Тайны вселенной с астрофизиком

ЖАНРЫ 360
АВТОРЫ 273 988
КНИГИ 643 698
СЕРИИ 24 526
ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 604 789

Нил Тайсон Деграсс

Астрофизика с космической скоростью, или Великие тайны Вселенной для тех, кому некогда

Права на перевод получены соглашением с W. W. Norton & Company, Inc., при содействии литературного агентства Andrew Nurnberg

Neil deGrasse Tyson

ASTROPHYSICS FOR PEOPLE IN A HURRY

The #1 New York Times Bestseller

Нил Деграсс Тайсон написал настоящую, научную «Теорию Большого взрыва» для тех, кто спешит.

Тайсон – мастер рационализации и упрощения. Он берет умопомрачительно сложные идеи и «разбирает» их до болтиков, дополняя красочными аллегориями и прикольными шутками, и эти идеи становятся доступными даже для непрофессионалов.

Эта книга расширяет границы нашего разума.

Главы этой книги – переработанные статьи из раздела «Вселенная» в журнале Natural History:

Глава 1: март 1998 года и сентябрь 2003 года

Глава 2: ноябрь 2000 года

Глава 3: октябрь 2003 года

Глава 4: июнь 1999 года

Глава 5: июнь 2006 года

Глава 6: октябрь 2002 года

Глава 7: июль/август 2002 года

Глава 8: март 1997 года

Глава 9: декабрь 2003/январь 2004 года

Глава 10: октябрь 2001 года

Глава 11: февраль 2006 года

Глава 12: апрель 2007 года.

Для всех, кому некогда читать толстые книжки, но все равно нужно подключиться к космосу.

В последнее время не проходит и недели без сенсационных заявлений о каком-то космическом открытии, достойном громких заголовков. Возможно, дело в том, что наука о вселенной наконец-то заинтересовала тех, кто отвечает за подбор материалов для газет, однако подобное внимание прессы, скорее всего, связано и с тем, что у простых читателей проснулся научный аппетит. Об этом свидетельствует очень многое – от рейтинга научно-популярных телепередач до успеха научно-фантастических фильмов: теперь их снимают самые знаменитые режиссеры и продюсеры, а главные роли исполняют кинозвезды первой величины. А недавно в моду вошли и биографические картины о выдающихся ученых – теперь это самостоятельный жанр. Кроме того, во всем мире проводятся научные фестивали, конвенты любителей научной фантастики и показы документальных научных телесериалов.

Самые большие сборы в истории кинематографа принесла картина знаменитого режиссера, действие которой происходит на планете, вращающейся вокруг далекой звезды. И там одна знаменитая актриса играет астробиолога.

В наши дни расцвета достигли многие отрасли науки, однако одно из первых мест неизменно занимает астрофизика. По-моему, я знаю почему. Каждому из нас доводилось поднимать глаза к небу и спрашивать себя, что все это значит, как все это устроено – и каково наше место во вселенной.

Тем, кому некогда впитывать знания о космосе на лекциях, из учебников или документальных фильмов, однако все равно хочется получить краткое, но осмысленное введение в науку о вселенной, я предлагаю свою книгу. Эта тонкая книжица позволит вам свободно ориентироваться в мире современных представлений и открытий, ныне составляющих научную картину вселенной. Если мне удалось выполнить поставленную задачу, вы сможете вести культурную беседу по моей тематике, неплохо владея материалом, а возможно, захотите узнать больше.

Вселенная не обязана иметь смысл в ваших глазах.

1. Самая главная история

Но многократно свои положения в мире меняя,

От бесконечных времен постоянным толчкам подвергаясь,

Всякие виды пройдя сочетаний и разных движений,

В расположенья они, наконец, попадают, из коих

Вся совокупность вещей получилась в теперешнем виде…

В самом начале, почти 14 миллиардов лет назад все пространство, все вещество и вся энергия известной нам Вселенной содержались в объеме, размером меньше одной триллионной объема точки, завершающей это предложение.

Было так жарко, что все основные силы природы, в совокупности описывающие Вселенную, слились воедино. Мы до сих пор не знаем, как возник этот микро-миниатюрный космос, однако известно, что с тех пор он мог только расширяться. Быстро. Сегодня мы называем это событие Большим взрывом.

В 1916 году Эйнштейн выдвинул общую теорию относительности – современное представление о гравитации, согласно которому наличие вещества и энергии искривляет вокруг себя ткань пространства и времени. В двадцатые годы прошлого века была разработана квантовая механика – современное представление о микромире, молекулах, атомах и субатомных частицах. Но оказалось, что с формальной точки зрения эти два мировоззрения несовместимы друг с другом, и это заставило физиков наперебой пытаться примирить теорию малого с теорией большого – создать единую и непротиворечивую теорию квантовой гравитации. Финишной прямой в этой гонке мы пока не достигли, зато точно знаем, где стоят самые высокие препятствия. Одно из них – «планковская эра» ранней Вселенной. Это период с t = 0 до t = 10 –43 секунды (одна десятимиллионно-триллионно-триллионно-триллионная доля секунды) после Большого взрыва, до того, как Вселенная достигла размера в 10 –35 метра (одна стомиллиардно-триллионно-триллионная доля метра). Немецкий физик Макс Планк, в честь которого названы эти невообразимо малые величины, в 1900 году выдвинул идею квантования энергии и в целом считается отцом квантовой механики.

