Вселенная руководство по эксплуатации как выжить среди черных дыр

Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности

УДК 53 ББК22 Г60

Г60 Вселенная. Руководство по эксплуатации. Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности / Дэйв Голдберг, Джефф Бломквист. — М.: ACT, 2010. —416 с.

Книга «Вселенная. Руководство по эксплуатации» — идеальный путеводитель по самым важным — и, конечно, самым упоительным — вопросам современной физики: «Возможны ли путешествия во времени?», «Существуют ли параллельные вселенные?», «Если вселенная расширяется, то куда она расширяется?», «Что будет, если, разогнавшись до скорости света, посмотреть на себя в зеркало? », «Зачем нужны коллайдеры частиц и почему они должны работать постоянно? Разве в них не повторяют без конца одни и те же эксперименты?». Юмор, парадоксальность, увлекательность и доступность изложения ставят эту книгу на одну полку с бестселлерами Г. Перельмана, С. Хокинга, Б. Брайсона и Б. Грина! Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука, — от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук!

Дайв Голдберг, Джефф Бломквист

ВСЕЛЕННАЯ.

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности

Научный редактор: А. М. Красильщиков, к. ф.-. наук Художественный редактор: С, Ващенок

Подписано в печать 10.02,10. Формат 84х108/ 32.

Усл. печ. л. 21,84. Доп. тираж 5 000 эй. Заказ № 0970.

ООО «Издательство ACT»

141100, Россия, Московская обл., г.Щелково, ул. Заречная,д. 96.

Наши электронные адреса: WWW.АST.RU E-maiclass=»underline» astpub@ahа.ru

Бродоцкая A., 2009

ООО *Издательство ACT*, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. 10

I. Почему нельзя определить, с какой скоростью плывет корабль в тумане? . 24

II. С какой скоростью летит луч света, если бежишь рядом с ним. 31

III. Если летишь в звездолете со скоростью, близкой к скорости света, какие ужасы ждут тебя по возвращении. 37

IV. Можно ли развить скорость света (и поглядеть на себя в зеркало). 42

V. А разве относительность не придает атомам бесконечную энергию. 46

Глава 2. КВАНТОВЫЕ СТРАННОСТИ. 54

I. Из чего состоит свет — из крошечных частиц или из большой волны. 61

II. Можно ли изменить реальность, если просто смотреть на нее. 66

III. Что же такое, в самом деле, электроны, если их как следует рассмотреть. 71

IV. Не квантовая ли механика виновата в том, что я постоянно все теряю? . 76

V. Можно ли взять и построить телепортатор, как в «Звездном пути»? . 84

VI. Если в лесу падает дерево и никто этого не слышит, производит ли оно грохот. 88

Копенгагенская интерпретация. 91

Причинная интерпретация. Бом-бом-бом. 95

Интерпретация «множественных миров». 98

Глава 3. СЛУЧАЙНОСТЬ. 101

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда. 105

II. Что такое радиоуглеродный метод датировки? . 114

III. А нельзя ли считать, что Господь играет со Вселенной в кости. 119

Источник

Вселенная руководство по эксплуатации как выжить среди черных дыр

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности

Если бы такая книга попала мне в руки в детстве, у меня была бы другая профессия!»

«Эта книга — для тех, у кого нет специального образования, зато есть мозги и неуемное любопытство. Современная физика подана в ней как стройная система, описанная легко, весело, понятно и даже с картинками — и безо всяких формул!»

«Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука и ее достижения,— от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук.»

И чем Вы занимаетесь?

Занятия физикой обрекают на одиночество.

Только представьте себе: вы летите на самолете и сосед спрашивает, кто вы по профессии. Вы отвечаете, что физик. С этой минуты беседа может пойти по двум направлениям. В девяти случаях из десяти с уст собеседника срывается нечто вроде: «Боже мой, как же я ненавидел физику в школе!»[1]После чего остаток перелета (вечеринки, поездки в лифте, романтического свидания) вы будете извиняться за эмоциональную травму, которую физика, по всей видимости, нанесла вашему, так сказать, давнему знакомому.

Подобные случайные беседы зачастую выявляют, что к областям точных и естественных наук принято относиться с этаким веселым презрением. Фраза: «Ах, я ничего не смыслю в алгебре!» произносится прямо-таки хвастливым тоном, каким никогда не скажут: «Да я и читать-то толком не умею». Но почему?!

