Вогненний обвал чи льодяна порожнеча: 

космологічні міркування про долю Всесвіту

П’ята доповідь у пам’ять д-ра Володимира Мацькова

Проф. Марко Горбач, заступник голови НТШ-К

Наукове Товариство ім. Шевченка в Канаді продовжує традицію відзначати пам’ять свого довголітнього голови, інженера-хіміка та індустріаліста в галузі металургії д-ра Володимира Мацькова (1923-2001), запрошуючи на доповідь визначну особу з ділянки природознавства чи інженерії. 9 лютого 2006 року в залі галереї Канадсько-Української Мистецької Фундації в Торонто виступив видатний фізик д-р Олекса Біланюк на тему космології: “Вогненний обвал чи льодяна порожнеча: космологічні міркування про долю Всесвіту”.

На виступ прибуло близько 70 осіб, представників усіх генерацій нашої громади. Поза “традиційними” учасниками приємно було вітати цілу низку “лювенців”, а також дальших родичів прелегента – дехто приїхав на доповідь далеко з-поза Торонто. Вечір відкрила голова НТШ-К д-р Дарія Даревич, а представляв гостя та вів програму її заступник, проф. Марко Горбач. Доповідь проходила за допомогою комп’ютерної презентації. Наприкінці від родини вітала присутніх і дякувала доповідачеві д-р Христина Мацьків.

Олекса Мирон Біланюк родом із Лемківщини. у 1947-1951 роках студіював інженерію в Католицькому Університеті в Лювені (Бельгія), будучи одним з наймолодших студентів. Там і познайомився з Володимиром Мацьковом, який до Лювену прибув на докторські студії після отримання диплому з хімії в Ерланґені (Німеччина). В Лювені Біланюк навчався механіки у видатного професора та священика Жоржа Леметра (G. Lemaitre, 1894-1966), що, мабуть, і  спричинилося до того, що він захопився фундаментальною наукою.

На продовження студій Олекса Біланюк виїхав до Університету Мішіґан (в Анн Арбор), де протягом 1952-1957 років отримав і ступінь магістра гуманістики (з математики), а окремо природо-знавства (з фізики) та захистив докторську дисертацію в ділянці експериментальної ядерної фізики. Роки так званого стажування відбув у Рочестерському Університеті, де працював при циклотроні (1958-1961). Тут і розпочав викладацьку роботу, причому варто відзначити, що викладав курс загальної теорії відносности (General Relativity). Такого завдання не довірили б звичайному експерименталістові – тут виявилася дуже зручною комбінація ділянок, якими займався від молодих літ Олекса Біланюк. Рідними йому стали фахи, що не часто поєднуться, як, наприклад, теоретична і експериментальна фізика – математика та інженерія.

У Рочестері Біланюк познайомився з теоретиком Су-даршаном, і разом вони опрацювали і спопуляризували ідею сумісної з теорією відносности, а саме ідею так званих тахіонів – частинок, що мають імаґінарну масу і можуть рухатися навіть швидше за світло. Таку ідею громада фізиків сприйняла з великим зацікавленням, були зроблені спроби розшуків їх існування – однак дотепер безуспішні.

У 1962-1963 роках д-р Олекса Біланюк переїхав до Буенос Айресу в Аргентині, де працював при циклотроні як член штабу науковців, який США надали країні для розбудови її наукового потенціалу. Там познайомився з фізиком-експериментатором українського роду Слободріяном, який пізніше отримав професуру в Університеті Лавал (місто Квебек). Разом вони вперше у світі на тому циклотроні відкрили новий стан ядра гелію – діпротонний резонанс (ядро гелію без невтронів, цебто ₂He²).

