Краткая история времени. От Большого взрыва до черных дыр [заметки]
1
Впервые флуктуации, или анизотропия, реликтового микроволнового излучения были обнаружены советским проектом «Реликт». – Прим. науч. ред.
2
Телескоп как зрительную трубу первым изобрел голландский очковый мастер Иоганн Липперсгей в 1608 году, но Галилей первым направил телескоп на небо в 1609 году и использовал его для астрономических наблюдений. – Прим. перев.
3
Здесь и далее в квадратных скобках помещаются замечания переводчика, уточняющие авторский текст. – Прим. изд.
4
Это не совсем так. Внутренним строением гравитирующих тел можно пренебречь, только если распределение плотности в них сферически симметрично (то есть зависит только от расстояния до центра тела). В случае планет и Солнца все обстоит, строго говоря, иначе – эти тела как минимум слегка сплюснуты у полюсов. Например, сплюснутость Солнца – одна из причин прецессии перигелия Меркурия. У планет земной группы бывают и другие неоднородности распределения плотности. Исследования гравитационного поля Земли и других небесных тел составляют предмет отдельной области науки – гравиметрии. – Прим. перев.
5
1 миля = 1,60934 километра.
6
Гершель не составлял «каталог положений огромного числа звезд». Речь идет об исследовании распределения звезд в пространстве в разных направлениях на небе путем подсчетов числа звезд разного блеска в 1083 площадках по всему небу. Исследование этого распределения позволило Гершелю сделать вывод о наличии у звездной вселенной структуры, и тем он опроверг представление о равномерном распределении звезд в пространстве, а также о том, что Солнце является частью огромной, но конечной по своим размерам звездной системы – нашей Галактики. – Прим. перев.
7
Первым, кто предположил, что некоторые туманности, видимые на небе, могут быть отдельными галактиками, был немецкий философ Иммануил Кант. Эту мысль он высказал в своем трактате, опубликованном в 1755 году. Первое надежное доказательство того, что туманность Андромеды не является частью Млечного Пути, а представляет собой другую галактику, получено эстонским астрономом Эрнстом Эпиком, который в 1918 году определил расстояние до туманности. Хаббл первым стал массово определять расстояния до галактик. – Прим. перев.
8
По-видимому, имеется в виду крупномасштабное распределение вещества, ведь распределение звезд в пространстве весьма неоднородно – большая их часть сосредоточена в звездных системах, называемых галактиками. – Прим. перев.
9
Анизотропия микроволнового реликтового излучения была открыта в 1992 году с помощью советского космического аппарата серии «Прогноз». Эксперимент назывался «Реликт». Рабочая группа в составе руководителя эксперимента И. А. Струкова, а также Д. П. Скулачева, А. А. Брюханова и М. В. Сажина в январе 1992 года на научном семинаре в ГАИШ МГУ сообщила об обнаружении анизотропии. Одновременно с этим в научный журнал «Письма в Астрономический журнал» отправили статью на русском языке, а в журнал Monthly Notices of Royal Astronomical Society – на английском. Публикация статьи в последнем журнале была задержана. В конце апреля 1992 года Дж. Смут, научный руководитель проекта DMR, установленного на космическом аппарате COBE, объявил на специальной пресс-конференции об открытии анизотропии реликтового излучения. Репортеры посвятили этому событию огромное количество статей в средствах массовой информации, назвав радиокарты COBE «ликом Господа Бога». За свою работу Дж. Смут был впоследствии удостоен Нобелевской премии. Однако первыми «лик Господа Бога» увидели все-таки советские ученые. – Прим. науч. ред.
10
Согласно актуальным наблюдательным данным, наша Вселенная состоит из обычного (барионного) вещества (4 %), темной материи (23 %) и темной энергии (73 %). Последняя, действуя как силы отталкивания, приводит к современному ускоренному расширению нашей Вселенной. – Прим. науч. ред.
11
Вообще говоря, в математике есть средства представления бесконечных чисел и выполнения некоторых операций над ними (например, так называемые трансфинитные числа). Правда, они не подходят для рассматриваемой задачи. – Прим. перев.
12
Вера автора в превалирование марксистско-ленинских идей в среде советских ученых совершенно беспочвенна. – Прим. науч. ред.
13
Речь идет о цитате из частично переведенного на русский язык романа Джойса «На помине Финнеганов». – Прим. изд.
