Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса - [25]
С появлением телескопа астрономия вышла за пределы пространства, доступного невооруженному человеческому глазу, и людям стала открываться картина космоса, которую до того невозможно было представить. В 1655 году нидерландский физик и астроном Христиан Гюйгенс (1629–1695) построил телескоп-рефрактор с 50-кратным увеличением и открыл Титан, спутник Сатурна — самый крупный спутник Солнечной системы[6]. Наблюдая за Сатурном, он сделал вывод, что эту планету окружает сплошное кольцо. Позднее Гюйгенсу удалось рассмотреть отдельные звезды в туманности Ориона и наблюдать прохождение Меркурия по солнечному диску.
Гюйгенс был также одним из величайших физиков всех времен. Он изобрел маятниковые часы и двигатель внутреннего сгорания, вывел формулу центробежной силы и написал книгу по теории вероятностей.
Среди множества его достижений — вышедшее в 1678 году количественное описание волновой теории света, предложенной Робертом Гуком в 1672 году. Корпускулярная теория Ньютона появилась позже. Гюйгенс продемонстрировал эффект огибания волнами препятствий (дифракции). Корпускулярная теория света Ньютона, казалось, была опровергнута в 1800 году, когда Томас Юнг (1772–1829) доказал, что свет проявляет волновые свойства — интерференцию и дифракцию. Как мы вскоре увидим, в XX веке стало ясно, что свет состоит из частиц, называемых фотонами, а световые волны соотносятся не с отдельными фотонами, а со статистическим поведением световых лучей, состоящих из множества фотонов.
Космос Канта
В 1755 году молодой приват-доцент Кёнигсбергского университета по имени Иммануил Кант (1724–1804) издал книгу о строении Вселенной под названием «Всеобщая естественная история и теория неба» (Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels)>{73}. В отличие от Ньютона и подобно Лейбницу, Кант не видел потребности в Божественных чудесах для объяснения Вселенной. Он писал:
«Мироустройство, которое не может удержаться без чуда, не отличается постоянством, а ведь постоянство — признак Божественного выбора»>{74}.
Вселенная Канта начинается из созданного Богом хаоса частиц, находящихся в бесконечной пустоте. Частицы притягиваются друг к другу гравитационными силами и формируют сгустки материи, которые превращаются в упорядоченные структуры, подобные Солнечной системе. Млечный Путь представляет собой скопление звезд в форме диска. Наблюдаемые туманности — это не отдельные звезды, а скопления, подобные Млечному Пути, вечно дрейфующие в бесконечном пространстве>{75}.
Эта книга была неизвестна широким кругам до 1854 года, когда немецкий физик Герман фон Гельмгольц (1821–1894) упомянул ее в своей лекции. Кант все же больше известен благодаря своей философии, однако в области астрофизики он также не ударил в грязь лицом.
Небеса Гершеля
Фредерик Уильям Гершель (1738–1822) был, возможно, самым продуктивным астрономом XVIII века. Во второй половине столетия Гершель построил несколько зеркальных телескопов и сделал ряд важных открытий. Он помог установить, что Уран, ранее считавшийся звездой, на самом деле является планетой. Он открыл два спутника Сатурна и два спутника Урана. Он определил, что галактика Млечный Путь имеет форму диска. Гершель наблюдал двойные и множественные звезды. Он обнаружил, что Солнце испускает инфракрасное излучение. Среди прочего он также доказал при помощи микроскопа, что кораллы — это животные, а не растения.
В период между 1782 и 1802 годом Гершель проводил систематическое исследование незвездных объектов, то есть расплывчатых образований, называемых туманностями. Он составил каталог, включающий более 1000 туманностей, классифицировав их в зависимости от яркости, формы, размеров и других характеристик.
Начиная с 1785 года Гершель пишет серию работ под общим названием «Строение небес» (The Construction of the Heavens), в которой выдвигает предположение, что туманности находятся на очень большом расстоянии от Земли. Поскольку скорость света имеет предел, астроном, наблюдающий за туманностями, должен был бы заметить их перемещение в небе. Однако этого движения не видно, следовательно, туманности находятся очень далеко от нас>{76}.
В 2009 году Европейское космическое агентство запустило космическую обсерваторию «Гершель» — огромный инфракрасный телескоп, проработавший до 2013 года>{77}.
Парадокс Ольберса
Галлей, Кеплер, а также швейцарский астроном Жан Филипп де Шезо (1718–1751) осознавали проблему, вытекающую из высказанной Николаем Кузанским и Томасом Диггесом идеи о бесконечном числе звезд во Вселенной. После того как немецкий астроном Генрих Вильгельм Маттеус Ольберс (1758–1840) сформулировал эту проблему, она стала известна как парадокс Ольберса: если Вселенная вечна и бесконечна, то ночное небо должно быть не темным, а ярким от света всех наполняющих ее звезд.