Физика незаслуженно считается наукой трудной, непрактичной и занудной. Трудная? Возможно. Непрактичная? Разумеется, нет. Более того, если пытаться «продать» физику широкой публике, почти всегда речь заходит о том, как с ее помощью строить мосты или запускать ракеты, то есть о том, каким образом физика служит фундаментом для техники и химии.

А как насчет занудства? Тут то и возникает главный вопрос. Как нам представляется, проблема в том, что практическая сторона физики выпячивается в ущерб интересной. Даже люди технического склада вроде инженеров или программистов обычно не идут дальше механики и электромагнетизма, а ведь там-то и начинается самое веселье. И очень жаль, ведь, откровенно говоря, в последние годы сделано удручающе мало сенсационных открытий в области физики блоков и рычагов.

Враждебное отношение к физике, похоже, крепко укоренилось в обществе, поэтому стало трудно вести дискуссии, не изнуряя слушателей. Затевая беседу о науке со «штатским*, мы, проповедники и пропагандисты физики, часто чувствуем, что пытаемся заставить человека есть полезные овощи и подводим под это какую-то рациональную базу. Мы никогда не начинаем разговор о физике со слов «Это же так весело и интересно!», а почти всегда говорим: «Это же так нужно и полезно», отчего, конечно, все веселье тут же и улетучивается.

В эпоху, когда постоянно появляются новые технологии, необходима всеобщая фундаментальная научная грамотность. С другой стороны, чтобы понимать науку, не нужно дополнительно получать пятилетнее высшее образование. Чтобы понимать, в чем состоит суть революционных открытий в квантовых вычислениях или космологии, совсем не требуется подробно знать, как устроена физика. Однако важно понимать, почему эти открытия так важны и как они способны воздействовать на технологию и на нашу жизнь.

И дело не в том, что людям просто надо понимать конкретную теорию. Физика — главная индуктивная наука на свете, и если человек научится пони

мать, как эта наука развивается, он сможет принимать куда более разумные решения по самым разным вопросам — от глобального потепления до «теории разумного замысла». Нам представляется, что мы лучше других умеем возражать тем, кто с нами не согласен, не просто настойчивым «нет», а доказанными фактами.

В частности, в США положение с обучением математике и точным наукам просто катастрофическое — школьники показывают результаты гораздо ниже среднего по сравнению с другими развитыми странами. Но в этом нельзя винить только подростков, их учителей или, если уж на то пошло, программу всеобщего среднего образования.

На самом деле эта проблема куда шире, она затрагивает все стороны жизни. Просто у школьников она проявляется ярче всего — ведь не станешь же задавать пятидесятилетним дядям и тетям наукообразные вопросы вроде «У тебя десять кур, пять ты съел, на сколько у тебя подскочит холестерин?». Бели посмотреть с точки зрения так называемой проблемы практического применения, вся прикладная математика кажется полным абсурдом. В каждом классе находится множество детей, которые поднимают руки и спрашивают: «Скажите, а в жизни мне алгебра когда-нибудь понадобится? » — и делают вывод, что единственная цель изучения этого предмета заключается в хороших оценках.

Джон Аллен Паулос в своей великолепной серии книг пишет об эпидемии «арифметической неграмотности», а в ряде интереснейших эссе, которые обычно не попадаются школьникам и студентам, пытается развить у читателей способность критически воспринимать численные концепции и показать (по нашему мнению, успешно), что математика интересна отнюдь не только своими практическими приложениями вроде подведения баланса ежемесячных расходов или проверки сдачи в магазине.

Возможно, вы уже успели убедиться на опыте, что в физике существует такой же разрыв между практикой и сенсацией. Сухие курсы механики вполне способны отвратить от физики, но научная фантастика, газетные статьи о крупных открытиях или последние снимки с космического телескопа «Хаббл» привлекают к ней снова.

Однако в научной фантастике и газетных статьях редко идет речь о сенсационных прорывах в области физики наклонной плоскости.

Нет — если уж публику что-то волнует, это, скорее всего, открытия, касающиеся эволюции Вселенной, или масштабные эксперименты вроде Большого адронного коллайдера, или сведения о жизни на других планетах. Мы уже говорили, что в девяти случаях из десяти попытки обсудить физику в аэропорту или за коктейлями приводят к тому, что нам таки не дают телефончик и приходится ехать домой в гордом одиночестве, но в оставшемся одном случае происходит настоящее чудо. Бывает и так, что у нас получается не поединок, а диалог. Иногда, очень редко, нам везет и нас усаживают рядом с человеком, у которого или в школе был феноменальный учитель физики, или дядюшка работает в НАСА, или он сам инясенер и считает, что наши ученые занятия — никакая не чушь, а просто милое интеллигентное чудачество.

