Горизонты научного поиска

Международная конференция
по гравитации, космологии и астрофизике

В Казанском (Приволжском) федеральном университете 30 июня - 5 июля состоялась XV Международная конференция по гравитации, космологии и астрофизике. Она была организована Российским гравитационным обществом, Российским фондом фундаментальных исследований, Казанским (Приволжским) федеральным университетом, Институтом математики и механики имени Н.И.Лобачевского, Центром гравитации и фундаментальной метрологии ВНИИМС, Российским университетом дружбы народов.

Традиция проведения российских гравитационных конференций восходит к 1961 году. Первая Советская гравитационная конференция состоялась на физфаке МГУ. Одно выездное заседание было проведено в Дубне под председательством Б.М.Понтекорво. После успешной первой конференции следующие созывались регулярно раз в три-четыре года. Каждая из них отражала развитие идей теории гравитации, характерных для своего времени. Так, на первых конференциях, организованных после Москвы в Тбилиси и Ереване, состоялся обзор и критический анализ проблем теории гравитации. На четвертой конференции, проведенной в 1976 году в Минске, обсуждалась проблема детектирования гравитационных волн. На пятой (1981) и шестой (1984) гравитационных конференциях в МГУ состоялись острые дискуссии между сторонниками общей теории относительности и релятивистской теории гравитации. Следующие конференции были организованы в Новгороде Великом, Владимире, Томске, Казани...

14-я Российская гравитационная конференция - теперь уже международная - по гравитации, космологии и астрофизике состоялась в городе Ульяновске на базе Ульяновского государственного педагогического университета имени И.Н.Ульянова 27 июня - 2 июля 2011 года. Обсуждалась парадоксальная ситуация, сложившаяся в космологии: так называемые темная энергия и темная материя, составляющие в процентном отношении большую часть материи во Вселенной, имеют неизвестное физическое происхождение. Приходится констатировать, что стандартная космология переживает кризисное состояние.

15-я конференция состоялась в Казанском университете. Доклады участников были представлены на шести секциях: "Классическая теория гравитации и ее обобщения" (руководители секции - профессора Ю.С.Владимиров, В.Г.Багров, А.Б.Балакин), "Квантовая гравитация, теория струн, суперсимметрия" (руководители секции - профессора Д.В.Гальцов, А.А.Гриб, В.М.Мостепаненко), "Многомерная гравитация и фундаментальные физические константы" (руководители секции - профессора В.Н.Мельников, В.Д.Иващук), "Космология" (руководители секции - профессора А.А.Старобинский, Ю.Г.Игнатьев), "Релятивистская астрофизика. Черные дыры и кротовые норы" (руководители секции - профессора Г.С.Бисноватый-Коган, К.А.Бронников, С.В.Сушков), "Гравитационный эксперимент" (руководитель секции - профессор В.Н.Руденко). Недостатка в теоретических построениях для интерпретации новых астрофизических явлений не ощущалось: рождающиеся новые теории поражают неискушенных слушателей своим остроумием и изобретательностью.

Академик А.А.Старобинский (Институт теоретической физики, Москва, РАН) выступил на конференции с лекциями "Гравитация и космология" о современном статусе инфляционных моделей расширения Вселенной. А.А.Старобинский - ученик Я.Б.Зельдовича, лауреат множества международных премий является одним из создателей теории рождения Вселенной - теории инфляции. Наиболее важные результаты в этой области: первый расчет спектра гравитационных волн, генерируемых на инфляционной стадии, первая последовательная модель инфляционного сценария, первый правильный расчет спектра возмущений плотности.

В марте 2014 года американскими учеными было заявлено, что им удалось обнаружить следы гравитационных волн, возникших после Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад. Их предполагаемое открытие было совершено с помощью телескопа BICEP (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), расположенного на Южном полюсе, на основе изучения поляризации реликтового излучения, которое возникло в момент рождения Вселенной. Сторонники инфляционной теории утверждают, что обнаружение реликтовых гравитационных волн поставит точку в дискуссиях о физическом механизме, ответственном за рождение Вселенной, и что именно механизм космологической инфляции, и ничто иное, дает единственно верное объяснение новым астрофизическм наблюдениям.