У 1964-1994 роках Олекса Біланюк працював професором фізики у Коледжі Свартмор (Swarthmore) біля Філадельфії. Це приватний університет з добрим фінансовим забезпеченням, що доз-
воляло відпускати для експе-риментальної роботи професора в наукові відрядження до передових лабораторій світу. Ставши еме-ритарним професором, Олекса Біланюк присвятив багато часу не тільки для продовження теоретичних досліджень, але й для популяризації фізики. В Україні видано монографію та надруковано ряд статей у журналі для молоді “Світ фізики”. Його обрано в закордонні члени Національної Академії Наук України (НАНУ), а від 1998 до 2006 року він є президентом Української Вільної Академії Наук (УВАН). Олекса Біланюк – теж довголітній співпрацівник “Енциклопедії Українознавства”.

Свою доповідь прелегент розпочав із пояснення різниць між фундаментальними і прикладними дослідженнями. Уряди країн оплачують досліди навіть таких “непрактичних” ділянок, як космологія, бо важко передбачити, що стане кандидатом на застосування, а що ні. Сенсаційне відкриття космології останніх років – це так звана темна матерія і темна енергія. Вони становлять переважну більшість супроти видимої матерії. Ці містерійні висліди треба опрацьовувати не тільки задля зрозуміння долі Всесвіту (філософське питання), але й для зрозуміння фізики, з якої виходять застосування.

Проф. Біланюк описав історичне тло нашого думання про Всесвіт – теорію незмінного стану, пропоновану Фредом Гойлом (Fred Hoyle, 1915-2001), встановлення факту про постійне розширення Всесвіту Едвіном Габлем (Edwin Hubble, 1889-1953) в 1929 році, пропозицію в 1927 році вищезгаданим Жоржом Леметром з Лювенського Університету про початок Всесвіту великим вибухом (big bang).

Закон тяжіння мас спричиняється до того, що сформовані зірки, які згрупувалися в галактики, не мусять розлітатися назавжди. Залежно від кількости маси на об’єм простору, цебто від вартости густини матерії, розширення Всесвіту може припинитися і завернути, що і призвело б до катаклізмів в русі галактик, до так званого великого обвалу (big crunch). Якщо маси не вистачає для такого завернення руху, то доля Всесвіту не набагато краща – Всесвіт гине від того, що розпорошується у зростаючому просторі, зірки гаснуть, це доля льодяної загибелі (big freeze). Граничний випадок поміж двома екстремами теж не дуже привабливий, а саме – настає повільне охолодження (slow chill). Зрозуміло, що ці розвитки стаються на шкалі космологічних епох, тобто мільярдів років.

В теорії відносности ці питання пов’язані з геометрією простору. Запит про густину матерії та енергії став одним з передових в астрономії та астрофізиці останнього десятиріччя. Докладні поміри константи Габля дозволили оцінити вартість густини. Однак встановлено з руху спіральних рукавів галактик, що значна кількість маси мусить бути у формі невидимій, цебто не спостереженій серед видимих зірок. Зокрема доведено, що ця темна маса не може складатися з конвенційної баріонної матерії (протони, невтрони і т. д).

Зовсім несподіваним відкриттям астрофізики останніх років став факт, що найдалі від нас віддалені об’єкти не сповільнюються, так як це очікувалося б на підставі маси, а навпаки –  прискорюють своє розширення. Таке розширення можна пояснити присутністю темної енергії, яка згідно з теорією відносности може мати відштовхувальний ефект. Згідно зі спостереженням руху віддалених квазарів темної енергії має бути так багато, що вона домінує над енергією цілого Всесвіту. З такої ситуації виринають певні здогади, що домінантність темної енергії можливо і постійно зростатиме, а це прискорить розпад Всесвіту до великого розриву (big rip).

Після закінчення доповіді відбулася жвава дискусія, яка заторкнула і ширші питання про співвідношення природознавства і теології, початки життя та творення життя в лабораторії науковцями. Ми також довідалися про інші аспекти життя науковця Олекси Біланюка – він довголітній летун малих літаків та ширяків і не пропускає нагоди займатися цим улюбленим спортом