Противоречие между теорией гравитации и квантовой механикой в нашу эпоху не приводит ни к каким практическим осложнениям, потому что инструменты и принципы этих теорий применяются к совершенно разным классам задач. Однако поначалу, в планковскую эру, большое было маленьким, и мы подозреваем, что эти теории были вынуждены, так сказать, наладить совместную жизнь. Увы, для нас пока остается тайной, какими обетами они обменялись на церемонии бракосочетания, поэтому никакие известные нам законы физики не объясняют сколько-нибудь достоверно поведение Вселенной в тот период.

Тем не менее, мы предполагаем, что к концу планковской эры гравитация вырвалась из объятий остальных, по-прежнему единых сил природы и приобрела независимость, которую так хорошо описывают наши нынешние теории. Перевалив за возраст в 10 –35 секунды, Вселенная продолжала расширяться, концентрированная энергия разбавлялась, а то, что осталось от единых сил, разделилось на две силы: «электрослабую» и «сильную ядерную». Еще позднее электрослабая сила разделилась на электромагнитную и слабую ядерную силы, и получились четыре отдельные силы, которые мы знаем и любим:

• слабое ядерное взаимодействие контролирует радиоактивный распад;

• сильное ядерное взаимодействие связывает атомное ядро;

• электромагнитная сила связывает атомы и молекулы;

• а гравитация – скопления вещества.

Все это время шло непрерывное взаимодействие вещества в виде субатомных частиц и энергии в виде фотонов (не имеющих массы переносчиков энергии света, в равной мере частиц и волн). Во Вселенной было так жарко, что фотоны могли спонтанно преобразовывать энергию в пары частиц вещества и антивещества, которые сразу аннигилировали, возвращая энергию обратно фотонам.

Источник

Астрофизика с космической скоростью, или Великие тайны Вселенной для тех, кому некогда

Нил Деграсс Тайсон

Темное вещество, гравитация, возможность межгалактических полетов и Теория Большого взрыва… Изучение тайн Вселенной подобно чтению захватывающего романа. Но только если вы хорошо понимаете физику, знаете, что скрывается за всеми сложными терминами и определениями. В самых головоломных вопросах науки вам поможет разобраться Нил Деграсс Тайсон — один из самых авторитетных и в то же время остроумных астрофизиков нашего времени. Он обладает особым даром рассказывать о сложнейших научных теориях понятно, интересно и с юмором. Новая книга Нила Тайсона — это очередное захватывающее путешествие в мир современной науки. Вы узнаете о самых последних открытиях, сможете проследить секунда за секундой рождение Вселенной, узнаете новейшие данные о темной материи и происхождении Земли. И чтобы понять все это, вам не понадобится никакого специального образования: достаточно даже слегка подзабытого курса средней школы и любопытства. А закрыв эту книгу, вы поймете, что астрофизика не так сложна, как казалось! Это полезное и увлекательное чтение для всей семьи. Читайте, чтобы не отстать от научно-технического прогресса.

Планетарии всех стран, объединяйтесь!

Нил Деграсс Тайсон — не просто популяризатор, он суперпопуляризатор, знаменосец с поднятым забралом в авангарде науки, максимально интерактивная публичная персона, открытое человеческое лицо астрофизики. «Дружелюбный интерфейс» у меня какой-то вышел, а не учёный, но, думаю, он бы не обиделся. Тайсон известен не столько как PhD по физике, и не только как директор шикарного нью-йоркского планетария, автор книг и ведущий просветительских передач об устройстве Вселенной. В то время, как многие представители сакральных естественнонаучных ремёсел с трудом и неохотой покидают свои высокие сферы, чтоб найти понятные слова для профанов и объяснить, чем же они всё-таки занимаются, зачастую предоставляя это поле около- и не очень научным журналистам и компиляторам, — Нил с лёгкостью нужные слова подбирает, не стесняясь упаковывать весь кластер ведущих современных теорий и проблем под обложку книжки-малышки с картинками, не считает чем-то недостойным обладателя серьёзной научной степени сыграть самого себя в сериале, например, «Звёздные врата», вступить в идиотскую переписку с Раджешем Кутрапали из «Теории Большого взрыва» и побродить по комиксам DC в качестве персонажа, помогая Кларку Кенту отыскать родной Криптон вблизи подходящего красного карлика. Он прототип толстяка Кливленда из одноименного adult swim шоу, он, нацепив ковбойскую шляпу, приходит потрепаться о плоскоземельцах в студию комика Джо Рогана, он периодически взрывает твиттер сообщениями типа: «On this day long ago, a child was born who, by age 30, would transform the word. Happy Birhday Isaac Newton b. Dec 25, 1642» — на что, конечно, сыплются комментарии: «Тайсон троллит христиан под Рождество» — это да, есть немного, но ведь вполне безобидно, неконфликтно троллит — и ни один самый упёртый креационист не может утверждать, будто Ньютон в этот день не рождался и представлений о мире не менял в соответствующем возрасте.

