Мичио каку параллельные миры «софия» 2 0 0 8 Об устройстве мироздания, высших измерениях и булушем. Космоса. icon

Мичио каку параллельные миры «софия» 2 0 0 8 Об устройстве мироздания, высших измерениях и булушем. Космоса.


Смотрите также:
Мичио каку параллельные миры «софия» 2 0 0 8 Об устройстве мироздания...
Мичио каку параллельные миры «сосриЯ» ^ 2 0 0 8 Об устройстве мироздания...
Тоннель
Об устройстве Мира...
Параллельные миры Иоанна Охлобыстина, или Открытое сердце...
Аннотации к фильмам и программам телевизионного канала рен тв на неделю с 3 по 9 октября 2011...
Геннадий Муриков параллельные миры постмодернизм. Россия. ХХ i век...
А. Г. Гачевой и С. Г. Семеновой...
София
С. Э. Воронин Тайны мироздания в современной науке и религии...
С. Э. Воронин Тайны мироздания в современной науке и религии...
Метрология наука об измерениях...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
скачать






MICHIO KAKU












PARALLEL
WORLDS





AJOURNEY THROUGH
/ CREATION, HIGHER DIMENSIONS,
AND THE FUTURE OF THE COSMOS































DOUBLEDAY

New York London Toronto Sydney Auckland

^ МИЧИО КАКУ


ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ

МИРЫ

«СОФИЯ» 2 0 0 8


Об устройстве мироздания,
высших измерениях
и булушем Космоса




УДК 524
ББК 22.6
К16

Перевод с английского М. Кузнецовой


Каку Мичио

К16 Параллельные миры: 06 устройстве мироздания, высших измерениях и будущем Космоса / Перев. с англ. — М.: ООО Издательство «София», 2008. —416 с.

ISBN 978-5-91250-520-1

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. Наконец, Мичио Каку — японец, воспитывавшийся в буддийской религии. И он умеет передать читателю свое чисто восточное спокойное восхищение совершенством нашего огромного Мироздания.

УДК 524
ББК 22.6


©200SbyMichioKaku
Parallel Worlds

A Journey Through Creation, Higher Dimensions, and the Future of the Cosmos


Все права зарезервированы, включая право на полное или частичное
воспроизведение в какой бы то ни было форме.

ISBN 978-5-91250-520-1

© «София», 2008

© ООО Издательство «София», 2008

Содержание


Благодарности 8

Вступление 12

^ Часть I. Вселенная 15

Глава 1

Детские фотографии Вселенной 16

Глава 2

Парадоксальная Вселенная 37

Глава 3

Большой Взрыв 61

Глава 4

Расширение и параллельные вселенные 94

Часть11.Мультивселенная 129

Глава 5

Порталы в другие измерения и путешествие

во времени 130

Глава 6

Параллельные квантовые вселенные 169

Глава 7

М-теория: мать всех струн 207

Глава 8

Спроектированная вселенная? 272

Глава 9

В поисках эхо-сигналов из одиннадцатого измерения... 289

^ Часть III. Побег в гиперпространство 321

Глава 10

Конец всего 322

Глава 11

Побег из нашей вселенной 340

Глава 12

За пределами Мультивселенной 383

Примечания автора 403


Эта книга посвящается моей любящей жене Сидзуэ.

Благодарности

Яхотел бы поблагодарить ученых, которые были столь любезны,
что уделили мне время для беседы. Их комментарии, замечания
и идеи в значительной степени обогатили эту книгу и придали ей
большую глубину и ясность. Вот их имена:

  • Стивен Вайнберг, нобелевский лауреат, Техасский универси-
    тет

  • Остин Мюррей Гелл-Манн, нобелевский лауреат, Институт
    Санта-Фе и Калифорнийский технологический институт

  • Леон Ледерман, нобелевский лауреат, Технологический инсти-
    тут Иллинойса

  • Джозеф Ротблат, нобелевский лауреат, Госпиталь святого
    Бартоломью (на пенсии)

  • Уолтер Гилберт, нобелевский лауреат, Гарвардский универси-
    тет

  • Генри Кендалл (ныне покойный), нобелевский лауреат, Масса-
    чусетский технологический институт

