Вселенная Стивена Хокинга [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 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 опровергнул 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
Это крайне упрощенная мысль. – Прим. науч. ред.
17
И превращения в нейтронную звезду. – Прим. науч. ред.
18
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.
19
Наподобие сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. – Прим. перев.
20
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.
21
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.
22
Наблюдаемые кривые вращения галактик в современных моделях объясняются наличием темной материи, часть которой могут составлять черные дыры. – Прим. науч. ред.
23
Существуют модели так называемой расширенной гравитации, в которых черная дыра «испаряется» не полностью, а до некоторого реликтового остатка. – Прим. науч. ред.
24
Возраст Вселенной – 13,7 млрд лет. – Прим. науч. ред.
25
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.
26
Здесь и далее в оригинале – Плутона. См. примечание на с. 157. – Прим. изд.
27
Это только одна из возможных моделей. – Прим. науч. ред.
28
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.
29
Такааки Кадзита и Артур Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года за открытие нейтринных осцилляций, показывающих, что нейтрино имеют массу. – Прим. перев.
30
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.
31
На часть нижеследующих вопросов дает ответ теория инфляционного расширения ранней Вселенной. – Прим. науч. ред.
32
В создании и развитии теории инфляции принимали участие советские ученые А. Линде, А. Старобинский и другие. – Прим. науч. ред.
33
Согласно современным наблюдательным данным в настоящее время Вселенная также расширяется ускоренно под действием так называемой темной энергии. – Прим. науч. ред.
34
Государственный астрономический институт имени П. К. Штернберга (ГАИШ) МГУ. – Прим. изд.
35
Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской академии наук. – Прим. изд.
36
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.
37
Подробно об этом см.: Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени, 2018. – Прим. науч. ред.
38
Современная Вселенная расширяется с ускорением. – Прим. науч. ред.
39
Анизотропия реликтового излучения впервые обнаружена советским экспериментом «Реликт» в 1992 году, а позже – подтверждена данными спутника COBE. – Прим. науч. ред.
40
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.
41
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.
42
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.
43
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.
44
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.
45
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.
46
Точнее, магнитное поле – это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды; магнитная составляющая электромагнитного поля. – Прим. науч. ред.
47
См.: примечание на с. 165.
48
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.
49
Доклад в Овьедо (Испания) на церемонии получения премии принца Астурийского за вклад в достижение гармонии и согласия (октябрь 1989 г.). Переработан для этого издания.
50
Франкенштейн – сокращенное название романа Мэри Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей» (1818). Распространенное ошибочное именование чудовища, созданного в лаборатории ученым Виктором Франкенштейном из неживой материи. В романе монстр не имел имени. – Прим. пер.
51
Первоначально это эссе было прочитано перед аудиторией в мае 1992 г. в колледже Гонвилля и Киза.
52
Лекция прочитана на семинаре клуба «Сигма» в Кембриджском университете (апрель 1990 г.).
53
Пер. П. Козлова.
54
Небольшая сборная металлическая палатка.
55
Библия короля Якова – наиболее авторитетное издание этой книги на английском языке, готовившееся под патронатом Якова I и увидевшее свет в 1611 году. – Прим. изд.
56
В 1970-х годах научная группа В. Б. Брагинского в МГУ им. М. В. Ломоносова и группа Дж. Тайсона сделали аналогичные детекторы и опровергли результаты Вебера. – Прим. ред.
57
Наземная гравитационно-волновая обсерватория. – Прим. ред.
58
В 2015 и в 2017 г. усовершенствованная обсерватория LIGO зарегистрировала три гравитационных сигнала, источником которых предположительно является процесс слияния двух черных дыр с массами около 30 масс Солнца. Началась эра наблюдательной гравитационно-волновой астрономии. – Прим. ред.
59
Советские ученые пользовались теоретическими работами А. А. Фридмана (1920, 1923 г.) и имеющимися наблюдательными данными. Идеологические концепции роли не играли. – Прим. ред.
