 10-р сарын 8-нд тэрээр эхнэрийнхээ хамт Марсель хотоос Алс Дорнодыг зорьжээ. Энэ аяллын үеэр тэрээр Коломбо, Сингапур, Хонг Конг, Шанхайд очсон. Тэрээр 11-р сарын 17-ноос 12-р сарын 29 хүртэл Японд байсан. 11-р сарын 9-нд тэрээр Нобелийн шагнал хүртэв. Арванхоёрдугаар сарын 10-нд Стокгольм хотноо болсон ёслолд Германы Элчин сайд Рудольф Надольни Эйнштейний шагналыг төлөөлөн оролцов. Японоос буцаж ирэх замдаа Эйнштейн Палестин руу 12 хоногийн аялал хийж, 1923 оны 2-р сарын 2-нд тэнд иржээ.

"Хувийн амьдрал" номын зохиогчид "Эйнштейн гэнэтийн алдар нэрээ олж авах өртэй" гэж Англи, Америкийн сонинуудад гайхалтай гарчиг бичдэг хүмүүст бичжээ. "Шинжлэх ухаан дахь хувьсгал", "Орчлон ертөнцийн бүтцийн шинэ онол", "Ньютоны механикийг нураах" - Лондонгийн Тамс 1919 оны 11-р сарын 7-нд амьсгал боогдуулжээ. "Нью-Йорк Таймс"-д 1919 оны арванхоёрдугаар сард "...Бүх Англичууд таны онолыг ярьж байна." гайхалтай сенсаацийг бий болгосон ... Англи, Германы шинжлэх ухааны харилцааны үүднээс илүү сайн зүйлийг хүсэх аргагүй юм."

1923 оны хоёрдугаар сарын 8-нд Эйнштейн Тель-Авив хотын анхны хүндэт иргэн болжээ. Энэ зун тэрээр 10 жил үргэлжилсэн "Шинэ Оросын андууд" нийгэмлэгийг байгуулахад тусалсан. Дараа жил нь тэрээр Берлиний еврей нийгэмлэгийн гишүүн болж, татвараа тогтмол төлдөг. “Эйнштейний дуран” суурилуулсан “Эйнштейний цамхаг”-т байрлах Потсдам хотод “Эйнштейний хүрээлэн” ажиллаж эхэлжээ.

Эйнштейний туслах, Польшийн математикч Леопольд Инфельд харьцангуйн онол олон нийтийн дунд гайхалтай амжилтанд хүрсэнийг дараах байдлаар зөвтгөв. 1919 оны 5-р сард батлагдсан "агуу алсын хараа"-аа дурсахдаа тэрээр бичжээ.

“Эйнштейний агуу алдар нэр ингэж эхэлсэн. Энэ нь түүний амьдралын туршид үргэлжилсэн бөгөөд нас барсны дараа л нэмэгдэх болно. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн онол манайхаас хол байгаа үзэгдлийг урьдчилан таамаглаж байсан өдөр тутмын амьдралЭдгээр одууд шиг тэр үүнийг урьдчилан таамаглаж байсан урт гинжхийсвэр аргументууд - энэ бүхэн магадгүй олон нийтийн урам зоригийг бий болгох хангалттай шалтгаан болж чадахгүй. Гэсэн хэдий ч ийм тохиолдол байсан. Үүний шалтгааныг дайны дараах сэтгэл зүйд хайх хэрэгтэй юм шиг надад санагдаж байна.

Энэ нь Дэлхийн нэгдүгээр дайн дууссаны дараа болсон. Хүмүүс үзэн ядалт, аллага, олон улсын явуулгад өвдөж байв. Траншей, бөмбөг, аллага нь гашуун амтыг үлдээсэн. Тэд дайны тухай ном худалдаж аваагүй, уншаагүй. Хүн бүр энх тайвны эрин үеийг хүлээж, дайныг мартахыг хүсч байв. Мөн энэ үзэгдэл нь хүний ​​төсөөллийг барьж чадах чадвартай байсан. Булшнуудаар бүрхэгдсэн газраас нүд нь одод дүүрэн тэнгэр рүү эргэв. Хийсвэр сэтгэлгээ нь хүнийг өдөр тутмын зовлон зүдгүүрээс холдуулдаг. Нар хиртэлтийн нууц ба хүний ​​оюун санааны хүч, романтик байгаль, хэдхэн минутын харанхуй, дараа нь гулзайлтын туяаны зураг - бүх зүйл гунигтай бодит байдлаас тэс өөр байв.

Өөр нэг шалтгаан байсан бөгөөд хамгийн чухал нь: шинэ үзэгдлийг Германы эрдэмтэн урьдчилан таамаглаж, Английн эрдэмтэд үүнийг туршиж үзсэн. Саяхан хоёр дайсагнасан лагерьт харьяалагдаж байсан физикч, одон орон судлаачид дахин хамтран ажиллаж байна. Магадгүй энэ нь шинэ эрин, энх тайвны эрин үе эхэлж байгаа юм болов уу? Миний бодлоор хүмүүсийн амар амгаланг хүсч байсан юм шиг санагддаг гол шалтгаанЭйнштейний алдар нэр өсөн нэмэгдэж байна."

Үүнтэй ижил санааг "Хувийн амьдрал" номын зохиогчид илэрхийлж, Инфельд хэлсэн зүйл дээр өөр нэг чухал хүчин зүйл болох ид шидийн онолыг үндэслэгч эцгийн хувийн сэтгэл татам байдлыг нэмж хэлэв.

"Хүмүүс дайнаас залхаж, анхаарал сарниулахыг хүсч, харьцангуйн онол нь олон нийтийн уншигчдын хувьд номер нэг сэдэв болсон. Муруй орон зай, гэрлийн цацрагийн хазайлт нь хүн бүрийн уруул дээр байсан бөгөөд эдгээр үгс нь ямар ч утгатай байсан нь үзэгчдийн сонирхлыг татав. Шөнийн тэнгэрийг харж байсан хэн бүхэнд энэ нь ид шидтэй санагдсан нууцаар дүүрэн, тэгээд гэнэт эдгээр нууцууд илчлэв...

Мэдээж шинэ сенсаацын ард ямар хүн байгааг олж мэдэх гэж сэтгүүлчид яаравчлав. Тэгээд тэд маш азтай гэдгээ олж мэдэв. Тэд ердийн буурал үстэй академичийн оронд сэгсгэр үстэй, эелдэг бус сэтгэл татам, хошин шогийн мэдрэмжтэй хачирхалтай төрхийг олж харав. Эйнштейн гайхалтай, өнгөлөг дүр болж хувирсан бөгөөд тэрээр гэрэл гэгээтэй байсан тул удалгүй хэвлэлийн төлөөлөгчид түүнийг тохиромжтой, тохиромжгүй тохиолдолд хамгийн гэнэтийн сэдвээр асуултаар бөмбөгдөж эхлэв. "Тэд надаас нийтлэл, мэдэгдэл, гэрэл зураг гэх мэт зүйлийг хүсч байна" гэж тэр 1919 оны Зул сарын баяраар бичжээ. "Энэ бүхэн хааны шинэ хувцас, галзуугийн үнэрийн тухай үлгэрийг санагдуулам боловч хор хөнөөлгүй юм." Удалгүй тэрээр Мидас шиг болсон ч түүний хүрсэн бүхэн алт биш харин сонины шуугиан болж хувирав.

гэсэн үг олон нийтийн мэдээллийн хэрэгсэлЭйнштейнд зориулж мэргэн, зөн билэгтний дүрийг бүтээсэн бөгөөд одоо дэлхий даяар түүний анхаарлыг татахаар болжээ. Дараагийн арван жилд тэрээр Скандинав, Америкийн Нэгдсэн Улс, Япон, Ойрхи, Дундад, Алс Дорнод, В Өмнөд АмерикИх Британид Лондонгийн алдарт "Палладиум" эстрадын театр түүнд гурван долоо хоногийн турш өөрийн хөтөлбөрөө хөтлөх тайзнаа санал болгосон бөгөөд Эйнштейний дээвэр дор амьдрах ёстой Лорд Халдений охин түүнтэй уулзахдаа ухаан алджээ.

Женев рүү аялах үеэр түүнийг олон залуу охид бүсэлж, тэдний нэг нь үсээ тас таслахыг оролдсон байна. Түүний нэрэмжит тамхи, нялхас, дуран, цамхагуудыг нэрлэж, захидал тасралтгүй урсаж байв. Энэ хэзээ ч дуусах тавилан байгаагүй. Эйнштейн рүү бичсэн хүн: сайн санаат хүмүүс, шашны психопатууд, мөнгө гуйсан шарлатанууд, олон нийтийн байгууллагуудТүүний дэмжлэгийг хүссэн хөдөлгөөнүүд, сургуулийн сурагчид, эцэст нь "Чи үнэхээр тэнд байна уу?" Гэсэн асуултыг тавьсан бяцхан охин.