  • Алан Гут (Гус), физик, Массачусетский технологический ин-
    ститут

  • Сэр Мартин Рис, Королевский астроном Великобритании,
    Кембриджский университет

  • Фриман Дайсон, физик, Институт передовых исследований,
    Принстонский университет

  • Джон Шварц, физик, Калифорнийский технологический ин-
    ститут

  • Лиза Рэндалл, физик, Гарвардский университет

  • Дж. Ричард Готт III, физик, Принстонский университет

  • Нил де Грасс Тайсон, астроном, Принстонский университет и
    Планетарий Хейдена

  • Пол Дэвис, физик, Университет Аделаиды

  • Кен Кросвелл, астроном, Калифорнийский университет,
    Беркли

  • Дон Голдсмит, астроном, Калифорнийский университет,
    Беркли

  • Брайан Грин, физик, Колумбийский университет

  • Кумрун Вафа, физик, Гарвардский университет

  • Стюарт Сэмьюэл, физик, Калифорнийский университет,
    Беркли

  • Карл Саган (ныне покойный), астроном, Корнеллский универ-
    ситет

  • Дэниэл Гринбергер, физик, Городской колледж Нью-Йорка

  • В. П. Нэйр, физик, Городской колледж Нью-Йорка

  • Роберт П. Киршнер, астроном, Гарвардский университет

  • Питер Д. Уорд, геолог, Вашингтонский университет

  • Джон Бэрроу, астроном, Сассекский университет

  • Марша Бартушек, научный журналист, Массачусетский техно-
    логический институт

  • Джон Касти, физик, Институт Санта-Фе

  • Тимоти Феррис, научный журналист

  • Майкл Лемоник, научный обозреватель, журнал «Тайм»

  • Фульвио Мелиа, астроном, Университет Аризоны

  • Джон Хорган, научный журналист

  • Ричард Мюллер, физик, Калифорнийский университет, Беркли

  • Лоренс Краусс, физик, Университет Западного резервного
    района

  • Тед Тэйлор, проектировщик атомных бомб

  • Филип Моррисон, физик, Массачусетский технологический
    институт

  • Ханс Моравек, робототехник, Университет Карнеги-Меллона

  • Родни Брукс, робототехник, Лаборатория искусственного
    интеллекта, Массачусетский технологический институт

  • Донна Ширли, астрофизик, Лаборатория реактивного движе-
    ния

  • Дэн Вертхаймер, астроном, SETI@home, Калифорнийский
    университет, Беркли

  • ПолХоффман, научный журналист, журнал «Дискавер»

  • Френсис Эверитт, физик, Гравитационный Зонд Б, Стэнфорд-
    ский университет

  • Сидни Перковиц, физик, Университет Эмори

А вот имена ученых, которым я бы хотел выразить благодарность
плодотворные дискуссии на физические темы:

  • Т. Д. Ли, нобелевский лауреат, Колумбийский университет

  • Шелдон Глэшоу, нобелевский лауреат, Гарвардский университет

  • Ричард Фейнман (ныне покойный), нобелевский лауреат,
    Калифорнийский технологический институт

  • Эдвард Виттен, физик, Институт передовых исследований,
    Принстонский университет

  • Джозеф Ликкен, физик, лаборатория Ферми

  • Дэвид Гросс, физик, Институт Кавли, Санта-Барбара

  • Фрэнк Вильчек, Калифорнийский университет, Санта-
    Барбара

  • Пол Таунсенд, физик, Кембриджский университет

  • Питер ван Ньювенхойзен, физик, Государственный универси-
    тет Нью-Йорка, Стоуни-Брук

  • Мигель Вирасоро, физик, Университет Рима

  • Бундзи Сакита (ныне покойный), физик, Городской колледж
    Нью-Йорка

  • Эшок Дэс, физик, Университет Рочестера

  • Роберт Маршак (ныне покойный), физик, Городской колледж
    Нью-Йорка

  • Фрэнк Типлер, физик, Университет Тулейна

  • Эдвард Трайон, физик, колледж Хантера

  • Митчелл Бегелман, астроном, Университет Колорадо

Я хотел бы также поблагодарить Кена Кросвелла за его многочис-
ленные комментарии к моей книге.