Чтобы понять, почему должно быть так, представьте себе сферическую оболочку определенной толщины, расположенную на некотором расстоянии от Земли. Объем этой оболочки будет равен ее толщине, умноженной на площадь ее поверхности, 4πr2. Если мы предположим, что пространство этой оболочки равномерно заполнено звездами, то ее яркость будет пропорциональна ее объему. Однако интенсивность света (мощность источника на единицу площади), достигающего Земли, снижается по формуле
В период холодной войны США и СССР, сдерживаемые страхом перед ядерной катастрофой, превратили опасное противостояние в уникальное соперничество за небо – поэтапную гонку, условным финишем которой стала высадка человека на Луну. 20 июля 1969 года американцы первыми достигли финишной ленты. Но многие ли помнят, что на старте именно Советский Союз неожиданно вырвался вперед и, приводя весь мир в волнение и трепет, удерживал лидерство почти до конца гонки? Начиная с новаторских идей Константина Эдуардовича Циолковского, обосновавшего возможность космических полетов, Массимо Капаччоли в живой и захватывающей манере рассказывает обо всех этапах космической гонки, уделяя особое внимание роли СССР.
Вам, конечно, кажется, что вы знаете буквально все о первом космонавте планеты Земля? Вы ошибаетесь. В этом вы сможете убедиться, прочитав новую книгу молодого писателя Олега Куденко «Орбита жизни», ярко, по-новому раскрывающую подвиг советского народа и его славного сына — Героя Советского Союза Ю. А. Гагарина. Вы знаете, как курсант Гагарин тушил пожар? Как получил он свое первое и единственное взыскание? Как он едва не разбился в ночном полете над морем? Да и сам полет в космосе!.. Вы еще очень мало знаете о нем! Работая над рукописью, О. Куденко побывал в местах, связанных с судьбой его героя, встретился со множеством людей, прошел основные космические тренировки.
В популярной форме изложены последние данные по геологии Луны, Марса, Венеры; описаны материки и океаны на этих космических телах, процессы оледенения, пыльные бури, гигантские трещины и т. д. Подчеркивается, что знание геологии других планет помогает исследователю разобраться в некоторых сложных проблемах геологического развития Земли, особенно ее ранних стадий.
Американский астронавт Скотт Келли совершил четыре полета в космос, дважды был членом многодневной американской миссии на Международной космической станции и провел на орбите в общей сложности более 500 суток. О его необычайном опыте много писали в прессе, а теперь есть возможность узнать подробности от него самого. Искренний рассказ о себе, своем детстве, взрослении рисует точный психологический портрет человека, выбирающего путь астронавта, помогает увидеть бесстрашных героев с необычного ракурса и лучше понять их мотивацию и личностные особенности.
В книге рассказывается о самых высоких облаках земной атмосферы — серебристых, или мезосферных облаках. В первой главе рассказано об условиях видимости, структуре, оптических свойствах, природе и происхождении серебристых облаков, об исследованиях их из космоса. Во второй главе даны указания к наблюдениям серебристых облаков средствами любителя астрономии.
Воспоминания американского астронавта Майкла Маллейна посвящены одной из наиболее ярких и драматичных страниц покорения космоса – программе многоразовых полетов Space Shuttle. Опередившая время и не использованная даже на четверть своих возможностей система оказалась и самым опасным среди всех пилотируемых средств в истории космонавтики. За 30 лет было совершено 135 полетов. Два корабля из пяти построенных погибли, унеся 14 жизней. Как такое могло случиться? Почему великие научно-технические достижения несли не только победы, но и поражения? Маллейн подробно описывает период подготовки и первое десятилетие эксплуатации шаттлов.
Что такое время в современном понимании и почему оно обладает именно такими свойствами? Почему время всегда двигается в одном направлении? Почему существуют необратимые процессы? Двадцать лет назад Стивен Хокинг пытался объяснить время через теорию Большого Взрыва. Теперь Шон Кэрролл, один из ведущих физиков-теоретиков современности, познакомит вас с восхитительной парадигмой теории стрелы времени, которая охватывает предметы из энтропии квантовой механики к путешествию во времени в теории информации и смысла жизни. Книга «Вечность.
«Карло Ровелли – это человек, который сделал физику сексуальной, ученый, которого мы называем следующим Стивеном Хокингом». – The Times Magazine Что есть время и пространство? Откуда берется материя? Что такое реальность? «Главный парадокс науки состоит в том, что, открывая нам твердые и надежные знания о природе, она в то же время стремительно меняет ею же созданные представления о реальности. Эта парадоксальность как нельзя лучше отражена в книге Карло Ровелли, которая посвящена самой острой проблеме современной фундаментальной физики – поискам квантовой теории гравитации. Упоминание этого названия многие слышали в сериале “Теория Большого взрыва”, но узнать, в чем смысл петлевой гравитации, было почти негде.
Жизнь — самый экстраординарный феномен в наблюдаемой Вселенной; но как возникла жизнь? Даже в эпоху клонирования и синтетической биологии остается справедливой замечательная истина: никому еще не удалось создать живое из полностью неживых материалов. Жизнь возникает только от жизни. Выходит, мы до сих пор упускаем какой-то из ее основополагающих компонентов? Подобно книге Ричарда Докинза «Эгоистичный ген», позволившей в новом свете взглянуть на эволюционный процесс, книга «Жизнь на грани» изменяет наши представления о фундаментальных движущих силах этого мира.
Надеемся, что отсутствие формул в книге не отпугнет потенциальных читателей. Шон Кэрролл – физик-теоретик и один из самых известных в мире популяризаторов науки – заставляет нас по-новому взглянуть на физику. Столкновение с главной загадкой квантовой механики полностью поменяет наши представления о пространстве и времени. Большинство физиков не сознают неприятный факт: их любимая наука находится в кризисе с 1927 года. В квантовой механике с самого начала существовали бросающиеся в глаза пробелы, которые просто игнорировались.