Хүн төрөлхтөн шашны шашныг илчлэгчдийг үзэн яддаг; энэ нь Есүс Христийн бурханлаг бус гарал үүслийг нотлох зорилготой эрдэмтдийг хараадаг. Гэхдээ эрхэм уншигч та бид хоёр тэгдэггүй шашин шүтлэгтэй хүмүүсмөн "Гэгээн Альберт"-ийн сургаалын "Үнэн" хаанаас ирснийг ойлгох ёстой. Эйнштейний төрсөн өдөр буюу 3-р сарын 14-нд Израиль улс "Шинжлэх ухааны өдөр"-ийг үргэлжлүүлэн тэмдэглэе. Харин оросууд бидний хувьд судлаачид физик ертөнц, харьцангуйн сүмийн тахилын ширээнд үүрд зогсох нь утгагүй юм. Мессиа ард түмэнд гарч ирэх үед асаасан лаагаа эцэст нь унтраах цаг болжээ. Жирийн хүмүүс хоёр дахь ирэлтийг хүлээж ядарч, шинжлэх ухааны сайд нар туяаны муруйлтыг өөр, шашны бус тайлбаруудын талаар бодох хэрэгтэй.

Ажиглалтын үр дүнг шүүмжлэгчид Эддингтон харьцангуйн онолын амжилтыг хэт их сонирхож байсан тул экспедицийг үнэлэхдээ бодитой бус байсан гэж онцолжээ. Түүний тайланд тэрээр хазайлт нь түүнд хэрэгтэй хүрээнд тохирохгүй байгаа оддыг үл тоомсорлосон гэж тэд хэлэв. Жишээлбэл, интернетээс та дараах үгсийг олж болно: "Эддингтон харьцангуйн ерөнхий онолын үнэнч байдлын тухай аман мэдэгдэлээр хязгаарлагдаж байсан боловч алдааны дүн шинжилгээ, хүлээн авсан гэрэл зураг, үгүйсгэх аргыг нийтлээгүй болно. Тэднийг "муу" гэж үзсэн хүмүүс." Дөнгөж иш татсан тайлангаас харахад энэ нь зөөлөн хэлэхэд бүрэн үнэн биш юм.

Мэдээлэлд (39-р зүйл) зарим заалт бий

"Хоёр экспедицийн бүх үр дүнгийн эцсийн дүн шинжилгээнд Собраль дахь дөрвөн инчийн линзний тусламжтайгаар олж авсан үр дүнг хамгийн чухал гэж үзэх ёстой. ... Үүссэн гэрэл зургийн ялтсууд нь хазайлт дээр үндэслэн 1.94, баруун дээш өргөлтөд үндэслэн 2.06-г өгдөг.” Мөн цааш нь: "Принсипийн ажиглалтад үүлэрхэг байдал ихээхэн саад болж байв. Үнэн бол таагүй нөхцөл байдал нь туйлын давуу талыг ашиглан хэсэгчлэн нөхөн төлсөн тогтмол температурэнэ арал дээр. Тэнд гарсан хазайлт нь 1.61 байх магадлалтай тул энэ үр дүнгийн жин өмнөхөөсөө хамаагүй бага байна."

Гэсэн хэдий ч Интернет дээр хязгааргүй тооНар хиртэх үед Принсипид байсан Эддингтоны өдрийн тэмдэглэлээс нэг удаа иш татсан, тухайлбал дараах хэсгийг иш татсан болно.

“...Үд дундын орчим бороо тасарч, 1:30 цагийн орчимд нар харав. Бид боломж олдоно гэж найдаж камераа бэлдсэн. Би хиртэлтийг хараагүй бөгөөд гэрэл зургийн хавтанг солих гээд тун завгүй байсан бөгөөд энэ нь эхэлсэн эсэхийг шалгахын тулд нэг харц, үүлний хэмжээг тооцоолохын тулд хагас харцнаас нь өөр юм. Бид нар бүх нарийн ширийнийг харуулсан 16 зургийг хүлээн авсан боловч үүл нь оддыг бүрхсэн байв. Сүүлийн хэдэн зураг дээр оддын зарим зураг байсан нь бидэнд хэрэгтэй зүйлийг өгсөн..." [Википедиагаас авсан, Эддингтон].

Тиймээс эдгээр мөрүүдийг уншигчид үүлэрхэг байдлаас болж GTR шалгалт бүрэн бүтэлгүйтсэн гэсэн буруу сэтгэгдэл төрж байна. Энэ нь мэдээжийн хэрэг үнэн биш юм. Собралд хийсэн экспедицийн удирдагчийн сайн мэддэг цахилгаан утас байдаг бөгөөд үүнийг шүүмжлэгчид хэзээ ч иш татдаггүй: "Хитэлт маш сайн байна. Кроммелин". Тиймээс хэрэв Эддингтон Принсипид хиртэлтийг огт ажиглаагүй байсан бол үр дүн нь хэвээр байх байсан.

Гэсэн хэдий ч 1919 оны ажиглалтын үр дүнд үндэслэсэн дүгнэлтийг үзэл бодлын үүднээс туйлын өөгүй гэж үзэж болох уу. туршилтын шинжлэх ухаан 2009? Ямар ч боломжгүй гэж Геннадий Ивченков хариулав. Тэрээр 90 жилийн өмнө Эддингтон болон түүний нөхдүүд яаран очсон гэж мэдэгджээ эерэг үнэлгээ, харьцангуйн ерөнхий онолыг баталж байна.

0.1" ÷ 0.2" дарааллын хэмжилтийн нарийвчлал нь 21-р зууны эхэн үед ч хүрэхэд хэцүү бөгөөд 20-р зууны эхэн үеийн талаар ярих шаардлагагүй гэдэгт тэр итгэлтэй байна.

"Ийм нарийвчлалтай хэмжилт хийх үед энэ нь зайлшгүй "хөвөгч" гэж Ивченков бичжээ. их тооӨмнө нь 1"-ийн дарааллын нарийвчлалтайгаар хэмжихэд алдааны эх үүсвэрийг үл тоомсорлож болох системчилсэн болон санамсаргүй. Секундын дарааллын нарийвчлалтай орчин үеийн астрометрийн хэрэгслүүд үргэлж нарийвчлалтай байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. дулааны тогтворжуулсан камераар тохируулсан."

Дараа нь ямар нэг шалтгааны улмаас тэрээр линзний диаметрийг урьдчилан тооцоолдог.

“Экспедиц аялж байсан тул линзний диаметр нь жишээлбэл 500 мм-ээс хэтэрсэн дуран авч чадсангүй... Телескопын толины диаметр 200 ÷ 300 мм-ээс хэтрээгүй бололтой. 300 мм телескопын тархалтын тойргийн онолын утга нь 0.8", нарийвчлал нь (онолын хувьд Рэйлигийн хэлснээр) 0.4" байна.

Гэсэн хэдий ч үндсэн өгөгдлийг ашиглан олж авсан нь найдвартай мэдэгдэж байна дөрвөн инчСобралд суурилуулсан телескоп (жишээ нь 100 мм-ээс дээш). Тиймээс Ивченковын тооцоолсноор уншилтын нарийвчлал нь хамаагүй муу байх ёстой. нэг нуман секунд.

Ивченков хиртэлтийн үеэр оддыг ажиглахад дараагийн таагүй саад тотгорыг нэрлэжээ. гажуудал, түүний үйлдлийг манай дотоодын эрх баригчдын үгээр тайлбарлав:

"Гажилт нь ихэвчлэн ажиглагчдад хор хөнөөл учруулдаггүй, гэхдээ оптик системийн тусламжтайгаар хэмжилт хийх зориулалттай судалгааг (жишээлбэл, геодези, ялангуяа агаарын фотограмметрийн чиглэлээр) хийвэл энэ нь маш аюултай болно (Г. С. Ландсберг " Оптик" хуудас 309) "

Шүүмжлэгч үргэлжлүүлэн:

“Нөхөн олгогдоогүй гажуудал нь дэрний гажилтыг үүсгэж, гүдгэр эсвэл хотгор харагдах байдлыг бий болгодог. Тиймээс эхний тохиолдолд одод төвөөс зугтаж, хоёр дахь тохиолдолд тэд нийлдэг. Одоогийн байдлаар хэн ч, тухайлбал, жижиг харах өнцгөөр ч гэсэн секундын доорх утгыг хүртэл гажуудлыг нөхөж чадаагүй байна. Тиймээс, хэрэв та нөхөгдөөгүй гажуудал бүхий оптик системийг ашиглавал орон зай-цаг хугацааны хэмжүүрийн муруйлтыг бүхэлд нь харж (мөн амжилттай хэмжих) боломжтой."