В таких случаях беседа течет по совершенно иному руслу. Случается, что мы наталкиваемся на человека, которого давно интересовало, как устроена Вселенная, просто он никак не мог сообразить, какие ключевые слова искать в «Википедии». А может быть, в последнем выпуске научно-популярного журнала им попалась интересная заметка и хотелось бы узнать обо всем поподробнее. Вот какие вопросы задавали нам недавно:

• Я слышал, Большой адронный коллайдер создаст такие маленькие черные дыры, которые уничтожат Вселенную. Это правда? (Вот вам лишнее доказательство — как будто их мало,— что физики в коллективном сознании не более чем чокнутые профессора, которые спят и видят, как бы уничтожить Землю.)

• Возможно ли путешествие во времени?

• Существуют ли параллельные вселенные?

• Если Вселенная расширяется, то куда и во что?

• Что будет, если посмотреть на себя в зеркало, когда путешествуешь со скоростью света? Именно такие вопросы в первую очередь и заставили нас в свое время полюбить физику всей душой. Более того, последний вопрос в этом списке задавал даже сам Эйнштейн — и именно этот вопрос стал одним из главных стимулов, побудивших разработать специальную теорию относительности. Иначе говоря, когда мы рассказываем, что мы делаем, то обнаруживаем, что некоторых людей — пусть даже эти люди встречаются крайне редко — интересуют в точности те же аспекты физики, что и нас.

Источник

Дэйв Голдберг — Вселенная.Руководство по эксплуатации

99 Пожалуйста дождитесь своей очереди, идёт подготовка вашей ссылки для скачивания.

Скачивание начинается. Если скачивание не началось автоматически, пожалуйста нажмите на эту ссылку.

Описание книги «Вселенная.Руководство по эксплуатации»

Описание и краткое содержание «Вселенная.Руководство по эксплуатации» читать бесплатно онлайн.

«Если бы такая книга попала мне в руки в детстве, у меня была бы другая профессия!»

Dave Goldberg,

Jeff Blomquist

A USER’S GUIDE TO

THE UNIVERSE

John Wiley & Sons, Inc.

Дэйв Голдберг,

Джефф Бломквист

ВСЕЛЕННАЯ.

Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности

УДК 53 ББК22 Г60

Дайв Голдберг, Джефф Бломквист

ВСЕЛЕННАЯ.

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности

Научный редактор: А. М. Красильщиков, к. ф.-. наук Художественный редактор: С, Ващенок

Подписано в печать 10.02,10. Формат 84х108/ 32.

Усл. печ. л. 21,84. Доп. тираж 5 000 эй. Заказ № 0970.

ООО «Издательство ACT»

141100, Россия, Московская обл., г.Щелково, ул. Заречная,д. 96.

Наши электронные адреса: WWW.АST.RU E-mail: [email protected]а.ru

Бродоцкая A., 2009

ООО *Издательство ACT*, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. 10

I. Почему нельзя определить, с какой скоростью плывет корабль в тумане? . 24

II. С какой скоростью летит луч света, если бежишь рядом с ним. 31

III. Если летишь в звездолете со скоростью, близкой к скорости света, какие ужасы ждут тебя по возвращении. 37

IV. Можно ли развить скорость света (и поглядеть на себя в зеркало). 42

V. А разве относительность не придает атомам бесконечную энергию. 46

Глава 2. КВАНТОВЫЕ СТРАННОСТИ. 54

I. Из чего состоит свет — из крошечных частиц или из большой волны. 61

II. Можно ли изменить реальность, если просто смотреть на нее. 66

III. Что же такое, в самом деле, электроны, если их как следует рассмотреть. 71

IV. Не квантовая ли механика виновата в том, что я постоянно все теряю? . 76

V. Можно ли взять и построить телепортатор, как в «Звездном пути»? . 84

VI. Если в лесу падает дерево и никто этого не слышит, производит ли оно грохот. 88

Копенгагенская интерпретация. 91

Причинная интерпретация. Бом-бом-бом. 95

Интерпретация «множественных миров». 98

Глава 3. СЛУЧАЙНОСТЬ. 101

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда. 105

II. Что такое радиоуглеродный метод датировки? . 114

III. А нельзя ли считать, что Господь играет со Вселенной в кости. 119

Глава 4. СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ . 130

I. Зачем нам вообще нужен ускоритель стоимостью в несколько миллиардов долларов?.134

II. Как открывают субатомные частицы. 142

III. Зачем разным частицам так много разных правил. 147

Сильное взаимодействие . 152

Слабое взаимодействие. 153

IV. Откуда же берутся эти силы. 155

V. Почему я не могу сбросить вес (или массу) до нуля. 164

VI. Как же старина БАК, такой малюсенький, уничтожит такой большой мир? . 170

Ультрасупермегакошмарный сценарий № 1.