60
Лившиц и Халатников – общепризнанные мировые специалисты в области космологии и теории относительности. В своей книге «Краткая история времени» Ст. Хокинг пишет следующее: «Лифшиц и Халатников исследовали модели Вселенной, близкие к фридмановским, но при этом учли неоднородности и случайные скорости галактик в реальной Вселенной. Они показали: несмотря на то, что галактики теперь не удалялись в точности радиально друг от друга, такие модели все же могли начать свое существование со стадии Большого взрыва, хотя это было возможно только в исключительных случаях – моделях, где галактики двигались строго определенным образом. Лифшиц и Халатников заключили, что, поскольку моделей без сингулярности Большого взрыва, похожих на фридмановские, бесконечно больше, чем моделей с сингулярностью Большого взрыва, мы должны сделать вывод, что в реальности никакого Большого взрыва и не было. Позднее они поняли, что существует гораздо более общий класс «фридманоподобных» моделей с сингулярностями, где галактики не должны двигаться каким бы то ни было специальным образом, и в 1970 году отказались от своей идеи. Лифшиц и Халатников продемонстрировали, что если общая теория относительности верна, то Вселенная могла иметь сингулярность типа Большого взрыва, и в этом состоит ценность их работы». – Прим. ред.
61
До Пенроуза были хорошо известны точные решения Шварцшильда, Керра – Ньюмена и других. – Прим. ред.
62
См. прим. выше. – Прим. ред.
63
Существуют модели расширенной гравитации, в которых черная дыра испаряется не полностью, а до некоторого реликтового остатка с массой порядка десятка планковских масс. Наиболее интенсивно испаряются черные дыры малых масс, которые образовались не в результате коллапса звезд, а за счет различных процессов в ранней Вселенной. На финальных стадиях испарения, прежде чем достигнуть состояния реликтового остатка, такие черные мини-дыры могут порождать мощное излучение, продукты распада которого могут служить предметом астрономических наблюдений. – Прим. ред.
64
Или графиозом ильмовых (вязовых) – грибковой болезнью, распространенной среди деревьев этого семейства и вызывающей их усыхание. – Прим. изд.
65
The Ascent of Man (англ.). Man переводится как «человек» и «мужчина». – Прим. изд.
66
Или вариантов развития. – Прим. ред.
67
Как известно, с определенностью – то есть из наблюдательных астрономических данных – можно судить только об ускоренном расширении нашей Вселенной, которое в частном случае может описываться космологической постоянной. – Прим. ред.
68
Горизонт Коши – это поверхность, которая ограничивает область причинной предсказуемости по начальным условиям (по аналогии с дифференциальными уравнениями, т. н. «условиями Коши»), заданным на некоторой пространственноподобной трехмерной поверхности. Горизонт Коши является трехмерной поверхностью, образованной траекториями световых лучей. – Прим. ред.
69
Основоположники теории инфляции и ее модификаций – А. Гут, А. А. Старобинский, А. Д. Линде. – Прим. ред.
70
Теорию малых неоднородностей создали советские ученые: В. Муханов, А. Д. Линде, В. А. Рубаков, М. В. Сажин, А. А. Старобинский. Позже эту теорию развили в деталях в том числе и зарубежные авторы. – Прим. ред.
71
Эти различия в микроволновом фоне носят название «анизотропия реликтового излучения». Она была открыта советским космическим аппаратом «Реликт» в 1992 г. – Прим. ред.
72
Это сильно преувеличено, поскольку вопросы о подтверждении теории инфляции до сих пор остаются открытыми, хотя основные аргументы в пользу этой теории (разработанной А. Гутом, А. А. Старобинским и А. Д. Линде) очень сильны. – Прим. ред.
73
Около 20 советских рублей. В Советском Союзе подобная пластинка после 1961 года стоила 1 руб. 70 коп. – Прим. пер.
74
«Пожалуйста, порадуй меня» (англ.). Дебютная пластинка группы «Битлз». – Прим. пер.
75
Британский журналист и радиоведущий. – Прим. пер.
76
Интро́ит (от лат. introitus – вступление) – входное песнопение литургической мессы в католическом и лютеранском богослужении. – Прим. пер.