Гажуудлын цаана Ивчинков үзэгдлийг заажээ чиглүүлэх:

"Хэрэв өртөх үед өдөр тутмын хөдөлгөөнийг нөхөхөд чиглүүлэх механизм ашиглаагүй бол 10-20 секундын дотор. тархалтын тойргийн илчлэгүүд нь эклиптикийн дагуу 2.5-5" уртассан эллипс болж хувирсан. Хэрэв энэ механизмыг ашигласан бол энэ нь хоёр дахь секундын нарийвчлалтай байсан нь маш эргэлзээтэй юм."

Ивчинковын тооцоолсноор чиглүүлэлтийн алдаа нь ойролцоогоор 0.3" байх болно.

Дөрөв дэх цэг нь дэлхийн агаар мандлын хугарал юм.

"Лавлах гэрэл зургийн хавтанг 1-р сард Англид авсан (тэнгэрийн хаяа дээрх эклиптикийн өнцөг нь 20 градус), хиртэлтийг экватор дээр 13:30-д авсан, өөрөөр хэлбэл. Нар дээд цэгтээ хүрч байв. Агаар мандлын хугарал 10 градусын өнцгөөр. тэнгэрийн хаяанаас дээш 5" 30", 20 градусын өнцөгт байна. - 2"40", зенит дээр энэ нь тэгтэй ойролцоо байна (Пулково ажиглалтын газрын хүснэгтийг үзнэ үү). Үүний үр дүнд 4 градусын харааны талбарт (азимутын 20-10 градусын хооронд) 80 ÷ 100 дарааллын шугаман бус байдал ажиглагдаж, босоо масштабыг гажуудуулж (сунгаж) байна."

"Ерөнхий харьцангуйн онолын хамгийн чухал баталгаа буюу Лорд Эддингтон 1919 онд хэмжсэн зүйл" нийтлэлийн зохиогч дор дүн шинжилгээ хийжээ.

5. Оддын аберраци.
6. Оддын зөв хөдөлгөөн.
7. Өгөгдсөн нөхцөлд гэрэл зургийн материалаар хангагдсан нарийвчлал.
8. Хавтанг тохируулах нарийвчлал.
9. Унших үр дүнгийн нарийвчлал.
10. Зургийн шинжилгээнд гэрэл зургийн материалыг ашиглах талаархи ерөнхий тайлбар.

Үүний дараа Ивчинков туршилтын үндсэн арга зүйн алдааг жагсаав.

• дуран болон камерын шалгалт тохируулга дутмаг;
• суурь хавтанг өөр газар буудаж,
• өргөн өнцгийн дуран ашиглан,
• чанар муутай нягтралгүй гэрэл зургийн материал ашиглах;
• гарын авлага ("нүдээр") зураг боловсруулах.

Тэдний хамгийн бүдүүлэг бөгөөд үндсэн нь сүүлийн гурав юм. Өргөн өнцөгт дуран ашиглах нь маш бага хэмжилт хийх шаардлагатай болсон шугаман хэмжигдэхүүнүүд, мөн эдгээр хэмжилтийг өөрсдөө зэрлэг арга ашиглан хийсэн.

Энд гаргасан нэхэмжлэлийг мэдээжийн хэрэг анхааралдаа авах ёстой: эдгээр хүчин зүйлүүд нь танилцуулсан тайлангийн эцсийн дүгнэлтэд нөлөөлсөн байх нь дамжиггүй. Ивчинков зарим нарийн ширийн зүйлийг үл тоомсорлож магадгүй, гэхдээ тэр гол зүйлийн талаар зөв хэвээр байна. оптикНарны ойролцоо болж буй үзэгдлүүд нь маш нарийн төвөгтэй тул цэвэр таталцлынОдноос цацрагийн микроскопийн хазайлтын талаархи тайлбар нь зүгээр л инээдтэй харагдаж байна.

Өөрөөсөө асуу: яагаад бид бараг зуун жилийн өмнөх үр дүнгийн талаар ярилцсаар байна вэ? Хамгийн сүүлд болсон нар хиртэлтийн талаарх мэдээлэл хаана байна вэ? Хэрэв тэдгээр нь лавлах номонд байхгүй бол ажиглалтын одон орон судлалЖилээс жилд тодорхой үзүүлэлтүүдийг сайжруулж байгаа бөгөөд энэ нь асар том биетүүдийн ойролцоох цацрагийн хазайлт нь одон орон судлаачдын сонирхлыг огт татдаггүй бөгөөд яагаад гэдгийг бид тааж чадна гэсэн үг юм.

1. Эйнштейн А.Уулзалт шинжлэх ухааны бүтээлүүд 4 боть. / Ред. I.E. Тамма, Я.А. Смородинский, Б.Г. Кузнецова. - М.: Наука, 1965.
2. Pound R.F. Фотоны жингийн тухай. / UFN LXXII дугаар. 4 (1960).
3. Окун Л.Б., Селиванов К.Г., Телегди В.Таталцал, фотон, цаг. / UFN 169 (1999).
4. Солднер, J. G. v."Ueber die Ablenkung eines Lichtstrahls von seiner geradlinigen Bewegung, durch die Attraktion eines Weltkörpers, an welchem'er nahe vorbei geht." Berliner Astronomisches Jahrbuch (1804) с. 161-172.
5. Солднер, J. G. v."Ueber die Ablenkung..." ; (Ленард, П.) (1921). Аннален дер Физик 65: 593 - 604.
6. Жаки, С.Л.(1978). "Иоганн Георг фон Солднер болон 1801 онд хэвлэгдсэн гэрлийн таталцлын гулзайлтын англи орчуулгатай". Физикийн үндэс 8: 927–950. doi:10.1007/BF00715064..
7. Худалдаачин Х.Ж.; Жакиш, Г.(1981). "Ньютоны гэрлийн хазайлтын зардлын үнэ цэнийн тухай". Astronomische Nachrichten 302: 275–277. doi: 10.1002/asna.2103020603.
8. Вилл, С.М.(1988). "Генри Кавендиш, Иоганн фон Солднер ба гэрлийн хазайлт." Ам. J. Физик. 56:413–415. doi: 10.1119/1.15622.
9. Захаров А.Ф.Гравитацийн линз / Соровскийн боловсролын сэтгүүл, 7-р боть, № 8, 2001; түүний"Таталцлын линз ба микролинз" ном М.: Янус, 1997.
10. Паис А.Эзэн бол нарийн ... Альберт Эйнштейний шинжлэх ухаан ба амьдрал (Оксфорд: Оксфордын Univ. Хэвлэл, 1982). [Орос] орчуулга: Паис А. Шинжлэх ухааны үйл ажиллагааАльберт Эйнштейний амьдрал. - М., 1989].
11. Тимирязев А.К. Эйнштейний харьцангуйн онол ба диалектик материализм/ “Марксизмын далбаан дор” 1924, No8–9, х. 142 – 157; № 10–11, х. 93 - 114; түүний Эйнштейний харьцангуйн онол ба махизм/ Комм-ын хуралдаанд хийсэн илтгэлийн бичлэг. Академич - 7/II 1924 // “Байгалийн шинжлэх ухаан ба диалектик материализм” өгүүллийн түүвэрт нийтлэгдсэн. - М.: Материалист, 1925, х. 228–258; түүний"Онолын физикийн оршил" ном. - М.-Л.: ГТТИ, 1933 он.
12. Ивченков, Геннадий. Харьцангуйн ерөнхий онолын хамгийн чухал баталгаа буюу Лорд Эддингтон хэмжсэн зүйл ( http://bourabai.kz/articles/ivchenkov.htm).
13. Альберт Эйнштейнба таталцлын онол / Өгүүллийн түүвэр. - М.: Мир, 1979.
14. Хофман Б., Дукас Э.Альберт Эйнштейн. Бүтээгч ба босогч. - М.: Прогресс, 1983. (Banesh Hoffmann/Helen Dukas: Einstein. Schopfer und Rebell. Die Bigraphie, Frankfurt/M. 1978, amerikanisches Original New York, Viking Press, 1972).
15. Картер П., Хайфилд Р.Эйнштейн. Нууцлал. - М.: “Захаров”, 1998 (Пол Картер ба Рожер Хайфилд “Альберт Эйнштейний хувийн амьдрал”, 1993).
16. Кузнецов Б.Г.Эйнштейн. Амьдрал. Үхэл. Үхэшгүй мөнх байдал. Тав дахь хэвлэл, засварлаж, өргөтгөсөн. / Зохицуулсан: М.Г. Идлиса. - М.: Наука, 1980.
17. Инфельд, Леопольд. Эйнштэйний тухай миний дурсамж / UFN, T. LIX, №. 1, 1956; "Tworczosc", боть. 1955 оны 9; Польш хэлнээс орчуулга I.E. Дудовская ба Г.И. Залуцкий.
18. Петров А.М.Антиейнштейн, - М.: Хиймэл дагуулын компани, 2008 он.
19. Струве О., Линдс Б., Пилланс Е. Анхан шатны одон орон судлал. - М .: "Шинжлэх ухаан", 1967.
20. Талызин, Игорь. 1922 оны хиртэлтийн үеэр оддын шилжилт ( http://lesage.narod.ru/Sun1922_2007.htm).
21. Адам M.G. Таталцлын онолын туршилтын туршилтууд. - номонд Эйнштейний цуглуулга, 1969-1970. М.: Наука, 1970, 196-р тал. ( http://www.lesage.narod.ru/Mikhailov/Sun.htm).