И еще я хочу выразить благодарность моему редактору, Роджеру
Шоллу, который мастерски отредактировал две мои книги. Его твер-
дая рука во многом улучшила эти книги, а его комментарии всегда
помогали разъяснить и углубить содержание и презентацию моих
книг. И наконец, я бы хотел поблагодарить своего агента, Стюарта
Кричевского, который занимался продвижением моих книг на про-
тяжении всех этих лет.

Вступление

Космология изучает Вселенную как единое целое, в том числе
. ее рождение и, возможно, ее конечную судьбу. Неудивительно,
что эта наука претерпела множество трансформаций в ходе своего
медленного и нелегкого развития, — развития, которое часто омра-
чалось религиозными догмами и предрассудками.

Первый переворот в истории космологии был связан с изобре-
тением телескопа в XVII в. При его помощи Галилео Галилей, осно-
вываясь на работах выдающихся астрономов Николая Коперника и
Иоганна Кеплера, впервые приблизил к нам величие небес и сделал
их предметом серьезных научных исследований. Кульминацией раз-
вития космологии на раннем этапе стали работы Исаака Ньютона,
который сформулировал фундаментальные законы, управляющие
движением небесных тел. Эти законы больше не рассматривались как
некое волшебство или мистика — стало ясно, что на все тела действу-
ют силы, которые можно измерить и подсчитать.

Начало второго переворота в истории космологии было по-
ложено изобретением больших телескопов, таких, как телескоп в
обсерватории Маунт Уилсон с огромным рефлектором диаметром
в 250 см. В 1920-е годы при помощи этого гигантского телескопа
астроном Эдвин Хаббл опроверг вековые догмы, гласившие, что
Вселенная неизменна и вечна: он показал, что галактики удаляются
от Земли с невероятными скоростями — то есть что Вселенная рас-
ширяется. Это подтвердило результаты общей теории относитель-
ности Эйнштейна, в которой архитектура пространства-времени
представала отнюдь не плоской и линейной, а динамичной и искрив-

Вступление 13

ленной. Это дало возможность выдвинуть первое правдоподобное
объяснение происхождения Вселенной, которое заключалось в том,
что Вселенная возникла в результате катастрофического взрыва,
получившего название «Большой Взрыв». Он разбросал звезды и
галактики в разные стороны. Новаторская работа Джорджа Гамова и
его коллег по теории Большого Взрыва, а также работа Фреда Хойла,
посвященная происхождению химических элементов, способство-
вали выстраиванию общей картины эволюции Вселенной.

В настоящее время происходит третий переворог. Он начался
около пяти лет назад и был вызван появлением целого арсенала
новых высокотехнологичных приборов, таких, как космические
спутники, лазеры, детекторы гравитационных волн, рентгеновские
телескопы и высокоскоростные суперкомпьютеры. На данный
момент мы располагаем самыми надежными сведениями о природе
Вселенной, включающими ее возраст, состав и, возможно, даже ее
будущее и окончательную гибель.

Сейчас астрономы понимают, что Вселенная стремительно рас-
ширяется, бесконечно ускоряя это движение и постепенно становясь
все холоднее и холоднее. Если этот процесс будет продолжаться,
то мы столкнемся с перспективой «Большого Охлаждения», когда
Вселенная погрузится во тьму и холод, а вся разумная жизнь погиб-
нет.

Данная книга посвящена именно этому третьему перевороту. Она
отличается от моих предыдущих книг по физике «За пределами науч-
ной мысли Эйнштейна» (Beyond Einstein) и «Гиперпространство»
(Hyperspace), которые помогли представить широкой публике новые
концепции дополнительных измерений и теории суперструн. В кни-
ге «Параллельные миры» я уделяю основное внимание не проблеме
пространства-времени, а революционным изменениям в космоло-
гии, происшедшим за последние несколько лет. В разработке этой
темы я опираюсь на новые данные, полученные учеными всего мира
из самых отдаленных уголков космоса, а также на новейшие открытия
теоретической физики. Мне очень хотелось, чтобы книгу легко было
читать и понимать без предварительного введения в физику или кос-
мологию.