Напомним, что не любая поляризация реликтового излучения свидетельствует о гравитационных волнах, а только так называемая В-мода - рисунок, подобный карте магнитного поля, в отличие от Е-моды, подобной электростатическому полю. BICEP2 зарегистрировал именно В-моду, причем достаточно уверенно. Нет сомнений в том, что В-мода поляризации реликтового излучения найдена. Есть сомнения в том, что она вызвана первичными гравитационными волнами. Окончательную точку в этой истории о возможном открытии, по авторитетному мнению академика А.А.Старобинского, поставит Европейское космическое агентство (ESA), которое в октябре 2014 года обещает представить полные результаты наблюдений "Планка". Наблюдения с этого спутника, в отличие от проведенных наземных наблюдений, охватывают несколько частотных диапазонов и при этом исследуется все небо.

Мы живем в интересное время: космология становится прецизионной наукой, о чем мечтали поколения философов, астрофизиков, астрономов. Новые экспериментальные сведения о Вселенной - мире, в котором мы живем, не укладываются в рамки стандартной космологии. Лауреат Нобелевской премии по физике Стивен Вайнберг еще в далеком 1977 году писал¹: "Так ли уж мы уверены в "стандартной модели"? Может быть, новые открытия заставят нас от нее отказаться и заменить какой-нибудь другой космогонией или даже восстановить в правах теорию "стационарной Вселенной"? Не исключено".

Таким образом, согласно Вайнбергу в создавшейся критической ситуации новые наблюдательные данные могут быть рассмотрены как аргументы, свидетельствующие в пользу альтернативной конформной космологической модели "стационарной Вселенной". Именно такой космологической модели был посвящен на конференции доклад авторов настоящей статьи. Конформная теория гравитации разрабатывается в Лаборатории теоретической физики ОИЯИ совместно с коллегами: А.Б.Арбузовым, Б.М.Барбашовым, Р.Г.Назмитдиновым, А.Ф.Захаровым (ИТЭФ), А.Боровец (Вроцлав). Она дает возможность объяснить всю совокупность доступных нам современных наблюдательных фактов не с помощью новых механизмов инфляции, а на уровне фундаментальных принципов конформной симметрии². Дирак в 1973 году построил конформную теорию гравитации, где масштабные преобразования скалярного дилатона компенсируют масштабные преобразования других полей. Конформная теория гравитации со скалярным дилатоном выводится, как показали А.Б.Борисов и В.И.Огиевецкий, из конечномерной группы симметрии методом линейных форм Картана. Конформная теория гравитации в терминах форм Картана, сохраняя все достижения общей теории относительности для описания Солнечной системы, позволяет интерпретировать новые наблюдательные эффекты.

Добавим к вышеизложенному, что конференция была организована и проведена на высшем уровне. Оргкомитет конференции всех желающих участников разместил в деревне Универсиады в комфортных условиях. Участники конференции в рамках культурной программы побывали на экскурсии на острове Свияжск. Вокруг острова - вода, раздолье, покой, умиротворение. История же этого живописного места богата драматическими событиями. Осенью 1550 года войско Ивана Грозного расположилось на берегу Волги в том месте, где в нее впадает река Свияга. Стратегически место было выбрано идеально: в 25 км от Казани. Здесь были построены крепость, Троицкая и Рождественская церкви. Темными долгими ночами Иван Грозный подолгу молился... Построенный вскоре город стал базой русских войск при осаде Казани в 1552 году. В середине XVI века Свияжская крепость превосходила по размерам обороняемой территории кремли Новгорода, Пскова и даже Москвы.

__________________
¹ С. Вайнберг. Первые три минуты. Эксмо, Москва (2011).

² V. Pervushin, A. Pavlov. Principles of quantum Universe. Lambert Academic Publishing. Saarbrucken (2014).
Пользуясь возможностью, авторы хотели бы поблагодарить Стивена Вайнберга за положительную реакцию на препринт этой книги, способствовавшей ее изданию на английском языке.

Виктор ПЕРВУШИН, Александр ПАВЛОВ