Сэтгүүлийн энэ оны тав дахь дугаарт бидний өмнөх сансар судлалын тухай өгүүлсэн нийтлэл маань саяхан Орчлон ертөнцийн хамгийн алслагдсан биетийн нэр дахин эзнээ сольсоноор өндөрлөв. В.Кекийн (Хавай) нэрэмжит арван метрийн телескопыг ашиглан спектрийн шугамын улаан шилжилт нь z = 4.921 галактикийг нээсэн. Энэ нь биднээс зай нь арван тэрбум гэрлийн жил бөгөөд бид үүнийг арван тэрбум жилийн өмнөх шиг, өөрөөр хэлбэл орчлон ертөнц тэлэлт эхэлснээс хойш маш богино хугацааны дараа харж байна гэсэн үг юм.

Маш гайхалтай нээлт. Түүний зохиогчид болох Гронингений (Нидерланд) их сургуулийн М.Фрэнкс, Санта Крузын Калифорнийн их сургуулийн (АНУ) Г.Иллингворт нар гартаа өвөрмөц объект байгаа гэдгээ мэдээд хамгийн хүчирхэг одон орныг ашиглан судалгаагаа үргэлжлүүлэв. технологи. Аварга галактикийг Хаббл сансрын дурангаар дүрслэн үзэхэд энэхүү одны систем нь ер бусын нуман хэлбэртэй болох нь тогтоогджээ. Одон орон судлаачид ийм галактик байхгүй гэдгийг мэддэг! Тиймээс нээлтийн зохиогчид галактикийн жинхэнэ хэлбэр нь "таталцлын линз"-ийн нөлөөгөөр гажуудсан гэж мэдэгджээ. Бидний галактикуудыг харж болох "линз" гэж юу вэ?

"Мэдээжийн хэрэг, энэ үзэгдлийг шууд ажиглана гэж найдаж болохгүй."
А.Эйнштейн “Таталцлын талбарт гэрэл хазайсан одны линз шиг үйлдэл” нийтлэлээс, 1936 он.

Эйнштейний нөлөө

Гэрлийн цацраг ойртож өнгөрөхөд түүний хазайлт их биеХэрэв бид гэрлийг 18-р зууны олон физикчдийн адил корпускулын урсгал гэж үзвэл энэ үзэгдэл маш тодорхой болно. Энэ тохиолдолд гэрлийн бөөмсийн хувьд Ньютоны хуулийн хуулиуд хүчинтэй байна. селестиел механик. Тэдгээрийг ашиглан Германы эрдэмтэн Солднер 1801 онд нарны гадаргуугийн ойролцоо өнгөрч буй алс холын одны гэрлийн цацраг 0,87 нуман секундээр хазайх ёстой гэж тооцоолжээ. Гэвч удалгүй Фреснелийн туршилтын ачаар физикт гэрлийн долгионы онол бий болж, Солднерийн ажил удаан хугацаанд мартагдсан. Зөвхөн 1915 онд бий болгосон ерөнхий онолХарьцангуйн онолоор Альберт Эйнштейн нарны талбайн гэрлийн хазайлтыг дахин тооцоолсон (гэхдээ энэ хүрээнд шинэ физик) мөн давхар болсон илүү том өнцөг: 1.75 нуман секунд. Энэ ялгаа нь таталцлын шинэ онолын туршилтуудын нэг болсон.

Эйнштейний хүлээж байсан нөлөө нь 1919 онд туршилтаар батлагдсан: дараа нь нарны бүтэн хиртэлтийн үеэр Артур Эддингтон тэргүүтэй одон орон судлаачдын экспедиц нарны дискний ирмэг дээр харагдах оддын зураг ердийн байрлалтай харьцуулахад бага зэрэг өөрчлөгдсөн болохыг тогтоожээ. тэнгэрт. Оддын цацрагийг гулзайлгаснаар нар нь Эйнштейний таамаглаж байсан, одон орон судлаачдын домогт "одон орон судлалын нарийвчлал"-аараа хэмжиж чаддаг (аз болоход түүний хувьд) тийм өчүүхэн төдий хэмжээгээр одны төвөөс тэдний дүрсийг ухрахад хүргэдэг. Үр нөлөө нь хамгийн мэдрэмтгий хэрэгсэлд бараг мэдэгдэхүйц биш бөгөөд энэ нарийн үзэгдэл хэзээ нэгэн цагт шинжлэх ухааны чухал арга техникийг бий болгоно гэж цөөхөн хүн таамаглаж байсан.

Таталцлын линз

Гэхдээ одон орон судлаачид тэр даруй Эйнштейний эффектэд анхаарлаа хандуулав: эцсийн эцэст асар том бие нь гэрлийн цацрагийг дурангийн линзтэй адилаар, өөрөөр хэлбэл оптик тэнхлэг рүү чиглүүлдэг. Тиймээс хаа нэгтээ хол байгаа туяа нь голомт дээр нэгдэх ёстой. Эдгээр зай нь үнэхээр том: наранд хамгийн ойр байрлах цэг нь дэлхийгээс 550 дахин хол зайд байрладаг. Гэсэн хэдий ч, хол зайд"Лабораторийн ширээ" нь өргөн уудам орон зайг эзэлдэг одон орон судлаачдыг бүү айлга. Иймээс англичууд О.Лодж, А.Эддингтон нар аль хэдийн 1919 1920 онд “-ийн өмчийг авч үзсэн. таталцлын линз", гэхдээ өөдрөг дүгнэлт хараахан гараагүй байна.

Тэр жилүүдэд Орост хэн ч энэ чамин үзлийг гайхшруулж чадна гэж төсөөлөхөд хэцүү байдаг, гэхдээ 1924 онд таталцлын линзийг Санкт-Петербургийн алдарт физикийн профессор Орест Даниилович Хволсон хэлэлцэж байжээ. 1935 онд Ленинградын одон орон судлаач Гавриил Адрианович Тихов тэднийг сонирхож, дараа оны 1-р сард Ленинград, Пулковод тэдний тухай лекц уншиж, 1938 онд Nature сэтгүүлд энэ тухай өгүүлэл нийтлүүлжээ.

Гэсэн хэдий ч тэр жилүүдэд таталцлын линзний сонирхол аль хэдийн мэдэгдэхүйц байсан. Эйнштейн өөрөө "Шинжлэх ухаан" сэтгүүлд нэгэн мессеж нийтэлж, манай нийтлэлийн эпиграфаас харахад ийм "линз" -ийг практик ашиглах хэт гутранги хэтийн төлөвийг тэмдэглэжээ. Хожмын ажил нь линзний одтой холбоотой нөхцөл байдал Эйнштейний бодсоноос ч дор байгааг харуулсан: одны хэлбэр нь төгс бөмбөрцөгөөс хазайх, жишээлбэл, түүний эргэлтээс үүдэлтэй аливаа гажуудал нь үр нөлөөг илрүүлэхэд илүү хэцүү болгодог.

Ерөнхийдөө та таталцлын линзний нөлөөг түүний ард байрлах алслагдсан эх үүсвэрийн дүр төрхөөр анзаарч болно. Хэрэв ажиглагч нь хамгийн тохиромжтой линзний оптик тэнхлэг дээр яг байрладаг бол энэ дүрс нь тод цагираг (одоо "Эйнштейний цагираг" гэж нэрлэгддэг) хэлбэрээр гарч ирэх бөгөөд ажиглагч тэнхлэгээс холдох үед цагираг бүдгэрч, эвдэрнэ. цэгүүд болж агшиж буй хоёр нум. Түүнээс гадна тэдгээрийн нэг нь линзний төвд ойртож, бүдгэрч, бүрмөсөн алга болж, хоёр дахь нь линзээс холдож, эх сурвалжийн гажиггүй дүр төрх болдог. Хэрэв линзний таталцлын талбар нь төгс бөмбөрцөг биш бол зураг нь илүү төвөгтэй болж, олон хэсэгт "унадаг"; түүнд заасан нөлөөг танихад нэлээд хэцүү болно.

