Профессор теоретической физики Уппсальского университета Ульф Даниэльссон утверждает: «Несмотря на то что мы можем исследовать Вселенную с большой точностью, есть ещё много неизвестного». Помимо научных исследований, он стремится объяснять научные концепции более широкой аудитории — например, в своей книге «Человеческая жизнь — это чудо» в соавторстве с писателем Бьёрном Ранелидом.
Благодаря науке Вселенная была картографирована с точностью, немыслимой ещё несколько десятилетий назад. Новые инструменты и измерения позволили учёным увидеть почти всё вплоть до Большого взрыва.
«Несмотря на то что наше общее представление о Вселенной претерпело удивительные изменения, абсолютно фундаментальные вопросы остаются. Из чего на самом деле состоит Вселенная?» — задаётся вопросом Даниэльссон.
Только малая часть, несколько процентов, Вселенной состоит из материи, которую мы знаем — из материи, из которой состоят звёзды, планеты и люди. Остальное — нечто совершенно иное.
«Мы знаем, что около 70% — это тёмная энергия, а 25% — тёмная материя. Но мы не знаем, что это такое. Были идеи о том, что тёмная материя — это какой-то неизвестный тип частиц, но подтвердить ни одну из этих гипотез пока не удалось», — говорит он.
И тёмная энергия ещё более загадочна. «Она связана с фундаментальными парадоксами в нашем базовом описании Вселенной. Мы просто не знаем, что это такое», — добавляет учёный.
Термин «тёмная материя» на самом деле вводит в заблуждение, по мнению Даниэльссона. «Это не значит, что она прячется в темноте между звёздами. Она не излучает свет, но и не отражает и не поглощает его. Она более или менее прозрачна».
Впервые о тёмной материи заговорил шведский астроном Кнут Лундмарк в 1930 году. Затем этот термин подхватил швейцарский астроном Фриц Цвики, и с тех пор он используется.
Несмотря на почти столетие исследований, природа тёмной материи до сих пор неизвестна. «На самом деле мы знаем о ней меньше, чем думали, возможно, лет двадцать назад», — говорит Даниэльссон.
Ещё одна большая проблема в физике заключается в том, что две основные теории — квантовая механика и гравитация, описанная в общей теории относительности Эйнштейна, — не стыкуются. Теория струн — это попытка их примирить.
«Теория струн утверждает, что мельчайшие составляющие природы — это крошечные вытянутые струны — маленькие кусочки нити. Они настолько малы, что мы пока не можем их увидеть, но если мир состоит из таких струн, многие из самых сложных парадоксов между квантовой механикой и гравитацией, по-видимому, разрешаются».
Пока нет экспериментальных доказательств. Были надежды на то, что на ускорителе частиц Большого адронного коллайдера (LHC) будет сделано множество новых открытий, таких как обнаружение суперсимметричных частиц. Но пока ничего не найдено, кроме частицы Хиггса, и парадоксы остаются. Это заставляет исследователей действовать вслепую, говорит Даниэльссон.
Вопрос о том, одиноки ли мы во Вселенной, интересует многих. Для Ульфа Даниэльссона ответ не вызывает сомнений. «Я абсолютно убеждён, что мы не одиноки. Для меня кажется совершенно неразумным, что жизни нет на других планетах. Я вижу жизнь, возникшую на нашей Земле, как естественный процесс, хотя, очевидно, условия должны быть подходящими».
С 1990-х годов учёные обнаружили тысячи планет вокруг других звёзд, и теперь они предполагают, что в одном только Млечном Пути может быть сотни миллионов планет, похожих на Землю. Возможно, жизнь есть и на других планетах нашей Солнечной системы.
«Возможно, на Марсе есть микроскопическая жизнь. А внизу, в темноте под покрытыми льдом морями спутников Юпитера и Сатурна, может быть что-то живое», — говорит Даниэльссон.
Для Даниэльссона объяснение сложных идей — это не только услуга для публики, но и способ мышления. «Попытки объяснить что-то другим людям помогают лучше понять это самому. При работе со сложными вещами нужно упрощать и создавать полезные образы — не только для того, чтобы учить других, но и для того, чтобы самому видеть связи».
Он описывает популяризацию как взаимный процесс, в котором рассказывание историй и исследования обогащают друг друга. «Для моих исследований и творчества эта популяризация чрезвычайно полезна. Она расширяет перспективы и имеет более глубокое экзистенциальное значение для меня. Мне нравится связывать то, о чём я говорю, с культурой и человеческим опытом».
Именно такой подход характеризует его новую книгу «Человеческая жизнь — это чудо», написанную в соавторстве с Бьёрном Ранелидом. Сотрудничество началось неожиданно после того, как они оказались по разные стороны дискуссии в программе SVT «30 минут».
«Вместо того чтобы спорить, мы решили поговорить и написать книгу вместе», — объясняет Даниэльссон.
Результатом стал своего рода обмен письмами в форме глав. «Это не полемика — мы пишем об одних и тех же темах, но с разных точек зрения. По сути, это наше общее чувство удивления перед существованием».
Для Даниэльссона наука — это фундаментальные вопросы о существовании Вселенной и человеческой жизни. «Мы хрупкие биологические существа, живущие в очень уязвимой ситуации на планете, от которой мы полностью зависим, и это должно сделать нас более скромными».
Он утверждает, что, возможно, самая важная задача науки — напоминать нам именно об этом — о нашем месте в целом. «Мы не вне природы, мы часть её. И это знание на самом деле не проникло, что является одной из причин, почему мы сталкиваемся с такими огромными проблемами и Землёй, которая разрушена и частично разрушена из-за изменения климата».
В ожидании следующего гениального озарения Даниэльссон и его коллеги-исследователи продолжают изучать структуру Вселенной и искать всеобъемлющие теории — которые, возможно, удастся найти с помощью теории струн или каким-то совершенно другим способом.
«На самом деле мы знаем и очень, очень много, и очень, очень мало. Но если мы посмотрим исторически на то, как знания о Вселенной развивались за последнее столетие и в последние десятилетия, то увидим, что произошло огромное количество событий», — заключает Даниэльссон.