Lawrence M. Krauss. A Universe from Nothing / Лоуренс Краусс. Вселенная из ничего.: Chapter 1: A Cosmic Mystery Story: Beginnings

Chapter 1: A Cosmic Mystery Story: Beginnings

arturbayer 16.12.13 в 14:45

Первая загадка, которая присутствует в любом путешествии: как путешественник вообще достиг своей отправной точки?

cosinus 16.12.13 в 17:15

- Луиз Боган, "Путешествие по моей комнате".

cosinus 16.12.13 в 17:19

Была темная и грозовая ночь.

cosinus 16.12.13 в 17:19

В начале 1916 года Альберт Эйнштейн только что закончил величайшую работу всей своей жизни, результат многолетних, напряженных интеллектуальных усилий по выведению новой теории гравитации, которую он назвал общей теорией относительности.

cosinus 16.12.13 в 17:25

Однако это была не просто новая теория гравитации, это также была новая теория пространства и времени.

cosinus 16.12.13 в 17:27

И это была первая научная теория, которая могла объяснить не только то, как объекты движутся во Вселенной, но и как может развиваться сама Вселенная.

cosinus 16.12.13 в 17:28

Однако была одна загвоздка.

cosinus 16.12.13 в 17:30

Когда Эйнштейн начал применять свою теорию к описанию Вселенной в целом, стало ясно, что теория не описывала Вселенную, в которой мы, несомненно, жили.

cosinus 16.12.13 в 17:34

Теперь, почти сто лет спустя, трудно в полной мере оценить, насколько наша картина Вселенной изменилась в течение одной человеческой жизни.

cosinus 16.12.13 в 17:38

В 1917 году научное сообщество считало, что Вселенная была статичной и вечной, и состояла из одной галактики, Млечного Пути, в окружении огромного, бесконечного, темного и пустого космоса.

cosinus 16.12.13 в 17:44

В конце концов, это то, что вы бы предположили, глядя в ночное небо своими глазами или с помощью небольшого телескопа, и в то время было мало оснований полагать иначе.

cosinus 16.12.13 в 17:47

В теории Эйнштейна, как и до этого в теории тяготения Ньютона, гравитация представляет собой просто силу притяжения между всеми объектами.

cosinus 16.12.13 в 17:49

Это означает, что невозможно иметь в пространстве ряд масс, находящихся в покое постоянно.

cosinus 16.12.13 в 17:52

Их взаимное гравитационное притяжение, в конечном счете, приведет их к сжатию, что явно противоречит, казалось бы, статичной Вселенной.

cosinus 16.12.13 в 17:59

Тот факт, что общая теория относительности Эйнштейна явно не согласовывалась с тогдашней картиной мироздания, был для него ударом, большим, чем вы можете себе представить, по причинам, которые позволяют мне обойтись без мифа об Эйнштейне и общей теории относительности, который мне всегда докучал.

cosinus 16.12.13 в 18:12

Принято считать, что Эйнштейн работал в изоляции, годами в закрытом помещении, используя ясную мысль и рассудок, и придумал свою красивую теорию независимо от реальности (вероятно, как некоторые струнные теоретики сегодня!)

cosinus 16.12.13 в 18:48

Тем не менее ничто не может быть дальше от истины.

cosinus 16.12.13 в 19:57

Эйнштейн всегда глубоко руководствовался экспериментами и наблюдениями.

cosinus 16.12.13 в 19:59

Проводя множество "мысленных экспериментов" в своем сознании и усиленно работая уже более десяти лет, он по ходу изучил новую математику и проработал много ложных теорий, прежде чем, в конечном счете, создал теорию, которая была действительно математически красивой.

cosinus 16.12.13 в 20:07

Однако самый важный момент становления его любви к общей теории относительности был связан с наблюдением.

cosinus 17.12.13 в 16:21

В течение последних лихорадочных недель, когда он заканчивал свою теорию, конкурируя с немецким математиком Давидом Гильбертом, он использовал свои уравнения для расчета предсказания того, что иначе, возможно, казалось бы малопонятным астрофизическим результатом: небольшой прецессии "перигелия" (точки наибольшего приближения) орбиты Меркурия вокруг Солнца.

cosinus 17.12.13 в 16:29

Астрономы уже давно заметили, что орбита Меркурия немного отклоняется от предсказанной Ньютоном.

cosinus 17.12.13 в 16:30

Вместо идеального эллипса, повторяющего себя, орбита Меркурия испытывает прецессионное движение (что означает, что планета не возвращается точно в ту же точку после каждого оборота, но после каждого оборота ориентация эллипса немного смещается, вычерчивая, в конечном счете, своего рода спиралевидный узор) на невероятно маленькую величину: 43 угловых секунды (примерно 1 / 100 градуса) за столетие.