В отличие от грозного Докинза, его метод не в том, чтобы низводить и курощать противников и устраивать охоту на ведьм, а в том, чтобы находить сторонников, делать науку ближе и доступнее, и для себя Тайсон оговаривает пути отступления, мол, не атеист я, агностик, такой же, как многие, и знаю, в основном, что ничего не знаю, ну и кой-что ещё (почти всё возможное) за квантовую механику, структуру атомов и галактик, спектральный анализ, рождение и смерть звезд, кварки и квазары, экзопланеты и гамма-излучение, темную материю и не менее тёмную энергию, теорию относительности — как общую, так и специальную, — а также струн, петлевой гравитации и мультиверса — сейчас расскажу в двух словах, увлекательно, с нехитрым юмором домашней заготовки призывая не путать космологию с косметологией. Цирк с конями, скажет кто-нибудь, дешёвый популизм, чистой воды шоу-бизнес. Не скажите. Многие учёные признаются, что успешную карьеру в археологии или палеонтологии начали с просмотра фильмов Спилберга, и пусть им не приходится теперь то и дело удирать от катящихся камней в компании красоток или выращивать в пробирке домашних рапторов — выбором своим они всё же довольны и для науки делают немало. И, без сомнения, поп-наука в исполнении Нила Деграсса Тайсона способна подтолкнуть юные умы в направлении далёких звёзд, расшевелить умы закостеневшие, структурировать знания типа «слышал звон» для умов рассеянных и примирить умы модели «яжгуманитарий» не только с наличием в мире законов физики, но также с их непреложностью и красотой. Тем более, что дедовский метод вовлечения — поднял глаза к ночному небу, узрел бездну, спросил себя, что это там такое светится, зачем подмигивает, как устроено, и при чём тут я— безнадёжно устарел и работает с перебоями — городская засветка, все дела.

К слову, про засветку. В случае со звёздами науки она имеет свои закономерные нюансы: так, резонансное «Дело о закрытии Плутона» в общественном сознании напрямую связано с громким именем Тайсона, проводившего в масс-медиа грамотную, но несколько антипатриотичную, кампанию по лишению планетарного статуса единственной «американской планеты» в Солнечной системе, про Майка же Брауна & Co., которые и занимались непосредственно дотошным изучением транснептуновых объектов, проглядели все глаза в телескопы и нечёткие снимки, сделали всю работу и соответствующие выводы — мало кто вспоминает. Но это так, лирика. Вернёмся к физике и тому, что на этот раз прописал доктор для наилучшего её усвоения.

Название у книги хорошее, суть отражает — внутри ёмкий, поджарый, стремительный, но не обезвоженный до перечисления сухих фактов и цифр текст (ни одной формулы, кроме неизбежной E = mc2, мной также не обнаружено), картина мироздания с точки зрения флагманских теорий нарисована красочно, объёмно, объяснена на пальцах, очень простым языком, этакий вселенский ликбез (предположу, что книгу можно запросто зачитывать вслух учащимся средней, и не обязательно физико-математической, школы, и даже знаю, с какой интонацией произносить: «Зараза был этот Эйнштейн», чтоб дети порадовались) Здесь нет особых оглядок на вариации и разменивания по мелочи, а тем более ссылок на какие-либо маргинальные мнения, способные увести от генеральной линии: описание известной нам Вселенной начинается с момента, когда всё вещество и вся энергия содержались «в объёме, размером меньше одной миллионной объема точки, завершающей это предложение», продолжается последовательным рассказом о формировании и взаимодействии большого и малого и непреходящих трудностях создания единой и неопровержимой теории квантовой гравитации (сведения из этой части довольно сложно применить по случаю в светской беседе, как то советует Тайсон, но вот, что название кваркам дали чайки из джойсовских «Поминок по Финнегану», что химический элемент эйнштейний открыли, ковыряясь на радиоактивной помойке или, что мы -таки — ура! — живём на диске, если иметь в виду галактику Млечный Путь — это пожалуйста) и завершается размышлениями о возможности существования среди ста миллиардов галактик планеты, где люди ещё могли бы пожить, если с этой что-то пойдёт не так. Если вы вдруг в теме, внимательно следите за современной наукой и делаете ставки на физические открытия, то ловить, в принципе, вам тут нечего — ну разве что инсайдерскую информацию, что ставить лучше на то, что загадочное тёмное вещество состоит из ещё неоткрытых частиц-призраков, взаимодействующих с прочим веществом только гравитационно, а не на то, что это, например, воздействие сил из других измерений. Если нет — попробуйте всё же прочитать эту короткую, бодрую и вдохновляющую книгу и, возможно, вам однажды захочется большего. Ставки велики.

ДП-2018 Декабрьское основное «Кокарды и исподнее»
Нон-фикшн 2018

Источник