Линзний од нь өөрөө гэрлийн хүчирхэг эх үүсвэр бөгөөд ажиглагчид дүрсэлсэн объектоос хамаагүй ойрхон байрладаг нь адил чухал юм. Ийм линзний хурц гэрлийн нөлөөг зөвхөн эх сурвалжийн дүрсний тод байдлыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх тохиолдолд л даван туулж чадна. Энэ нь зарчмын хувьд боломжтой, гэхдээ ажиглагч яг линзний оптик тэнхлэг дээр байрладаг тэр богинохон мөчид санамсаргүй байдлаар түүн дээр гарах, тэр ч байтугай сансар огторгуйд яаран гүйх дэлхий дээр суух магадлал бага байдаг.

Гэхдээ тэд хаана байна бодит объектууд, аль нь ийм линзний үүргийг гүйцэтгэж чадах вэ? Манай нар бидэнд хэт ойрхон байрладаг; түүний туяа дэлхий дээр хараахан төвлөрөөгүй байна. Хамгийн ойрын одод маш хол байдаг тул тэднийг тойрсон Эйнштейний цагирагийн хэмжээ нь нуман секундын зууны нэгтэй тэнцүү байх ёстой. Тэгээд ч бид аз таарч, тэдний аль нэгнийх нь ард тод эх сурвалж нуугдаж байсан л бол. Эйнштейний үед ихэнх одон орон судлаачид ийм онолын боловсронгуй байдлыг эрэлхийлэх санааг цаг үрсэн зүйл гэж үздэг байв.

Сансрын гайхамшиг

Гэхдээ таталцлын линзний санааг маш нухацтай авч үзсэн нэг залуу эрдэмтэн байсаар байв. Энэ бол Швейцарийн одон орон судлаач Фриц Цвики (1898-1974) юм. ихэнх ньАНУ дахь амьдрал, Калифорнийн Технологийн Хүрээлэнд. 1937 онд тэрээр нэг од төдийгүй хэсэг одод гэрлийн цацрагийг нугалж чадна гэсэн санааг илэрхийлжээ. Бүхэл бүтэн галактик эсвэл бүр асар том галактикийн бөөгнөрөл гэж бодъё. Тэр үед Цвики галактикийн бөөгнөрөлийн массыг хэрхэн хэмжих талаар бодож, гэрлийн гулзайлгах нь үүнд тохиромжтой үзүүлэлт болохыг ойлгосон.

Ерөнхийдөө Фриц Цвики гайхалтай олон талт, үр бүтээлтэй эрдэмтэн байсан: тэрээр олон таамаглал дэвшүүлсэн бөгөөд зарим нь түүний амьдралын туршид батлагдсан. Жишээлбэл, тэрээр суперновагийн дэлбэрэлтээс нейтрон од үүснэ гэж таамаглаж байсан бөгөөд жаран оны сүүлчээр суперновагийн дэлбэрэлт болсон газраас нейтрон оддыг нээсний гэрч болсон юм. Гэвч түүний таамаглаж байсан галактикуудын гэрлийн хазайлтыг анх 1979 онд Англи, АНУ-ын хэсэг одон орон судлаачид таталцлын линзээр үүсгэсэн квазарын давхар дүрсийг санамсаргүйгээр олж илрүүлжээ. эллипс галактик.

Хэрэв энэ зууны эхээр таталцлын талбайн гэрлийн хазайлт бараг анзаарагдахгүй байсан бол зууны эцэс гэхэд энэ нь нарийн нөлөөодон орон судлалын хүчирхэг хэрэгсэл болсон. Одоо түүний тусламжтайгаар галактикуудыг тойрон хүрээлж, таталцлын орон мэт илэрдэг боловч цахилгаан соронзон долгион ялгаруулдаггүй харанхуй материйн нууцыг тайлах гэж оролдож байна.

Таталцлын линзээр гэрэлтдэг алслагдсан цацрагийн эх үүсвэрийн үүргийг ихэвчлэн квазарууд гүйцэтгэдэг - асар их хүч чадалтай объектууд, магадгүй залуу, тиймээс маш алслагдсан галактикуудын идэвхтэй цөмүүд. Энэ тохиолдолд линзний үүргийг бидэнтэй ойрхон асар том галактик эсвэл тэдгээрийн бүхэл бүтэн бөөгнөрөл гүйцэтгэдэг. Хорь хүрэхгүй жилийн хугацаанд одон орон судлаачид таталцлын линзтэй хорь гаруй квазарыг аль хэдийн нээсэн бөгөөд тэдгээрийн дүрс нь асар том боловч харьцангуй бүдэг биетийн талбарт хүчтэй муруй эсвэл бүр хуваагдсан байдаг. Энэ нь таталцлын линзийг тодорхойлох боломжийг олгодог гажуудсан зургууд юм, учир нь тэдгээрийн оптик шинж чанарууд нь төгс биш юм: тэд цацрагийг тийм ч их төвлөрүүлдэггүй, харин чиглэлийг нь өөрчилдөг.

Зугаа цэнгэлийн газар дахь квазарууд

Хэрэв асар том галактик төгс бөөрөнхий байсан бөгөөд түүний дээр шууд квазар байрладаг бол түүний дүрс нь "Эйнштейний цагираг" болж хувирах болно. Гэсэн хэдий ч галактикууд байдаг нарийн төвөгтэй хэлбэр, ба квазарууд ямар ч байдлаар байрлаж болох тул таталцлын линз дэх тэдгээрийн дүрс нь ихэвчлэн хэд хэдэн, хамгийн энгийн тохиолдолд, хоорондоо ойрхон хоёр цэгийн системийг төлөөлдөг. Тэд нэг квазарын хоёр зургийг ойролцоох хоёр өөр квазараас ялгахад тусалдаг өндөр идэвхжилба тод байдлын хэлбэлзэл: хэрэв хоёр зураг синхрон анивчдаг бол тэдгээр нь ижил квазарт хамаарна.

Үнэн, заримдаа нэг зураг нөгөөгийн "нүд ирмэх" нь тодорхой хугацааны хоцрогдолтой давтагддаг. Хэрэв хэд хэдэн зураг байгаа бол тэдгээр нь тус бүр өөрийн гэсэн хугацааны хоцрогдолтой байдаг, учир нь зураг тус бүрийн гэрэл бидэнд өөр өөрийн замаар хүрдэг. Хэдэн сараас хэдэн жил хүртэлх хоёр квазар зургийн ижил гэрэлтүүлгийн хэлбэлзлийн хоорондох саатлыг хэмжих замаар замын уртын зөрүүг хялбархан тооцоолж болно. гэрлийн туяа. Хэрэв та галактикийн хэлбэрийг тодорхойлж чадвал цаг хугацааны хоцрогдолд та түүний жинхэнэ хэмжээг олж чадна. Үүнийг галактикийн ажиглагдсан өнцгийн хэмжээтэй харьцуулж үзвэл түүнд хүрэх зай, түүний спектр дэх шугамуудын байрлал, биднээс зайлуулах хурдыг олоход хялбар байдаг. Эцэст нь энэ хурдыг зайнд хуваах замаар одон орон судлаачид Хаббл тогтмолыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь үндсэн хэмжигдэхүүн юм. хамгийн чухал өмчОрчлон ертөнц.

Энэ бүхэн онолын хувьд хялбар боловч практик дээр ийм ажил нь ажиглагчийн хамгийн өндөр ур чадвар шаарддаг бөгөөд зөвхөн дурангаар зогсохгүй хүчирхэг хүчийг ашиглахыг шаарддаг. математик аргуудзураг боловсруулах. Таталцлын линзийн үүрэг гүйцэтгэдэг галактикийг судлах нь түүний нөлөөгөөр гажсан квазарын дүрсийг илрүүлэхээс хамаагүй хэцүү юм. Галактикийн бүдэгхэн дүрс нь квазарын хурц гэрэлд живдэг (хэдийгээр дэлхийн жишгээр тэд хоёулаа хэт бүдэг: саран дээр асдаг ширээний чийдэнгээс илүү гэрэл гэгээтэй байдаггүй). Гэсэн хэдий ч одон орон судлаачид энэ ажлыг гүйцэтгэсэн.

Саяхан Фредерик Курбиний бүлэг (Бельгийн Льеж, Астрофизикийн хүрээлэн) Европын өмнөд ажиглалтын төвд (Ла Силла, Чили) таталцлын линзээр хийсэн HE 1104 -1805 квазарыг судалжээ. Гэрлийн гулзайлтын галактикийг спектрийн хэт улаан туяаны мужид илрүүлсэн, учир нь энэ мужид биднээс холдож буй оддын системийн цацрагийн спектрийн дээд хэмжээ Доплер эффектийн улмаас шилжсэн. Улаан шилжилт z = 2.3, таталцлын линзээр хуваагдсан дүрс бүхий квазарыг 1993 онд нээсэн. Оптик муж дахь ажиглалтууд нь 1995 онд квазарын зургуудын хооронд үл мэдэгдэх шинж чанартай бүдэг биетийг анзаарах боломжтой болсон. Зөвхөн 1997 онд тусламжтай шинэ технологизураг боловсруулах математик аргууд нь энэ объектын мөн чанарыг ойлгож чадсан.