14
Об экспериментальном открытии гравитационных волн коллаборациями LIGO и VIRGO было объявлено 11 февраля 2016 года. 14 сентября 2015 года был зарегистрирован сигнал слияния двух черных дыр двумя детекторами LIGO в Хэнфорде и Ливингстоне. В 2017 году за создание детектора гравитационных волн и экспериментальное доказательство их существования трем американским физикам – Райнеру Вайсу, Кипу Торну и Барри Бэрришу – была присуждена Нобелевская премия по физике. – Прим. перев.
15
От англ. confine – ограничивать, держать взаперти, удерживать. – Прим. изд.
16
Слово «вселенная», написанное со строчной «в», обозначает гипотетическую модель. Впрочем, грань тонка. – Прим. изд.
17
Это крайне упрощенная мысль. – Прим. науч. ред.
18
И превращения в нейтронную звезду. – Прим. науч. ред.
19
Согласно современным представлениям коллапс звезды в черную дыру происходит, если масса звезды превышает три массы Солнца. Это так называемый предел Оппенгеймера – Волкова (см. Черепащук А. М. Тесные двойные системы. – Т. 2. – М., 2013). – Прим. науч. ред.
20
Наподобие сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. – Прим. перев.
21
Решение уравнений Эйнштейна для сферически-симметричного распределения вещества впервые получено К. Шварцшильдом в 1916 году. Решение Шварцшильда содержит горизонт событий и центральную сингулярность. Исследованием центральной сингулярности занимались многие ученые (Э. Толмен, Л. Ландау и др.) задолго до С. Хокинга и Р. Пенроуза. – Прим. науч. ред.
22
Число кандидатов в черные дыры с надежно определенными массами достигло 26 (См.: Черепащук А. М. Тесные двойные системы. – Т. 2. – М., 2013). – Прим. науч. ред.
23
Наблюдаемые кривые вращения галактик в современных моделях объясняются наличием темной материи, часть которой могут составлять черные дыры. – Прим. науч. ред.
24
Существуют модели так называемой расширенной гравитации, в которых черная дыра «испаряется» не полностью, а до некоторого реликтового остатка. – Прим. науч. ред.
25
Возраст Вселенной – 13,7 млрд лет. – Прим. науч. ред.
26
В 2006 году Международный астрономический союз сформулировал три критерия, определяющих планету, и одному из них Плутон не соответствовал – он не расчистил свою орбиту. Сейчас Плутон считается крупнейшей карликовой планетой Солнечной системы. Кроме того, среднее расстояние от Плутона до Земли составляет 5,7 млрд километров. Расстояние от Земли до Сатурна в среднем равно 1,4 млрд километров, что ближе всего к оценке автора относительно расположения черной дыры. – Прим. пер.
27
Здесь и далее в оригинале – Плутона. См. примечание на с. 157. – Прим. изд.
28
Это только одна из возможных моделей. – Прим. науч. ред.
29
О современных представлениях о ранней Вселенной см.: Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении (2002); Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. – Прим. науч. ред.
30
Такааки Кадзита и Артур Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года за открытие нейтринных осцилляций, показывающих, что нейтрино имеют массу. – Прим. перев.
31
Подробно и достаточно популярно об этом говорится в книгах: Сильченко О. К. Происхождение и эволюция галактик (2017); Сурдин В. Г. Галактики (2013). – Прим. науч. ред.
32
На часть нижеследующих вопросов дает ответ теория инфляционного расширения ранней Вселенной. – Прим. науч. ред.
33
В создании и развитии теории инфляции принимали участие советские ученые А. Линде, А. Старобинский и другие. – Прим. науч. ред.
34
Согласно современным наблюдательным данным в настоящее время Вселенная также расширяется ускоренно под действием так называемой темной энергии. – Прим. науч. ред.
35
См. примечание на с. 177.
36
Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга (ГАИШ) МГУ. – Прим. изд.
37
Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской академии наук. – Прим. изд.
38
Распространенное на Западе представление о том, что в Советском Союзе существовала цензура научных статей, совершенно неверно. Вместе с тем зарубежные журналы всячески тормозили публикацию статей советских авторов, поэтому многие открытия, совершенные советскими учеными, необоснованно приписываются западным ученым. – Прим. ред.
39
Подробно об этом см.: Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени, 2018. – Прим. науч. ред.
40
Анизотропия реликтового излучения впервые обнаружена советским экспериментом «Реликт» в 1992 году, а позже – подтверждена данными спутника COBE. – Прим. науч. ред.