В первой части я акцентирую внимание на изучении Вселенной,
вкратце освещая достижения ранних этапов космологии, кульмина-

ционной точкой которых стало появление теории инфляционного
расширения Вселенной. Эта теория представляет на настоящий
момент самую передовую формулировку теории Большого Взрыва.
Часть вторая посвящена исключительно зарождающейся теории
Мультивселенной — мира, состоящего из множества вселенных,
где наша является лишь одной из многих, — кроме того, в ней рас-
сматривается возможность существования порталов-червоточин,
пространственных и временных водоворотов и возможная связь
между ними через дополнительные измерения. Теория суперструн
и М-теория стали первым крупным достижением после основопола-
гающей теории Эйнштейна. В этих теориях содержатся дальнейшие
доказательства того, что наша Вселенная — лишь одна из многих.
И наконец, в третьей части рассказывается о Большом Охлаждении
и о том, каким представляют ученые конец нашей Вселенной. Я также
веду серьезный, хоть и гипотетический разговор о том, каким обра-
зом в отдаленном будущем, триллионы лет спустя, высокоразвитая
цивилизация могла бы использовать законы физики, чтобы покинуть
нашу Вселенную и начать процесс возрождения в другой, более
гостеприимной вселенной или вернуться назад — в то время, когда
Вселенная была теплее.

Поток новых данных, которые мы получаем в настоящий момент,
современная техника, такая, как космические спутники, способные
сканировать небо, новые детекторы гравитации, а также близящееся
завершение строительства новых ускорителей частиц размером с
город, дают физикам уверенность в том, что мы вступаем в золотой
век космологии. Словом, это благодатное время для физиков и всех,
кто пускается на поиски знаний о происхождении и судьбе нашей
Вселенной.

^ ЧАСТЬ I


ВСЕЛЕННАЯ

ГЛАВА 1


Детские фотографии Вселенной


Поэт лишь желает подняться головой к небесам. Логик же пытается затолкать небеса к себе в голову. Его-то голова и раскалывается.

^ Г. К. Честертон

Вдетстве я испытывал внутренний дискомфорт, связанный с тем,
что я и мои родители исповедовали разные религии. Родители
были воспитаны в буддийских традициях. Я же каждую неделю ходил
в воскресную школу, где с увлечением слушал библейские сказания о
китах, ковчегах, соляных столпах, ребрах и яблоках. Я был очарован
этими притчами Ветхого Завета, в воскресной школе мне нравились
именно они. Эти притчи о великих потопах, пылающих кустах и рас-
ступающихся пучинах увлекали меня гораздо сильнее буддийских
песнопений и медитаций. По сути, эти древние сказания о героизме
и вселенской трагедии ярко иллюстрировали глубокие моральные
принципы; уроки этики, вынесенные из них, остались со мной на
всю жизнь.

Тогда мы как раз изучали Книгу Бытия. Читать о Боге, громоглас-
но вещающем с небес «Да будет Свет!», было намного интереснее,
чем безмолвно медитировать, погрузившись в размышления о гряду-
щей Нирване. Из наивного любопытства я спросил нашу учительни-
цу: «А была ли у Бога мать?» Обычно она отвечала на вопросы без
малейшей запинки, у нее всегда имелась под рукой притча с глубокой
моралью. Однако на этот раз оказалось, что я захватил ее врасплох.

  • Нет, — ответила она с ноткой сомнения. — Наверное, у Бога
    не было матери.

  • Но тогда откуда же взялся сам Бог? — спросил я.

Она смущенно пробормотала, что проконсультируется по этому
вопросу со священником.

Мне и невдомек было, что я случайно коснулся одного из труд-
нейших вопросов теологии. Я был озадачен, потому что в буддизме
Бога-Творца просто не существует, есть лишь вечная Вселенная без
начала и без конца. Какое-то время спустя, начав изучать великие
мифологии мира, я узнал о существовании двух космологических
концепций. Первая основывалась на представлении о том, что Бог
создал Вселенную за одно мгновение, вторая же утверждала, что
Вселенная была и пребудет вечно.

«Не может же и то, и другое быть верным», — думал я.