77
«Я ни о чем не жалею» (фр.) – Прим. пер.
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.
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.
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».
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.
«Джордж и код, который не взломать» – четвертая книга о приключениях Джорджа в космосе, написанная астрофизиком, гениальным пропагандистом науки Стивеном Хокингом и его дочерью, научным журналистом Люси Хокинг. Эта космическая эпопея стала сверхпопулярной среди детей от 7 до 12 лет по всему миру не только благодаря головокружительному и остроумному сюжету, сколько из-за того, как там излагается научная информация. Основные понятия и законы физики и самые последние новости из области космических исследований, точные, понятные формулировки и вдохновляющие статьи ученых, которые прямо сейчас – в обсерваториях или в ЦЕРНе – занимаются актуальными исследованиями.
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.
Огромное личное мужество, блестящий организаторский и полководческий талант позволили Чаке, сыну вождя небольшого племени зулу, сломить раздробленность своего народа. Могущественное и богатое государство зулусов с сильной и дисциплинированной армией было опасным соседом для английской Капской колонии. Англичанам удалось организовать убийство Чаки, но зулусский народ, осознавший благодаря Чаке свою силу, продолжал многие десятилетия неравную борьбу с английскими колонизаторами.
Во втором томе Собрания сочинений Игоря Чиннова в разделе "Стихи 1985-1995" собраны стихотворения, написанные уже после выхода его последней книги "Автограф" и напечатанные в журналах и газетах Европы и США. Огромный интерес для российского читателя представляют письма Игоря Чиннова, завещанные им Институту мировой литературы РАН, - он состоял в переписке больше чем с сотней человек. Среди адресатов Чиннова - известные люди первой и второй эмиграции, интеллектуальная элита русского зарубежья: В.Вейдле, Ю.Иваск, архиепископ Иоанн (Шаховской), Ирина Одоевцева, Александр Бахрах, Роман Гуль, Андрей Седых и многие другие.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Статья из цикла «Гуру менеджмента», посвященного теоретикам и практикам менеджмента, в котором отражается всемирная история возникновения и развития науки управления.Многие из тех, о ком рассказывают данные статьи, сами или вместе со своими коллегами стояли у истоков науки управления, другие развивали идеи своих В предшественников не только как экономику управления предприятием, но и как психологию управления человеческими ресурсами. В любом случае без работ этих ученых невозможно представить современный менеджмент.В статьях акцентируется внимание на основных достижениях «Гуру менеджмента», с описанием наиболее значимых моментов и возможного применения его на современном этапе.
Статья из цикла «Гуру менеджмента», посвященного теоретикам и практикам менеджмента, в котором отражается всемирная история возникновения и развития науки управления.Многие из тех, о ком рассказывают данные статьи, сами или вместе со своими коллегами стояли у истоков науки управления, другие развивали идеи своих предшественников не только как экономику управления предприятием, но и как психологию управления человеческими ресурсами. В любом случае без работ этих ученых невозможно представить современный менеджмент.В статьях акцентируется внимание на основных достижениях «Гуру менеджмента», с описанием наиболее значимых моментов и возможного применения его на современном этапе.
Под этой обложкой – полный текст научно-популярного бестселлера. В главе, ранее не публиковавшейся на русском языке, автор рассуждает о возможности путешествий во времени. Текст сопровождают примечания и уточнения, сообщающие о достижениях современных космологов и астрономов.
У вас в руках сборник рейтовских лекций Стивена Хокинга о черных дырах, прочитанных на BBC Radio 4. Трудно вообразить, кто мог бы рассказать об одних из самых загадочных космических объектов интереснее и проще, чем человек, сделавший космологию популярной наукой и отдавший многие годы изучению связанных с черными дырами эффектов. Те вопросы, которые остались без ответа, растолковал Дэвид Шукман, научный редактор BBC. Рейтовские лекции, или лекции имени лорда Джона Рейта, первого генерального директора BBC, просветителя и популяризатора, – цикл научно-популярных записей.
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.
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.