41
Большинство современных космологов придерживаются другой интерпретации анизотропии реликтового излучения и крупномасштабной структуры Вселенной. См.: Сажин М. В. Современная космология в популярном изложении (2002); Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной (2008). – Прим. науч. ред.
42
Это утверждение автора не соответствует действительности: многократно подтвержденный наблюдениями факт ускоренного расширения нашей Вселенной свидетельствует о наличии так называемой темной энергии, которая может быть описана как динамическим уравнением состояния, связывающим ее давление и плотность, так и новой фундаментальной постоянной, ассоциированной с космологической постоянной. В последнем случае космологическая постоянная не равна нулю. – Прим. науч. ред.
43
Расстояние до центра Галактики составляет около 25 тысяч световых лет, так что путь туда и обратно на скорости, близкой к скорости света, займет около 50 000 лет. – Прим. перев.
44
Жила-была леди по имени Грета. / Летала она быстрей скорости света. / Раз в среду взлетев в относительный путь, / Вернулась во вторник, чтоб лечь и уснуть. – Прим. ред.
45
На тот момент из элементарных частиц был также известен квант света – фотон, существование которого было теоретически предсказано в 1900–1917 годах Максом Планком и Альбертом Эйнштейном. Оно было подтверждено экспериментально Артуром Комптоном в 1923 году. – Прим. перев.
46
Кротовая нора, или червоточина, – это то, что соединяет между собой две неискривленные области пространства-времени. Место соединения называется собственно кротовой норой, центральный участок соединения называется горловиной кротовой норы. – Прим. науч. ред.
47
Точнее, магнитное поле – это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды; магнитная составляющая электромагнитного поля. – Прим. науч. ред.
48
См.: примечание на с. 165.
49
Если точнее, то не в черную дыру, а в нейтронную звезду; соответствующий предел для коллапса в черную дыру называется предел Оппенгеймера – Волкова. – Прим. науч. ред.
Стивен Хокинг, величайший ученый современности, изменил наш мир. Его уход – огромная потеря для человечества. В своей финальной книге, над которой Стивен Хокинг работал практически до самого конца, великий физик делится с нами своим отношением к жизни, цивилизации, времени, Богу, к глобальным вещам, волнующим каждого из нас.
Книга представляет собой сборник эссе выдающегося физика современности Стивена Хокинга, написанных им в период с 1976 по 1992 год. Это и автобиографические очерки, и размышления автора о философии науки, о происхождении Вселенной и ее дальнейшей судьбе.
Эта книга объединила семь лекций всемирно знаменитого ученого, посвященных происхождению Вселенной и представлениям о ней - от Большого Взрыва до черных дыр и теории струн. А главное, тому, как создать на основе частных физических теорий великую объединенную теорию всего.
По Вселенной на астероиде – не может быть! Может! – не сомневаются знаменитый астрофизик Стивен Хокинг (интервью с ним читайте здесь), его дочь Люси и бывший аспирант, а ныне популяризатор науки Кристоф Гальфар, которые в сентябре 2007 года представили свою первую книгу для детей о приключениях Джорджа и его друзей во Вселенной.В этой живой и весёлой книге они рассказали о фантастически интересных предметах – черных дырах, квазарах, астероидах, галактиках и параллельных вселенных – детям. Авторы особо подчеркивают, что хотели «представить современный взгляд на космологию от Большого взрыва до настоящего времени без какой бы то ни было магии».
Природе пространства и времени, происхождению Вселенной посвящена эта научно-популярная книга знаменитого английского астрофизика Стивена Хокинга, написанная в соавторстве с популяризатором науки Леонардом Млодиновым. Это новая версия всемирно известной «Краткой истории времени», пополненная последними данными космологии, попытка еще проще и понятнее изложить самые сложные теории.
И вот – долгожданная вторая часть о приключениях Джорджа в космосе – «Джордж и сокровища Вселенной». Все те, кто прочитал научно-приключенческую повесть Стивена и Люси Хокинг «Джордж и тайны Вселенной», с нетерпением ждали продолжения: что-то станется с бесстрашными и любознательными героями дальше? Какие загадки предстоит им решить? Что нового узнать? Куда подевался тщеславный злодей доктор Линн?Во второй книге трилогии, к неразлучным друзьям Джорджу и Анни присоединяется еще один мальчик – компьютерный гений Эммет.