Позднее я обнаружил, что сходные мотивы пронизывают пре-
дания и в других культурах. Например, в китайской мифологии вна-
чале было космическое яйцо. Бог-ребенок Пань-гу чуть ли не целую
вечность находился внутри яйца, которое покачивалось на волнах
безграничного моря Хаоса. Когда же наконец Пань-гу вылупился
из яйца, он стал стремительно расти, прибавляя в росте более трех
метров в день, так что верхняя половинка яичной скорлупы стала
небесным сводом, нижняя же — земной твердью. Через 18 тысяч
лет Пань-гу умер, дав начало нашему миру: кровь его стала реками,
глаза — Солнцем и Луной, а голос — громом.

В мифе о Пань-гу повторяется идея, встречающаяся во многих
других религиях и древних мифологиях, — о том, что Вселенная
начала свое существование creatio ex nihilo (будучи сотворенной
из ничего). В греческой мифологии Вселенная возникла из Хаоса
(в сущности, само слово «хаос» происходит от греческого слова,
означающего «бездна»). Эта пустота, лишенная каких-либо четких
черт, часто представляется как некий Океан, например в вавилон-
ской и японской мифологиях. Тот же мотив прослеживается в
древнеегипетской мифологии, где бог солнца Ра появляется из яйца,
покачивающегося на волнах Океана. В полинезийских мифах вме-
сто космического яйца фигурирует скорлупа кокоса. В верованиях
майя эта история подавалась в варианте, где Вселенная однажды
возникла, но через каждые пять тысяч лет она умирает, чтобы воз-

рождаться вновь и вновь, повторяя бесконечный цикл рождений и
разрушений.

Эти мифы creatio ex nihilo представляют собой ярко выраженный
контраст с космологией буддизма и некоторых форм индуизма.
В мифологиях этих религий Вселенная вечна, она не имеет ни начала,
ни конца. Есть различные уровни существования, высшим из кото-
рых является Нирвана, уровень вечный, достичь которого можно
лишь при помощи медитации. В индуистской Махапуране написано:
«Если Бог создал мир, то где же Он был до Создания?.. Знайте, что
мир не был создан, равно как не было создано время, они не имеют
ни начала, ни конца».

Эти мифологии противоречат друг другу, не находя компромис-
са. Они взаимоисключающи: либо у Вселенной было начало, либо его
не было. Очевидно, что здесь отсутствует возможная точка сопри-
косновения.

Однако сегодня, кажется, зарождается некое разрешение этого
спора, приходящее из совершенно нового мира — мира науки. Его
предлагают последние поколения мощных научных приборов и
аппаратов, способных летать в открытом Космосе. Объясняя проис-
хождение мира, древняя мифология основывалась лишь на мудрости
рассказчика. Сегодня ученые, активно используя космические спут-
ники, лазеры, детекторы гравитационных волн, интерферометры,
высокоскоростные суперкомпьютеры, а также Интернет, совершили
мощный прорыв в науке. Тем самым они революционизировали
наше понимание Вселенной и представили нам самую убедительную
из когда-либо существовавших точку зрения на ее возникновение.

Таким образом, на основе полученных новых данных постепен-
но происходит великий синтез двух противостоящих мифологий.
Возможно, предполагают ученые, мир рождается многократно в
вечном Океане Нирваны. В свете нынешних представлений нашу
Вселенную можно сравнить с пузырьком воздуха, свободно плава-
ющим во вселенском «океане», где постоянно образуются новые
пузырьки. Согласно этой теории, вселенные образуются непре-
рывно, словно пузырьки при кипении воды, и разлетаются по бес-
конечному пространству, гиперкосмической нирване, обладающей
одиннадцатью измерениями. Все больше физиков полагает, что наша
Вселенная действительно появилась в результате огненного ката-

клизма, Большого Взрыва, сосуществуя в вечном Океане с другими
вселенными. Если это так, то Большие Взрывы происходят даже сей-
час, когда вы читаете это предложение.

