Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени - [62]
Запуск искусственных спутников Земли также стал настоящей революцией в методах, при помощи которых можно проверить общую теорию относительности. Астрометрический спутник Hipparcos, запущенный Европейским космическим агентством в 1989 г., в течение четырех лет использовался для расчета отклонения звездного света Солнцем; он использовал для анализа даже звезды, в 1500 раз более слабые, чем звезды Ковша Большой Медведицы. В космосе нет необходимости дожидаться солнечного затмения – эксперименты можно проводить в любое время. Выяснилось, что свет звезд во всех случаях, без исключения, отклоняется согласно предсказаниям Эйнштейна. Более того, ученые обнаружили, что Солнце отклоняет свет звезд, расположенных на большом удалении от него.
В XXI в. планируется множество других прецизионных экспериментов, цель которых – проверить точность общей теории относительности; в их числе новые эксперименты с двойными звездами и даже опыты с отражением лазерного сигнала от поверхности Луны. Но самые интересные опыты, вероятно, будут связаны с гравитационными волнами. Эйнштейн предсказал гравитационные волны в 1916 г., однако он не надеялся увидеть когда-либо реальное подтверждение этого трудноуловимого феномена. Экспериментальное оборудование начала XX в. было попросту слишком примитивным. Но в 1993 г. Нобелевская премия была присуждена двум физикам – Расселу Халсу и Джозефу Тейлору – за косвенное подтверждение существования гравитационных волн при исследовании двойных звезд, обращающихся друг вокруг друга.
Халс и Тейлор рассмотрели пульсар PSR 1913+16 – двойную нейтронную звезду на расстоянии 16 000 световых лет от Земли; две «мертвые» звезды обращаются вокруг общего центра с периодом 7 часов 45 минут, излучая при этом гравитационные волны в огромном количестве. Представьте, к примеру, перемешивание патоки двумя ложками, которые ходят по кругу друг за другом. За каждой ложкой остается расходящийся паточный след. Аналогично, если мы заменим патоку тканью пространства-времени, а ложки – «мертвыми» звездами, мы обнаружим, что две звезды ходят по кругу друг за другом, излучая волны гравитации. Эти волны уносят энергию звезд, и они, постепенно, по спирали, сближаются. Анализируя сигналы системы, можно экспериментально определить величину уменьшения радиуса орбит звезд этой пары. Из общей теории относительности Эйнштейна следует, что две звезды на каждом обороте должны сближаться приблизительно на миллиметр. За земной год расстояние между звездами уменьшилось примерно на метр при диаметре орбиты около 700 000 км, что в точности соответствовало расчетам по уравнениям Эйнштейна. В реальности система из этих двух звезд должна полностью схлопнуться всего через 240 млн лет за счет потери энергии с излучением гравитационных волн. Этот высокоточный эксперимент можно интерпретировать и иначе – как проверку общей теории относительности Эйнштейна. Полученные числа настолько точны, что можно сделать вывод: общая теория относительности точна на 99,7 % (что намного меньше погрешности эксперимента).
Не так давно сильный интерес научной общественности вызвала серия долгосрочных экспериментов по непосредственному наблюдению гравитационных волн. Проект LIGO («Лазерный интерферометр для наблюдения гравитационных волн»), возможно, окажется первым, в ходе которого удастся «увидеть» гравитационные волны, скорее всего, от столкновения двух черных дыр в дальнем космосе. LIGO – сбывшаяся мечта физика, первая установка достаточной мощности для измерения гравитационных волн. LIGO состоит из трех лазерных установок в США (две в Хэнфорде, штат Вашингтон, и одна в Ливингстоне, штат Луизиана). На самом деле это часть более крупного международного консорциума, включающего, помимо LIGO, франко-итальянский детектор VIRGO в Пизе (Италия), японский детектор TAMA в пригороде Токио (Япония) и британско-германский детектор GEO600 в Ганновере (Германия). Постройка LIGO обойдется в конечном итоге в $292 млн (плюс $80 млн на запуск в эксплуатацию и обновление), что сделает его самым дорогим проектом Национального научного фонда США.
Лазерные детекторы в LIGO очень похожи на устройство, которое использовали на заре XX в. Майкельсон и Морли в попытке обнаружить эфирный ветер; основная разница – то, что вместо обычного светового луча используется луч лазера. Лазерный луч расщепляется на два отдельных луча, которые далее идут перпендикулярно друг другу. Затем, отразившись от зеркала, они вновь соединяются. Если через интерферометр пройдет гравитационная волна, длины путей двух лазерных лучей претерпят возмущение и это отразится в их интерференционной картине. Чтобы убедиться в том, что сигнал, зарегистрированный лазерной установкой, не случаен, детекторы следует разместить в разных точках Земли. Только под действием гигантской гравитационной волны, намного превышающей по размеру нашу планету, все детекторы сработают одновременно.
Когда-нибудь NASA и ЕКА разместят серию аналогичных лазерных детекторов в открытом космосе. NASA планирует запустить три спутника под общим названием LISA («Лазерная интерферометрическая космическая антенна»)
«Уравнение Бога» – это увлекательный рассказ о поиске самой главной физической теории, способной объяснить рождение Вселенной, ее судьбу и наше место в ней. Знаменитый физик и популяризатор науки Митио Каку прослеживает весь путь удивительных открытий – от Ньютоновой революции и основ теории электромагнетизма, заложенных Фарадеем и Максвеллом, до теории относительности Эйнштейна, квантовой механики и современной теории струн, – ведущий к той великой теории, которая могла бы объединить все физические взаимодействия и дать полную картину мира.