cosinus 17.12.13 в 16:37

Когда Эйнштейн выполнил расчет орбиты, используя свою теорию относительности, получилось именно это число.

cosinus 17.12.13 в 16:42

Как сообщал биограф Эйнштейна, Абрахам Пайс: "Я полагаю, это открытие было, несомненно, самым сильным эмоциональным переживанием в научной жизни Эйнштейна, возможно, во всей его жизни".

cosinus 17.12.13 в 16:54

Он утверждал, что у него участилось сердцебиение, как будто "что-то щелкало" внутри.

cosinus 17.12.13 в 16:57

Месяц спустя, когда он описывал другу свою теорию как теорию "несравненной красоты", его удовлетворение математической формой было действительно очевидным, но ни о каком сердцебиении не сообщалось.

cosinus 17.12.13 в 17:03

Очевидное несоответствие между общей теорией относительности и наблюдениями, относящимися к предполагаемой статичности Вселенной, было, однако, недолгим.

cosinus 17.12.13 в 17:07

(И хотя это действительно заставило Эйнштейна внести изменение в своею теорию, позже он назвал это самой большой своей ошибкой.

cosinus 17.12.13 в 17:10

Но об этом чуть позже.)

cosinus 17.12.13 в 17:11

Все (за исключением некоторых школьных советов в США) теперь знают, что Вселенная не статична, а расширяется, и что расширение началось с невероятно горячего и плотного Большого Взрыва примерно 13,720 млрд. лет назад.

cosinus 17.12.13 в 17:14

Не менее важно, мы знаем, что наша галактика является лишь одной из, возможно, 400 млрд галактик в наблюдаемой Вселенной.

cosinus 17.12.13 в 17:15

Мы, как древние земные картографы, только начинаем в полной мере отображать Вселенную в ее огромных масштабах.

cosinus 17.12.13 в 17:18

Неудивительно, что в последние десятилетия мы стали свидетелями революционных изменений в нашей картине Вселенной.

cosinus 17.12.13 в 17:20

Открытие, что Вселенная не статична, а расширяется, имеет глубокое философское и религиозное значение, так как это предполагает, что наша Вселенная имела начало.

cosinus 17.12.13 в 17:21

Начало подразумевает создание, а создание разжигает эмоции.

cosinus 17.12.13 в 17:22

Хотя потребовалось несколько десятилетий после открытия в 1929 году нашей расширяющейся Вселенной, чтобы понятие Большого Взрыва получило независимое эмпирическое подтверждение, Папа Пий XII возвестил о нем в 1951 году как о доказательствах в пользу "Книги Бытия".

cosinus 17.12.13 в 17:32

Как он выразился:

cosinus 17.12.13 в 17:32

Похоже, современной науке одним взглядом через века удалось добыть свидетельство величественного момента начального Fiat Lux [Да будет свет], когда наряду с материей вырвалось из небытия море света и излучения, и элементы делились и перемешивались, и формировались в миллионы галактик.

cosinus 17.12.13 в 17:49

Таким образом, с конкретностью, характерной для физических доказательств, [наука] подтвердила вероятность непредсказуемого возникновения Вселенной, а также обоснованность вывода относительно эпохи, когда мир вышел из рук Творца.

cosinus 17.12.13 в 18:00

Следовательно, создание имело место.

cosinus 17.12.13 в 18:01

Мы говорим: "Следовательно, есть Творец.

cosinus 17.12.13 в 18:03

Следовательно, Бог существует!"

cosinus 17.12.13 в 18:04

Вся история на самом деле немного более интересна.

cosinus 17.12.13 в 18:06

Фактически, первым человеком, который предложит Большой Взрыв, был бельгийский священник и физик Жорж Леметр.

cosinus 17.12.13 в 18:08

В Леметре сочетались различные профессиональные навыки.

cosinus 17.12.13 в 18:12

Он начал свои исследования в качестве инженера, имел награды как артиллерист в Первой мировой войне, а затем переключился на математику во время учебы на священника в начале 1920-х.

cosinus 17.12.13 в 18:14

Затем он перешел к космологии, изучая ее сначала со знаменитым британским астрофизиком сэром Артуром Стэнли Эддингтоном, прежде чем переехать в Гарвард, и, в конечном итоге, получил вторую докторскую степень в области физики в Массачусетском технологическом институте.

cosinus 17.12.13 в 18:17

В 1927 году, перед получением второй докторской степени, Леметр фактически решил уравнения Эйнштейна для общей теории относительности и показал, что теория предсказывает нестатичную Вселенную, и фактически означает, что Вселенная, в которой мы живем, расширяется.

cosinus 17.12.13 в 18:23