Физики и астрономы во всем мире строят гипотезы о том, как мо-
гут выглядеть эти параллельные миры, какие законы в них действуют,
откуда они произошли и как в конце концов погибнут. Возможно, па-
раллельные миры пустынны и не содержат неких жизненно важных
компонентов. А возможно, они практически не отличаются от нашей
Вселенной и отделены от нее всего одним существенным событием
оизошедшим или не произошедшим), которое и стало причиной
их различия. По предположениям некоторых физиков, если когда-
нибудь жизнь в существующей ныне Вселенной станет невозможной
из-за ее старения и остывания, может так случиться, что нам придется
ее покинуть и искать прибежища в другой вселенной.

Основанием для этих новых теорий служит огромный при-
ток данных с космических спутников, по мере того как они фото-
графируют останки самого творения. Примечательно, что ученые
сейчас сосредоточиваются на том, что произошло всего лишь через
380 ООО лет после Большого Взрыва, когда «зарево» создания впер-
вые полностью осветило Вселенную. Возможно, наиболее подроб-
ная картина творения была получена с помощью нового аппарата,
который называется WMAP — зонд микроволновой анизотропии
Уилкинсона.


^ Зонд микроволновой анизотропии Уилкинсона

«Невероятно!», «Новая веха!» —так восклицали в феврале 2003 го-
да обычно сдержанные астрофизики, описывая драгоценные данные,
полученные с последнего спутника. Зонд микроволновой анизотро-
пии Уилкинсона (спутник WMAP), названный в честь крупнейшего
астрофизика Дэвида Уилкинсона и запущенный в 2001 году, пред-
ставил ученым беспрецедентно точную и детальную картину ранней
Вселенной, возраст которой не превышал 380 000 лет. Колоссальная
энергия, которая вырвалась из первоначального огненного облака,
давшего начало звездам и галактикам, продолжает циркулировать
в нашей Вселенной уже миллиарды лет. И вот ее засняли на пленку
в мельчайших деталях с помощью микроволнового анизотропного

зонда Уилкинсона. Эта съемка принесла нам невиданную доселе кар-
ту поразительно четкую фотографию неба, на которой можно уви-
деть микроволновое излучение — результат того самого Большого
Взрыва. Журнал «Times» назвал это излучение «эхом творения».
И теперь астрономы всегда будут видеть небо в новом свете.

Джон Бакал из Принстонского института передовых исследова-
ний назвал открытия спутника WMAP своеобразным «ритуалом,
сопровождающим переход космологии от предположений к точной
науке». Впервые данные о раннем периоде истории Вселенной по-
зволили космологам точно ответить на древнейший из когда-либо
заданных вопросов — на вопрос, который озадачивал и интриговал
человечество с тех самых пор, как мы впервые подняли глаза и уви-
дели неземную красоту ночного неба. Каков возраст Вселенной?
Каковы ее параметры? Какая судьба ее ждет?

В 1992 году предыдущий спутник, СОВЕ (космический аппарат
для изучения реликтового излучения), предоставил в наше распоря-
жение первые размытые снимки реликтового излучения, пронизы-
вающего небеса. Полученные беспрецедентные результаты вызвали
и определенное разочарование, поскольку представленная картина
ранней Вселенной была несфокусированной. Это не помешало прес-
се возбужденно окрестить фотографию излучения «ликом Божиим».
Но правильнее было бы сказать, что размытые снимки со спутника
СОВЕ представляли «младенческую фотографию» Вселенной. Если
посчитать сегодняшнюю Вселенную восьмидесятилетним старцем,
то снимки, сделанные спутником СОВЕ (а позднее — зондом микро-
волновой анизотропии Уилкинсона), фиксируют ее «новорожден-
ной», когда ей и дня еще не исполнилось.

Почему же зонд Уилкинсона смог предоставить нам беспреце-
дентные снимки зарождающейся Вселенной? Да потому, что ночное
небо подобно машине времени. Поскольку свет распространяется
с конечной скоростью, мы видим звезды в небе такими, какими они
были когда-то, а не такими, каковы они сейчас. Расстояние от Луны до
Земли свет проходит не мгновенно — ему для этого требуется секун-
да с небольшим; поэтому, когда мы смотрим на Луну, в действительно-
сти мы видим ее такой, какой она была секунду назад- На расстояние
от Солнца до Земли световой луч затрачивает около восьми секунд.
Многие из известных нам звезд настолько далеки от нас, что их све-