Хэт улаан туяанд хэд хэдэн зураг авч, зургийн чанарыг сайжруулахын тулд шинэ алгоритмыг ашигласнаар одон орон судлаачид өмнө нь зөвхөн боломжтой байсан 0.27 нуман секундын өнцгийн нарийвчлалтай болсон. сансрын дуран. Квазарын хоёр тод дүрсний хооронд хавчуулагдсан бүдэг галактикийн спектрийг нэгэн зэрэг олж авах боломжгүй нь үнэн. Гэхдээ улаан шилжилттэй z = 1.66 шингээлтийн шугамууд квазарын спектрт харагдах тул түүний урд байрлах галактикт хамаарах нь тодорхой юм. Тиймээс бид түүний улаан шилжилтийг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь биднээс секундэд хоёр зуун мянган километр хурдтай, зургаагаас есөн тэрбум гэрлийн жилийн зайтай тохирч байна.

Хэрэв линзний галактик үнэхээр энэ зайд байрладаг бол квазарын хоёр зургийн тод байдлын өөрчлөлтийн хоорондох хугацаа 3-4 жил байх ёстой. Энэ утгыг хэмжсэнээр одон орон судлаачид хэдэн жилийн дараа Хаббл тогтмолыг мэдэгдэхүйц сайжруулна гэж найдаж байна. Тиймээс бид орчлон ертөнцийн нууцыг тайлахад алхам алхмаар ойртож байна.

Баримт дутмаг нь бас баримт юм

Таталцлын линз нь астрофизикийн ажлын хэрэгсэл болж байна. Үүнийг ердийн хэрэгсэл гэж хэлж болно, учир нь энэ нь зөвхөн линзний эффектийг илрүүлэх төдийгүй зарим тохиолдолд байхгүй байх явдал юм. Жишээлбэл, саяхан АНУ-ын эрдэмтэд тойрог замд оршдог Комптон Гамма-цацрагийн ажиглалтын төвөөс авсан мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийсний дараа манай Галактикийг тойрсон хатуу цацрагийн өргөн хүрээг илрүүлжээ. Энэ үзэгдлийг тайлбарлах хэд хэдэн хувилбарыг санал болгосон.

Нэгдүгээрт, гамма туяа үүсгэж болно сансрын туяа, бөөмс нь оптик эсвэл хэт улаан туяаны фотонуудтай мөргөлдөхдөө эрчим хүчээ шилжүүлж, хатуу гамма цацрагийн квант болгон хувиргадаг (Дашрамд дурдахад, ажиглалтын хиймэл дагуул шиг энэ эффектийг Комптон гэж нэрлэдэг). Зарим галактикийн эргэн тойронд ийм квантуудын гало ажиглагдаж байна. Гэхдээ манай Галактикт үүнд сансрын туяа хангалтгүй гэж үздэг.

Гамма цацрагийн эх үүсвэр нь нейтрон од, пульсар байж болно. Гэхдээ ажиглагдаж буй эрчмийг баталгаажуулахын тулд галактикийн гало дахь тэдний тоо асар их байх ёстой. Эндээс таталцлын линзний эффект гарч ирдэг: хэрвээ галактикийн гэрэлт цагирагт маш олон пульсарууд байдаг бол яагаад тэд таталцлын микро линз хэлбэрээр илэрдэггүй юм бэ? Энэ бол энэ санааны эсрэг ноцтой аргумент юм.

Тиймээс эрдэмтэд галактикийн гамма титмийн хамгийн чамин тайлбарт хандах хандлагатай байна: магадгүй гамма туяаны үүл нь Орчлон ертөнцөд таамагласан хэт масстай энгийн бөөмс хэлбэрээр "далд масс" байдгийн шууд бус нотолгоо юм. Манай Галактикийн гэрэлд ийм "далд масс" байгаа нь эрт дээр үеэс сэжиглэгдэж ирсэн. Мөн эдгээр үл мэдэгдэх хэсгүүд хоорондоо мөргөлдөх үед гамма туяа үүсч болно.

Энэ санаатай одон орон судлаачид аль хэдийн эвлэрсэн бололтой гэрэлтдэг бодисОрчлон ертөнц - түүний бүх одод, од хоорондын хийн үүлнүүд нь далд масстай хар, үл үзэгдэх "кофе"-ийн гадаргуу дээрх хөнгөн "хөөс" юм. Үүнийг ойлгосны дараа тэд энэ нууцлаг үл үзэгдэх бодисыг илрүүлэх, судлах арга замыг хайж эхлэв. Одоогоор нэг зүйл тодорхой байна: харанхуй матери ямар ч тохиолдолд таталцлын эх үүсвэр бөгөөд үүнийг хайх шаардлагатай байна; Таталцлын линз нь энэ зорилгоор хамгийн тохиромжтой. Сонгодог хүмүүс өөрсдийн нээлтийн хэтийн төлөвийг үнэлэхдээ алдаа гаргадаг тул таталцлын линз нь маш их ирээдүйтэй байдаг.

Үл үзэгдэх галактикууд уу?

1997 оны сүүлээр таталцлын линз ашиглан далд бодисыг хайх нь үр дүнгээ өгсөн бололтой. Одон орон судлаач М.Хокинс (Эдинбургийн Хааны ажиглалтын төв) Орчлон ертөнцийн үл үзэгдэх асар том бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь одгүй галактик байж магадгүй гэж мэдэгджээ. Тэрээр таталцлын линзтэй квазаруудын хосолсон зургуудыг судлахад үндэслэсэн. Хокинс ийм найман хосыг судлахдаа хоёрхон тохиолдлоор л гэрлийн гулзайлтын хосыг илрүүлж чаджээ. од системүүд. Квазаруудын үлдсэн зургаан хуваагдсан зургийн хувьд таталцлын линз-галактикийн оптик ул мөр илрээгүй. Зургийн гажуудлаас харахад эдгээр линз нь массын хувьд манай Галактикаас доогуур биш юм.

Хокинс ба түүний хамтрагчид ийм байдлаар оддын популяцигүй, зөвхөн хийнээс бүрдэх "амжилтгүй галактикуудыг" нээсэн азтай гэж үзэж байна. Ямар шалтгаанаар энэ хий таталцлын нуралтад орж, одод болон сүйрэхэд саад болсон бэ? Энэ нь протогалактикийн үүлний анхны эргэлтийн хурдацтай холбоотой байж болох юм: төвөөс зугтах хүч нь хийнээс од үүсэхээс өмнө галактикийн агшилтыг зогсоосон. Хэрэв энэ нь үнэхээр тийм бол одон орон судлаачид баярлаж чадна: тэд өөр нэг "орчлон ертөнцийн үл үзэгдэх араатан" олсон байна. харанхуй галактикууд. Энэхүү нээлт (хэрэв болсон бол) далд массын нууцыг тайлах эсэхийг ирээдүй хэлэх болно.

1 Алсын биетүүдийн хурдыг хэмжих хэмжүүр болгон одон орон судлаачид спектрийн шугамын улаан шилжилтийг, өөрөөр хэлбэл Доплер эффектийн улмаас шугамын долгионы уртын харьцангуй өөрчлөлтийг ашигладаг. Бүх алслагдсан объектууд биднээс холдож байгаа тул шугамууд үргэлж спектрийн улаан хэсэг рүү шилждэг. Харгалзан харьцангуй нөлөө redshift z = 1 нь секундэд 180,000 километрийн хурдтай тохирч байна; z = 2 үед хурд нь секундэд 214,300 километр; z = 3 үед хурд секундэд 233,300 километр, z = 4 үед секундэд 245,500 километр байна. Орчлон ертөнцийн Хаббл тэлэлтийн үед объект хол байх тусам ажиглагчаас илүү хурдан холддог; тиймээс улаан шилжилт нь алс холын галактик, квазар хүртэлх зайны хэмжүүр болдог. Гэсэн хэдий ч энэ нь Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн түүхээс хамаардаг тул энд энгийн холбоо байхгүй.

Өнөөдөр бид сул таталцлын линзний талаар танд хэлэх болно. Үүний шалтгаан нь тус сургуулийн профессор Маттиас Бартелманн байв онолын физикТэрээр Scholarpedia боловсролын төсөлд зориулж тусгайлан бичсэн Хайделберг юм.