Черная дыра заглатывает Землю изнутри . 170

Ультрасупермегакошмарный сценарий № 2.

Образуются страпельки, которые затем сольются в кристалл, отчего весь мир станет странным.То есть странной материей. 173

VII. Удовлетворятся ли физики достигнутым, обнаружив частицу Хиггса. 176

Теория струн. 176

Петлевая квантовая теория гравитации. 179

Приложение А. Полицейский архив.

Досье на фундаментальные частицы. 182

Переносчики взаимодействия. 187

Глава 5. ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЕНИ . 190

I. Можно ли построить вечный двигатель? . 192

II. Реальны ли черные дыры или физики просто выдумали их от скуки. 198

III. Что будет, если упадешь в черную дыру. 204

IV. А можно вернуться во времени назад и купить акции «Майкрософт». 209

V. Так кто же путешествует во времени правильно. 218

«Футурама», сезон 4, эпизод 1. «Розвелл —это то, что хорошо кончается» (2001). 219

«Терминатор» (1985) . 221

VI. Так как же сделать действующую машину времени. 223

Кротовые норы. 223

Космические струны. 228

VII. Так каковы же мои шансы изменить прошлое? ..231

Глава 6. РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ. 236

I. Где находится центр Вселенной? . 242

II. Как выглядит край Вселенной. 246

III. Из чего состоит пустое пространство. 249

IV.Насколько пусто пространство? . 257

V. Где же находится все вещество? . 262

VI. Почему Вселенная ускоряется. 266

VII. Какова форма Вселенной. 272

VIII. Куда расширяется Вселенная? . 276

Глава 7. БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ . 281

I. Почему мы не можем проследить все развитие Вселенной до самого Большого взрыва. 289

Комбинация (t = 380 000 лет). 289

II. Разве Вселенная не наполнена (до половины) антиматерией. 292

III. Откуда берутся атомы. 297

Рождение элементов (t = 1 секунда — 3 минуты) ..297

IV. Каким образом частицы набирают весь свой вес. 303

Золотой век кварков (t = от 10-12 до 10-6 секунды).. 303

V. Существует ли где-нибудь в пространстве-времени твоя точная копия. 306

Инфляция (t = 10-35 секунд). 306

Тайна № 1. Проблема горизонта . 307

Тайна N° 2. Проблема плоского мира . . 309

Решение всех проблем. Теория инфляции. 310

VI. Откуда взялась материя? . 316

VII. Что произошло в самом начале времен? . 319

Что-то вроде Начала Времен (t = 10-43 секунды) . 319

VIII. Что было до начала. 321

Сценарий бесконечной мультивселенной № 1.

Мультивселенная породила сама себя. 324

Сценарий бесконечной мультивселенной № 2.

Это не первая Вселенная. 326

Глава 8. ИНОПЛАНЕТЯНЕ. 329

I. Ну и где они все. 331

II. Сколько существует планет, пригодных

для обитания. 337

III. Долго ли живут разумные цивилизации. 342

IV. Каковы шансы, что на нашей планете

не зародилась бы разумная жизнь. 347

Глава 9. БУДУЩЕЕ . 352

I. Что такое темная материя? . 353

Чем не может быть темная материя. 356

Как мы их находим? . 362

II. Долго ли живут протоны? . 365

Конец материи . 366

Где же он, распад протонов. 368

III. Какова масса нейтрино. 370

Природные фабрики нейтрино . 370

Вселенная руководство по эксплуатации как выжить среди черных дыр

Вселенная руководство по эксплуатации как выжить среди черных дыр

Вселенная руководство по эксплуатации как выжить среди черных дыр

Дэйв Голдберг — Вселенная.Руководство по эксплуатации

Описание книги «Вселенная.Руководство по эксплуатации»

Похожие книги на «Вселенная.Руководство по эксплуатации»