Инстинкт говорит нам, что наш мир трехмерный. Исходя из этого представления, веками строились и научные гипотезы. По мнению выдающегося физика Мичио Каку, это такой же предрассудок, каким было убеждение древних египтян в том, что Земля плоская. Книга посвящена теории гиперпространства. Идея многомерности пространства вызывала скепсис, высмеивалась, но теперь признается многими авторитетными учеными. Значение этой теории заключается в том, что она способна объединять все известные физические феномены в простую конструкцию и привести ученых к так называемой теории всего.
Еще совсем недавно нам трудно было даже вообразить сегодняшний мир привычных вещей. Какие самые смелые прогнозы писателей-фантастов и авторов фильмов о будущем имеют шанс сбыться у нас на глазах? На этот вопрос пытается ответить Мичио Каку, американский физик японского происхождения и один из авторов теории струн. Из книги вы узнаете, что уже в ХXI в., возможно, будут реализованы силовые поля, невидимость, чтение мыслей, связь с внеземными цивилизациями и даже телепортация и межзвездные путешествия.
Прямое мысленное общение с компьютером, телекинез, имплантация новых навыков непосредственно в мозг, видеозапись образов, воспоминаний и снов, телепатия, аватары и суррогаты как помощники человечества, экзоскелеты, управляемые мыслью, и искусственный интеллект. Это все наше недалекое будущее. В ближайшие десятилетия мы научимся форсировать свой интеллект при помощи генной терапии, лекарств и магнитных приборов. Наука в этом направлении развивается стремительно. Изменится характер работы и общения в социальных сетях, процесс обучения и в целом человеческое развитие.
Кому как не ученым-физикам рассуждать о том, что будет представлять собой мир в 2100 году? Как одним усилием воли будут управляться компьютеры, как силой мысли человек сможет двигать предметы, как мы будем подключаться к мировому информационному полю? Возможно ли это? Оказывается, возможно и не такое. Искусственные органы; парящие в воздухе автомобили; невероятная продолжительность жизни и молодости — все эти чудеса не фантастика, а научно обоснованные прогнозы серьезных ученых, интервью с которыми обобщил в своей книге Мичио Каку.Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия».
Эта книга, конечно же, не развлекательное чтение. Это то, что называется «интеллектуальный бестселлер». Чем, собственно, занимается современная физика? Какова нынешняя модель Вселенной? Как понимать «многомерность» пространства и времени? Что такое параллельные миры? Автор этой книги, Мичио Каку, очень авторитетный ученый-физик. Поэтому в «Параллельных мирах» вы не найдете помпезной «псевдонауки». Мичио Каку — опытный литератор. Он умеет писать просто. И в этой книге вы не найдете сложных математических формул.
В декабре 1971 года не стало Александра Трифоновича Твардовского. Вскоре после смерти друга Виктор Платонович Некрасов написал о нем воспоминания.
Автор — полковник Красной армии (1936). 11 марта 1938 был арестован органами НКВД по обвинению в участии в «антисоветском военном заговоре»; содержался в Ашхабадском управлении НКВД, где подвергался пыткам, виновным себя не признал. 5 сентября 1939 освобождён, реабилитирован, но не вернулся на значимую руководящую работу, а в декабре 1939 был назначен начальником санатория «Аэрофлота» в Ялте. В ноябре 1941, после занятия Ялты немецкими войсками, явился в форме полковника ВВС Красной армии в немецкую комендатуру и заявил о стремлении бороться с большевиками.
Выдающийся русский поэт Юрий Поликарпович Кузнецов был большим другом газеты «Литературная Россия». В память о нём редакция «ЛР» выпускает эту книгу.
«Как раз у дверей дома мы встречаем двух сестер, которые входят с видом скорее спокойным, чем грустным. Я вижу двух красавиц, которые меня удивляют, но более всего меня поражает одна из них, которая делает мне реверанс:– Это г-н шевалье Де Сейигальт?– Да, мадемуазель, очень огорчен вашим несчастьем.– Не окажете ли честь снова подняться к нам?– У меня неотложное дело…».
«Я увидел на холме в пятидесяти шагах от меня пастуха, сопровождавшего стадо из десяти-двенадцати овец, и обратился к нему, чтобы узнать интересующие меня сведения. Я спросил у него, как называется эта деревня, и он ответил, что я нахожусь в Валь-де-Пьядене, что меня удивило из-за длины пути, который я проделал. Я спроси, как зовут хозяев пяти-шести домов, видневшихся вблизи, и обнаружил, что все те, кого он мне назвал, мне знакомы, но я не могу к ним зайти, чтобы не навлечь на них своим появлением неприятности.
Изучение истории телевидения показывает, что важнейшие идеи и открытия, составляющие основу современной телевизионной техники, принадлежат представителям нашей великой Родины. Первое место среди них занимает талантливый русский ученый Борис Львович Розинг, положивший своими работами начало развитию электронного телевидения. В основе его лежит идея использования безынерционного электронного луча для развертки изображений, выдвинутая ученым более 50 лет назад, когда сама электроника была еще в зачаточном состоянии.Выдающаяся роль Б.