Нэгдүгээрт, бяцхан түүх: Их бие гэрлийг нугалж чаддаг гэсэн санаа Исаак Ньютоноос гаралтай. 1704 онд тэрээр "Оптик" номондоо: "...бие нь хол зайд гэрэлд нөлөөлөхгүй бөгөөд энэ нөлөөгөөр түүний цацрагийг хазайлгах; Энэ нөлөөлөл [бие болон гэрлийн туяа хоорондын] зай бага байх тусмаа хүчтэй биш гэж үү?" Ньютоны физик нь зөвхөн масстай биетэй ажилладаг тул гэрлийн мөн чанар, түүний бөөмс дэх массын шинж чанар, оршихуйн талаархи маргаан хоёр зууны турш үргэлжилсэн тул ийм асуултын томъёолол удаан хугацааны туршид маргаантай байсан.

Гэсэн хэдий ч 1804 онд Германы одон орон судлаач Иоганн фон Солднер фотонуудад хараахан олдоогүй масс байгаа гэж таамаглаж, алс холын эх үүсвэрээс гэрэл "цохих" тохиолдолд ямар өнцгөөр хазайхыг тооцоолж чаджээ. Нарны гадаргуу дээгүүр нисч, дэлхий рүү ниссэн - цацраг нь 0.83 нуман секундээр хазайх ёстой байв (4 километрийн зайнаас нэг пеннитэй тэнцэх хэмжээтэй).

Гэрэл ба таталцлын харилцан үйлчлэлийг судлах дараагийн том алхамыг Альберт Эйнштейн хийсэн. Харьцангуйн онол дээр хийсэн ажил нь Ньютоны хүч байдаг таталцлын сонгодог онолыг геометрийн онолоор сольсон. Энэ тохиолдолд фотонуудын масс чухал байхаа больсон - асар том объектын ойролцоох орон зай өөрөө муруй байдаг тул гэрэл зүгээр л хазайх болно. Харьцангуй ерөнхий онолын тухай ажлаа хараахан дуусгаагүй Эйнштейн нарны ойролцоо өнгөрч буй гэрлийн туяаны хазайлтын өнцгийг тооцоолж, өөрөөсөө зуун жилийн өмнө фон Солднерийн тооцоолсон 0.83 нуман секундын яг ижилхэн... олж авсан. Ердөө таван жилийн дараа Эйнштейн харьцангуйн ерөнхий онолын ажлыг дуусгаад зөвхөн орон зайн төдийгүй цаг хугацааны хүчин зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатайг ойлгов. цагтМанай дөрвөн хэмжээст орон зай-цаг хугацааны муруйлтын y бүрэлдэхүүн хэсэг. Энэ нь тооцоолсон хазайлтын өнцгийг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн.

Үүнтэй ижил өнцгийг авахыг хичээцгээе. Асар том биетийн хажуугаар өнгөрөхөд гэрлийн туяа шулуун, гэхдээ муруй орон зайд хөдөлж байгаа тул хазайдаг. Эйнштейний үүднээс орон зай, цаг хугацаа тэнцүү, энэ нь гэрэл бидэнд хүрэх хугацаа ч өөрчлөгддөг гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд гэрлийн хурд өөрчлөгддөг.

Линзний таталцлын талбараар дамжин өнгөрөх гэрлийн хурд нь линзний таталцлын потенциалаас хамаарах бөгөөд вакуум дахь гэрлийн хурдаас бага байх болно.

Энэ нь ямар ч хуулийг зөрчдөггүй - хэрэв гэрэл ямар нэг бодисоор дамжин өнгөрвөл гэрлийн хурд үнэхээр өөрчлөгдөж болно. Өөрөөр хэлбэл, Эйнштейний хэлснээр, асар том биетийн гэрлийн хазайлт нь түүнийг ямар нэгэн тунгалаг орчинд нэвтрүүлэхтэй тэнцүү юм. Хүлээгээрэй, энэ нь бид бүгд сургуульд сурч байсан линзний хугарлын илтгэгчтэй төстэй юм!

Гэрлийн хоёр хурдны харьцаа нь бидэнд сургуулиасаа мэддэг хугарлын илтгэгч юм.

Одоо линз дэх гэрлийн хурдыг мэдсэнээр та практикт хэмжиж болох зүйлийг авч болно - жишээлбэл, хазайлтын өнцөг. Үүнийг хийхийн тулд та байгалийн үндсэн постулатуудын нэг болох Фермагийн зарчмыг хэрэгжүүлэх хэрэгтэй бөгөөд үүний дагуу гэрлийн туяа нь оптик замын уртыг багасгахын тулд хөдөлдөг. Үүнийг математик хэлээр бичвэл бид интегралыг авна.

хазайлтын өнцөг байх болно интегралтай тэнцүүгравитацийн потенциалын градиентаас

Үүнийг шийдэх шаардлагагүй (мөн энэ нь маш хэцүү), энд гол зүйл бол салшгүй тэмдгийн өмнө хоёрыг харах явдал юм. Энэ бол орон зайн болон цаг хугацааны хувьд Эйнштейнд гарч ирсэн хоёр юм О th бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд энэ нь хазайлтын өнцгийг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн.

Интегралыг авахын тулд ойролцоогоор тооцооллыг ашигладаг (өөрөөр хэлбэл хялбаршуулсан, ойролцоо тооцоолол). Энэ тохиолдолд квант механикаас гаралтай, Эйнштейний сайн мэддэг Born-ийн ойролцооллыг ашиглах нь илүү тохиромжтой.

Хазайлтын өнцгийн хялбаршуулсан тооцооллын ижил Борн ойролцоо

Дээрх томъёонд наранд мэдэгдэж буй утгуудыг орлуулж, радиануудыг нуман секунд болгон хөрвүүлснээр бид хүссэн хариултаа авна.

Эддингтон тэргүүтэй алдарт экспедиц Африкт 1919 оны нар хиртэлтийг ажигласан бөгөөд хиртэлтийн үеэр нарны дискэнд ойр байсан одод 0,9-1,8 нуман секундын өнцгөөр хазайсан байна. Энэ нь харьцангуйн ерөнхий онолын анхны туршилтын баталгаа байв.

Гэсэн хэдий ч Эйнштейн өөрөө ч, түүний хамтрагчид ч энэ баримтыг бодитоор ашиглах талаар огт бодоогүй. Үнэн хэрэгтээ нар хэтэрхий хурц бөгөөд хазайлт нь зөвхөн дискний ойролцоох одод л ажиглагддаг. Энэ нь нөлөөллийг зөвхөн хиртэлтийн үед ажиглах боломжтой гэсэн үг бөгөөд энэ нь одон орон судлаачдад Нар болон бусад оддын тухай шинэ мэдээлэл өгөхгүй. 1936 онд Чехийн инженер Руди Мандл Принстон дахь нэгэн эрдэмтэн дээр очиж гэрэл нь өөр одтой (өөрөөр хэлбэл Нарнаас өөр ямар ч од) ойр өнгөрөх одны хазайлтын өнцгийг тооцоолохыг түүнээс хүссэн байна. Эйнштейн шаардлагатай тооцоог хийж, нийтлэл хүртэл нийтэлсэн боловч эдгээр үр нөлөөг үл тоомсорлож, ажиглах боломжгүй гэж үзэж байгаагаа тэмдэглэжээ. Гэсэн хэдий ч энэ санааг одон орон судлаач Фриц Цвики барьж авсан бөгөөд тэр үед галактикийн судалгаанд нягт оролцож байсан (Сүүн замаас гадна бусад галактикууд байдаг нь найман жилийн өмнө мэдэгдэж байсан). Зөвхөн од төдийгүй бүхэл бүтэн галактик, тэр байтугай бөөгнөрөл нь линзний үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг тэр анх ойлгосон. Ийм асар том масс (тэрбум, триллион нарны масс) гэрлийг илрүүлэхэд хангалттай хүчтэй бөхийлгөж, харамсалтай нь 1979 онд Звикийг нас барснаас хойш таван жилийн дараа анхны таталцлын линз буюу алс холын квазарын гэрлийг хазайлгасан асар том галактик нээгдэв. , түүгээр дамжин өнгөрөх. Одоо Эйнштейний таамаглалаас ялгаатай нь линзийг харьцангуйн ерөнхий онолын туршилтанд огт ашигладаггүй, харин орчлон ертөнцийн хамгийн том биетүүдийн асар олон тооны судалгаанд ашигладаг.

Хүчтэй, сул, микролинз гэж байдаг. Тэдний хоорондох ялгаа нь эх үүсвэр, ажиглагч, линзний байршил, түүнчлэн линзний масс, хэлбэр юм.

Хүчтэй таталцлын линз нь гэрлийн эх үүсвэр нь асар том, авсаархан линзтэй ойрхон байдаг системүүдийн хувьд ердийн зүйл юм. Үүний үр дүнд линзний янз бүрийн тал дахь эх үүсвэрээс ялгарч буй гэрэл түүний эргэн тойронд нугалж, нугалж, нэг объектын хэд хэдэн дүрс хэлбэрээр бидэнд хүрдэг. Хэрэв эх үүсвэр, линз ба ажиглагч (өөрөөр хэлбэл бид) нэг оптик тэнхлэг дээр байгаа бол хэд хэдэн зургийг нэгэн зэрэг харж болно. Эйнштейний загалмай бол хүчтэй таталцлын линзний сонгодог жишээ юм. Ерөнхийдөө линз нь объектын хэлбэрийг ихээхэн гажуудуулж, нуман хаалга шиг харагдуулдаг.