Книга посвящена истории польской диаспоры в Западной Сибири в один из переломных периодов истории страны. Автором проанализированы основные подходы к изучению польской диаспоры в Сибири. Работа представляет собой комплексное исследование истории польской диаспоры в Западной Сибири, основанное на материалах большого числа источников. Исследуются история миграций поляков в Сибирь, состав польской диаспоры и вклад поляков в развитие края. Особое внимание уделено вкладу поляков в развитие предпринимательства.
Что значат для демократии добровольные общественные объединения? Этот вопрос стал предметом оживленных дискуссий после краха государственного социализма и постепенного отказа от западной модели государства всеобщего благосостояния, – дискуссий, сфокусированных вокруг понятия «гражданское общество». Ответ может дать обращение к прошлому, а именно – к «золотому веку» общественных объединений между Просвещением и Первой мировой войной. Политические теоретики от Алексиса де Токвиля до Макса Вебера, равно как и не столь известные практики от Бостона до Санкт-Петербурга, полагали, что общество без добровольных объединений неминуемо скатится к деспотизму.
Представленная на суд читателя книга является результатом научных исследований, ведущихся профессором Джамилем Гасанлы на протяжении долгих лет. Она служит продолжением монографии «Хрущевская “оттепель” и национальный вопрос в Азербайджане, 1954–1959» и охватывает такие вопросы, как формирование политического руководства Азербайджана 1960-х гг., изменения в социально-политической и культурной жизни республики, избавление общества от наследия культа личности Сталина, новые тенденции в литературе и искусстве, процессы, происходившие в творческих союзах, и многое другое.
Автор объясняет, как сделать фильм или спектакль действительно удачным, начиная с подбора актеров. Она помогает понять, как работают актеры, а также какими должны быть идеальные отношения режиссера и актера.
Серия самоучителей по грамматике и вокабуляру испанского языка для тех, кто умеет думать.
Искусственный интеллект (ИИ) быстро переходит из области научной фантастики в повседневную жизнь. Современные устройства распознают человеческую речь, способны отвечать на вопросы и выполнять машинный перевод. В самых разных областях, от управления беспилотным автомобилем до диагностирования рака, применяются алгоритмы распознавания объектов на базе ИИ, возможности которых превосходят человеческие. Крупные медиакомпании используют роботизированную журналистику, создающую из собранных данных статьи, подобные авторским.
Стивен Хокинг был одним из наиболее влиятельных физиков современности, и его жизнь затронула и отчасти поменяла жизни миллионов людей. Леонард Млодинов обращается к тем двум десятилетиям, в которые он был коллегой и другом ученого, чтобы нарисовать его портрет – уникальный и очень личный. Он знакомит с Хокингомгением, ломающим голову над загадками Вселенной и всего мироздания и в конце концов формулирующим смелую теорию об излучении черных дыр, которая заставила космологов и физиков посмотреть на проблему происхождения космоса с абсолютно нового угла.
Фестиваль науки Starmus впервые прошел в 2011 году, и с тех пор стало традицией участие в нем ведущих ученых, знаменитостей в области космонавтики и музыки, которых объединяет страсть к популяризации знания о Земле и космосе. Учредитель фестиваля и астрофизик Гарик Исраелян создал экспертный совет, в который вошли такие замечательные личности, как астрофизик и рок-музыкант Брайан Мэй, эволюционный биолог Ричард Докинз, первооткрыватель микроволнового излучения Роберт Вильсон, теоретический физик Стивен Хокинг, космонавт Алексей Леонов, химик и лауреат Нобелевской премии Харольд Крото и другие. В этой книге собраны лекции ученых, которые многие годы работали над тем, чтобы воссоздать прошлое вселенной и представить ее структуру.
Под этой обложкой собраны работы Стивена Хокинга, которые дают наиболее полное представление о его жизни, работе, взглядах на науку и Вселенную: «Краткая история времени». «Моя краткая история» и отдельные лекции из сборника «Черные дыры и молодые вселенные».
Чтобы дать верные ответы на фундаментальные вопросы о Вселенной, понадобились века и смелость нескольких ученых. Николай Коперник в трактате «О вращении небесных сфер», Галилео Галилей в «Диалоге о двух главнейших системах мира», Иоганн Кеплер в «Гармонии мира», Исаак Ньютон в «Математических началах натуральной философии» и Альберт Эйнштейн в своих многочисленных статьях о принципе относительности открыли современникам глаза на то, как устроен небесный свод и что происходит за пределами видимости телескопа.