товому лучу требуется от десяти до ста лет, чтобы достичь пределов
нашей видимости. (Иными словами, они находятся на расстоянии от
десяти до ста световых лет от Земли. Световой год чуть меньше деся-
ти триллионов километров — именно такое расстояние свет прохо-
дит за год.) Световые лучи из отдаленных галактик достигают Земли
за сотни миллионов, а то и миллиарды световых лет. Таким образом,
они являются источниками «ископаемого» света, при этом некото-
рые из них испустили его еще до появления динозавров. Среди самых
отдаленных объектов, которые мы можем наблюдать с помощью
телескопов, есть так называемые квазары, гигантские «космические
маяки», генерирующие невероятные количества энергии на окраи-
нах видимой Вселенной. Они находятся на расстоянии 12-13 млрд
световых лет от Земли. И вот сегодня зонд Уилкинсона зафиксировал
еще более древнее излучение, «зарево» первоначального Взрыва, в
результате которого возникла наша Вселенная.

Иногда космологи для описания Вселенной используют для ил-
люстрации Эмпайр Стейт Билдинг, возносящийся над Манхэттеном
более чем на сто этажей. С крыши небоскреба тротуары можно
различить с большим трудом. Условимся, что основание небоскреба
представляет собой зону Большого Взрыва. Тогда, если считать, что
мы смотрим с крыши, отдаленные галактики будут находиться на де-
сятом этаже. Квазары, которые еще можно рассмотреть с Земли в те-
лескопы, будут на уровне седьмого этажа. А реликтовое космическое
излучение, измеренное зондом Уилкинсона, поднято над уровнем
тротуара на высоту всего лишь около полутора сантиметров. Таким
образом, зонд Уилкинсона предоставил нам возможность вычислить
возраст Вселенной поразительно точно — с погрешностью всего
лишь в 1 %: 13,7 млрд лет.

Запуск зонда Уилкинсона стал результатом более чем десяти-
летней напряженной работы астрофизиков. Концепция спутника
с зондом Уилкинсона на борту была впервые предложена НАСА в
1995 году и одобрена через два года. 30 июня 2001 года сотрудники
НАСА разместили зонд Уилкинсона на борту ракеты «Дельта II» и
вывели ракету на орбиту между Солнцем и Землей. Тщательно рас-
считанным пунктом назначения стала вторая точка Лагранжа (или
Л2, одна из точек гравитационного равновесия между Землей, Луной
и Солнцем), которая обеспечивает наилучший обзор. В поле обзора

спутника не попадают ни Солнце, ни Земля, ни Луна, благодаря чему
зонд Уилкинсона всегда транслирует четкую картину Вселенной.
Спутник полностью сканирует небо с периодичностью в шесть ме-
сяцев.

Спутник оснащен самой современной аппаратурой. С помощью
встроенных мощных сенсоров он может уловить слабое микровол-
новое излучение, оставшееся после Большого Взрыва. Это излучение
омывает всю Вселенную, но наша атмосфера его в значительной
мере поглощает. Спутник сделан из алюминиевого сплава. Его разме-
ры — 3,8 х 5 м, вес — 840 кг. Спутник снабжен двумя телескопами,
которые фокусируют микроволновое излучение из окружающего
неба, а затем полученные данные передаются на Землю. Для работы
спутнику необходима мощность всего лишь в 419 ватт (что равняет-
ся мощности четырех-пяти стандартных электрических лампочек).
Зонд Уилкинсона располагается на расстоянии 1,5 млн км от Земли,
оставляя далеко за собой все атмосферные колебания, которые скры-
вают слабое микроволновое излучение. Именно благодаря такому
расположению спутник может непрерывно сканировать небо.

Свое первое сканирование неба спутник завершил в апреле 2002
года. Через полгода было завершено и второе полное сканирование.
На сегодняшний день зонд Уилкинсона предоставил нам наиболее
полную и точную из всех когда-либо существовавших карту микро-
волнового излучения. Существование реликтового микроволнового
излучения, обнаруженного и зафиксированного зондом Уилкинсона,
впервые предсказал Георгий (Джордж) Гамов со своими сотрудника-
ми в 1 948 году; они также обращали внимание на то, что это излучение
должно иметь собственную температуру. Зонд Уилкинсона измерил
эту температуру, зафиксировав ее на уровне чуть выше абсолютного
нуля, между 2,7249° и 2,725 Г по шкале Кельвина.