Алс холын галактикийг (цагаан биет) бидэнд ойр байгаа асар том галактикаар хүчтэй линзлэх жишээ (оюу объект)

Wikimedia Commons

Манай материалд голчлон авч үзэх сул таталцлын линз нь тодорхой дүр төрх, тэр ч байтугай тод үзэсгэлэнтэй нуман хаалга үүсгэх чадваргүй - линз нь хэтэрхий сул байна. Гэсэн хэдий ч зураг гажигтай хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь эрдэмтдэд маш хүчирхэг хэрэгслийг өгдөг: хүчтэй линзний жишээ цөөн боловч сул линз байдаг бөгөөд үүнд хоёр том галактик эсвэл хоёр кластер ойролцоогоор өнцгийн зайд байх нь хангалттай юм. Нэг нуман секунд нь галактик, бөөгнөрөл, харанхуй матери, сансрын богино долгионы арын цацраг болон Их тэсрэлтийн үеийн орчлон ертөнцийн түүхийг бүхэлд нь статистик судлахад хангалттай юм.

Эцэст нь таталцлын микролинзинг нь эх үүсвэрийн гэрэлтэлтийг бидний хооронд оптик тэнхлэгт байрлах линзээр түр зуур нэмэгдүүлэх явдал юм. Дүрмээр бол энэ линз нь тодорхой дүрс, бүр нуман хаалга үүсгэх хангалттай том биш юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь бидэнд хүрэхгүй байсан гэрлийн зарим хэсгийг төвлөрүүлсээр байгаа бөгөөд энэ нь алслагдсан объектыг илүү тод болгодог. Энэ аргыг гадны гаригуудыг хайх (эсвэл санамсаргүй байдлаар илрүүлэх) хийхэд ашигладаг.

Профессор Бартельманы нийтлэлийн дагуу энэхүү тоймд бид нэрлэсэн сул линзний тухай ярихаар хязгаарлагдах болно гэдгийг санацгаая. Хүчтэй линзээс ялгаатай нь сул линз нь нуман хаалга эсвэл нэг эх сурвалжийн олон зургийг үүсгэж чадахгүй байх нь маш чухал юм. Гэрэлтүүлгийг ч мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжгүй. Түүний хийж чадах зүйл бол алс холын галактикийн хэлбэрийг бага зэрэг өөрчлөх явдал юм. Эхлээд харахад энэ нь өчүүхэн зүйл мэт санагдаж байна - орон зайд объектуудыг гажуудуулдаг олон эффект байдаг уу? Тоос нь гэрлийг шингээж, орчлон ертөнцийн тэлэлт нь бүх долгионы уртыг шилжүүлж, гэрэл Дэлхийд хүрч, агаар мандалд тархаж, дараа нь телескопуудын төгс бус оптикоор дамжин өнгөрдөг - галактик бага зэрэг уртассан болохыг бид хаана анзаарах вэ? Энэ нь анхнаасаа ямар байсныг бид ч мэдэхгүй байсан гэж бодвол)? Гэсэн хэдий ч статистикууд энд аврах ажилд ирдэг - хэрэв тэнгэрийн жижиг хэсэгт галактикууд суналтын чиглэлийг илүүд үздэг бол бид тэдгээрийг сул линзээр харж магадгүй юм. Орчин үеийн телескопууд нэг нуман минутын хажуу талтай дөрвөлжин талбайд 40 орчим галактикийг харж чаддаг ч (энэ нь бидний дэлхийгээс харж буй ОУСС-ын хэмжээ) галактикийн хэлбэрийг линзээр харуулах замаар оруулсан гажуудал нь тийм ч ач холбогдолгүй юм. (хэдхэн хувиас хэтрэхгүй) бидэнд маш том, маш хүчирхэг телескоп хэрэгтэй. Жишээлбэл, Чили дэх VLT цогцолборын дөрвөн найман метрийн дуран эсвэл Хавайд байрладаг 3.6 метрийн CFHT телескоп гэх мэт. Эдгээр нь зөвхөн маш том телескопууд биш бөгөөд тэд тэнгэрийн том талбайг нэг зургаар нэг квадрат градус хүртэл дүрслэх боломжтой (жишээлбэл, маш хүчирхэг Хаббл телескопоос ялгаатай нь нэг хүрээ нь дөрвөлжин талбайг хамардаг. тал нь зөвхөн 2.5 нуман минут). Өнөөдрийг хүртэл тэнгэрийн 10 гаруйхан хувийг эзэлдэг хэд хэдэн судалгааг нийтэлсэн нь сул линзтэй галактикуудыг хайхад хангалттай мэдээлэл өгдөг.

Сул таталцлын линзийн нөлөөг тооцоолсны дараа дахин бүтээгдсэн бодисын тархалтын зураг; цагаан цэгүүд нь галактикууд эсвэл бөөгнөрөлүүдийг заана

Сул таталцлын линзний нөлөөллийн зураг. Хамгийн мэдэгдэхүйц үр дагаврыг зүүн талд харуулав - суналтын дүр төрх. Төв ба баруун талд - хоёр ба гурав дахь эрэмбийн параметрүүдийн нөлөөлөл - эх үүсвэрийн төвийн шилжилт ба гурвалжин хэв гажилт

Маттиас Бартелманн нар. 2016 он

Галактикууд маш сайн, гэхдээ таталцлын линзийг ашиглан галактик, одод хараахан байхгүй байсан өнгөрсөн үеийг харах боломжтой юу? Энэ нь боломжтой болох нь харагдаж байна. CMB цацраг нь орчлон ертөнцөд ердөө 400,000 жилийн дараа үүссэн цахилгаан соронзон цацраг юм. Big Bang- Сүүлийн 13.6 тэрбум жилийн турш сансар огторгуйн шоо см тутамд байдаг. Энэ бүх хугацаанд энэ нь тархдаг өөр өөр талуудмөн эрт Орчлон ертөнцийн "дарсыг" агуулсан. Астрофизикийн гол чиглэлүүдийн нэг сүүлийн хэдэн арван жилЭнэ нь нэг газар олон мянган бөөгнөрөл байдаг ийм тэгш хэмтэй, анизотроп (онолын хувьд) анхдагч орчлон ертөнцөөс ийм нэгэн жигд бус, эмх замбараагүй бүтэц хэрхэн гарч болохыг тайлбарлах зорилгоор сансрын бичил долгионы дэвсгэр цацрагийг судлах явдал байв. галактикийн, нөгөөд нь олон куб мегапарсект хоосон орон зай байдаг.

RELIKT-1, COBE, WMAP, Planck хиймэл дагуулууд нь сансрын богино долгионы арын цацрагийн нэгэн төрлийн байдлыг улам бүр нарийвчлалтайгаар хэмжсэн. Одоо бид үүнийг маш нарийн харж байгаа бөгөөд үүнийг орчлон ертөнц дэх материйн анхны тархалттай холбоогүй эх сурвалжаас үүдэлтэй янз бүрийн чимээ шуугианаас "цэвэрлэх" нь чухал болж байна, жишээлбэл, Суняев-Зелдовичийн эффект эсвэл маш сул таталцлын линзийн улмаас. . Сансар огторгуйн бичил долгионы арын цацрагийг зургаас аль болох нарийвчлалтай арилгахын тулд үүнийг бүртгэж, түүний тэнгэр дэх тархалт нь сансар судлалын стандарт загварт нийцэж байгаа эсэхийг үргэлжлүүлэн авч үзэх тохиолдолд ийм тохиолдол гардаг. Түүгээр ч зогсохгүй CMB-ийн хамгийн нарийвчлалтай зургууд ч бидэнд Орчлон ертөнцийн талаар бүгдийг хэлж чадахгүй - энэ нь бидэнд хэд хэдэн үл мэдэгдэх (жишээлбэл, барион бодисын нягтрал, спектрийн нягт) байдаг ганц тэгшитгэлтэй байдагтай адил асуудал юм. харанхуй бодис). Сул таталцлын линз нь одоо тийм үнэн зөв үр дүн өгөхгүй байсан ч (заримдаа бусад судалгааны мэдээлэлтэй таарахгүй байна - доорх зургийг үзнэ үү), гэхдээ энэ нь тус бүрийн хувь нэмрийг тодорхойлоход туслах хоёр дахь бие даасан тэгшитгэл юм. үл мэдэгдэх ерөнхий томъёоОрчлон ертөнц.

Хугарлын индекс