Невооруженному глазу карта неба, отсканированная зондом
Уилкинсона, не покажется интересной: мы увидим лишь беспоря-
дочное скопление точек. Однако некоторые астрономы чуть не
рыдали над этим скоплением точек, поскольку они представляют
из себя флуктуации, или неравномерности, первоначального огнен-
ного катаклизма — Большого Взрыва — сразу после возникнове-
ния Вселенной. Эти крошечные флуктуации подобны «семенам»,
которые буйно разрослись, когда распустился «бутон» Вселенной.

Сегодня из этих крошечных семян «расцвели пышным цветом» га-
лактические скопления и галактики, сверкающие на небесах. Иными
словами, наша Галактика Млечный Путь и все скопления галактик
вокруг были когда-то этими крошечными флуктуациями. Измерив
распределение этих флуктуации, мы поймем происхождение галак-
тических скоплений из этих точек, вытканных на гобелене ночного
неба.



Эта фотография, сделанная спутником WMAIJ представляет «Вселенную в детстве», то есть такую, какой она была всего лишь через 380 ООО лет после своего возникновения. Каждая точка весьма правдоподобно представляет крошечную квантовую флуктуацию, неравномерность в зареве творения. Все они в результате расширения превратились в галактики и галактические скопления, которые мы наблюдаем сегодня.


Сегодня ученые в выдвижении новых теорий не поспевают за
потопом поступающих астрономических данных. В общем, я бы не
согласился с тем, что наступает золотой век космологии. (Как ни
впечатляет зонд Уилкинсона, достижения его покажутся не такими
уж значительными по сравнению со спутником «Планк», который
европейцы собираются запустить в 2007 году. «Планк», как надеют-
ся астрономы, даст нам еще более точные картины микроволнового
реликтового излучения.) Однако мы вполне можем сказать, что кос-
мология наконец вступает в период зрелости. После многолетнего
прозябания в болоте предположений и фантастических гипотез
она выходит из тени точных наук. Исторически так сложилось, что

космологи пользовались несколько подмоченной репутацией.
Ошеломляющая страстность, с которой они излагали свои гранди-
озные теории о возникновении Вселенной, была сравнима со столь
же ошеломляющей бедностью их данных. Недаром нобелевский
лауреат Лев Ландау саркастически отмечал, что «космологи часто
ужасаются, но никогда не сомневаются». Среди ученых-естествен-
ников популярна старая поговорка: «Есть предположения, дальше
идут предположения о предположениях, а еще дальше — космоло-
гия».

В бытность мою студентом-физиком в Гарварде в конце 1960-х
годов я некоторое время лелеял мысль заняться космологией — меня
с детства волновал вопрос о происхождении Вселенной. Однако
знакомство с этой наукой показало ее постыдную примитивность.
Это была вовсе не та экспериментальная наука, где можно проверять
гипотезы при помощи точных приборов, а скорее груда неопреде-
ленных и в высшей степени недоказательных теорий. Космологи
вели жаркие дискуссии о том, возникла ли Вселенная в результате
космического взрыва или же она всегда пребывала в устойчивом со-
стоянии. Но теорий у них всегда было намного больше, чем данных.
Так оно всегда: чем меньше данных, тем жарче споры.

На протяжении всей истории космологии эта нехватка досто-
верных данных приводила к жестоким войнам между астрономами,
затягивавшимся иногда на десятилетия. (В частности, на некоем на-
учном форуме непосредственно перед тем, как Аллан Сэндидж из
обсерватории Маунт Уилсон должен был выступить с докладом о
возрасте Вселенной, предыдущий оратор объявил с сарказмом: «Все,
что вы сейчас услышите, — вранье». А сам Сэндидж, прослышав о
том, что группа ученых-соперников добилась определенного успеха,
прорычал: « Это все полная чушь. Война так война!»)





оставить комментарий
страница1/31
Дата31.08.2011
Размер2.89 Mb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
отлично
  3
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх