Митио Каку - Параллельные миры: Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса

• Название: Параллельные миры: Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса
• Автор: Митио Каку
• Жанр: Образовательная литература
• Год: 2017
• ISBN: 978-5-9614-4834-4

Если в конечном итоге нашей Вселенной суждено погибнуть, способны ли мы переместиться в другую? Этот вопрос, занимающий в последние десятилетия умы космологов всего мира, в центре книги «Параллельные миры» известного физика и блестящего популяризатора науки Митио Каку. Другая вселенная, пишет он, может находиться в миллиметре от нас, но она недосягаема, поскольку существует в гиперпространстве, за пределами наших четырех измерений. Как покорить это гиперпространство, мыслимо ли это? Такую возможность Каку видит в новой теории Мультивселенной – мира, образованного множеством вселенных, в числе которых наша – одна из великого множества. Но чтобы понять будущее космологии, необходимо разобраться в ее прошлых перипетиях и важнейших современных открытиях. И в это захватывающее путешествие читатель приглашается прямо сейчас.

---

2. Омега (Ω), определяющая среднюю плотность материи во Вселенной.

3. Лямбда (Λ) – энергия пустого космоса, или темная энергия.

Многие космологи всю свою профессиональную жизнь провели в попытках определить точное значение этих трех величин. Неуловимое взаимодействие между этими тремя постоянными определяет будущее развитие нашей Вселенной. Например, поскольку гравитация выражается силами притяжения, то плотность Вселенной (Ω) действует в качестве некоего тормоза, замедляющего расширение Вселенной. Представьте, что вы подбросили камень. В обычных условиях гравитация достаточно велика, чтобы изменить движение камня, который падает обратно на Землю. Однако если подбросить камень с достаточной силой, то он преодолеет действие гравитации и навсегда вырвется в открытый космос. Подобно камню, Вселенная первоначально расширилась в результате Большого взрыва, но материя (или Ω) действует на расширение Вселенной как тормоз, точно так же как земная гравитация воздействует в качестве тормоза для подброшенного камня.

Теперь допустим, что Λ, энергия пустого космоса, равна нулю. Пусть Ω – плотность Вселенной, разделенная на критическую плотность. (Критическая плотность Вселенной равна приблизительно 5 атомам водорода на кубический метр. Она в среднем соответствует одному атому водорода в объеме 25 баскетбольных мячей – настолько пустынна Вселенная.)

Ученые считают, что если Ω < 1, то во Вселенной недостаточно материи, чтобы обратить вспять первоначальное расширение, вызванное Большим взрывом. (Подобно примеру с подброшенным камнем: если масса Земли недостаточно велика, то камень преодолеет земную гравитацию и улетит прочь.) В результате Вселенная будет расширяться вечно, погружаясь в леденящий холод, – температуры ее приблизятся к абсолютному нулю. (Это принцип работы холодильника или кондиционера{28}. Расширяясь, газ охлаждается. Например, газ, циркулирующий в трубке вашего кондиционера, расширяется, охлаждая трубку и вашу комнату.)

Если Ω >1, то во Вселенной достаточно материи и гравитации, чтобы в конце концов изменить направление космического расширения. В результате расширение Вселенной прекратится, а затем она начнет сжиматься. (Так же как в случае с подброшенным камнем: если масса Земли достаточно велика, то камень в конце концов достигнет наивысшей точки, а затем снова упадет на Землю.) Когда звезды и галактики устремятся навстречу друг другу, температуры начнут расти. (Каждый, кто хоть раз накачивал велосипедную шину, знает, что при сжатии газ нагревается. Механическая работа накачивания воздуха преобразует энергию гравитации в тепловую.) В конце концов температуры станут настолько высокими, что всякая жизнь исчезнет, а во Вселенной начнется процесс Большого сжатия. (Астроном Кен Кросвелл называет этот процесс «от создания к сжиганию».)

Третий вариант заключается в том, что Ω = 1. Иными словами, плотность Вселенной равна критической плотности. В таком случае Вселенная балансирует на грани между двумя крайностями, но при этом она будет продолжать расширяться вечно. (Как мы увидим, этот сценарий развития вписывается в инфляционную картину.)

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Сноски

1

Еще более подробную картину получил спутник Planck Европейского космического агентства. – Прим. науч. ред.

2

К сегодняшнему дню наиболее полное сканирование произвел спутник Planck Европейского космического агентства. – Прим. науч. ред.

3

Planck, запущенный в 2009 году, выполнил свою миссию и, что касается анизотропии реликтового излучения, представил окончательные результаты в начале 2015 г. – Прим. науч. ред.

4

По результатам Planck, 5 %. – Прим. науч. ред.

5

По результатам Planck, 27 %. – Прим. науч. ред.

6

По результатам Planck, 68 %. – Прим. науч. ред.

7

Первую (и до сих пор) реалистичную инфляционную модель предложил Алексей Старобинский из Института им. Ландау. – Прим. науч. ред.

8

Хотя общепринятый перевод этого высказывания Эйнштейна – «ничто не может перемещаться быстрее света», в данном контексте адекватен именно дословный перевод, поскольку автор таким образом обыгрывает это высказывание, приравнивая «ничто» к пустому пространству. – Прим. ред.

9

Тут главное слово «теоретических», поскольку все очень модельно-зависимое и никаких наблюдательных данных в поддержку гипотезы Мультивселенной пока не существует. – Прим. науч. ред.

10

В классическом переводе Т. Щепкиной-Куперник эти слова звучат следующим образом: «Весь мир – театр. В нем женщины, мужчины – все актеры. У них свои есть выходы, уходы», но, поскольку слово stage означает не только «театр», но и «сцену», а автор на протяжении книги проводит аналогию Вселенной именно со сценой, мы дали такой перевод. – Прим. ред.

11

Пер. С. Маршака. – Прим. ред.

Комментарии

1

www.space.com, Feb. 11, 2003.

2

Croswell, p. 181.

3

Croswell, p. 173.

4

Britt, Robert. www.space.com, Feb. 11, 2003.

5

www.space.com, Jan. 15, 2002.

6

New York Times, Feb. 12, 2003, p. A34.

7

Lemonick, p. 53.

8

The New York Times, Oct. 29, 2002, p. D4.

9

Rees, p. 3.

10

The New York Times, Feb. 18, 2003, p. F1.

11

Rothman, Tony. Discover magazine, July, 1987, p. 87.

12

Hawking, p. 88.

13

Bell, p. 105.

14

Silk, p. 9.

15

Croswell, p. 8.

16

Croswell, p. 6.

17

Smoot, p. 28. Перевод К. Д. Бальмонта.

18

Croswell, p. 10.

19

The New York Times, March 10, 2004, p. A1.

20

The New York Times, March 10, 2004, p. A1.

21

Pais2, p. 41.

22

Schilpp, p. 53.

23

Сжатие объектов, движущихся с околосветовой скоростью, в действительности было открыто Хендриком Лоренцом и Джорджем Френсисом Фитцджеральдом незадолго до Эйнштейна, но они не поняли этого эффекта. Они пытались анализировать этот эффект в рамках исключительно ньютонианской системы, предположив, что это сжатие представляет собой электромеханическое сжатие атомов, создающееся вследствие прохождения сквозь «эфирный ветер». Сила идей, предложенных Эйнштейном, состояла в том, что он не только получил всю специальную теорию относительности из одного принципа (постоянства скорости света), он также интерпретировал его как универсальный природный принцип, противоречащий теории Ньютона. Таким образом, эти искажения являлись свойствами, присущими пространству-времени, а не электромеханическими искажениями вещества. Великий французский математик Анри Пуанкаре, вероятно, подошел ближе всех к выводу тех же уравнений, что получил Эйнштейн. Но лишь у одного Эйнштейна были полный набор уравнений и глубокое понимание физической подоплеки проблемы.

24

Pais2, p. 239.

25

Folsing, p. 444.

26

Parker, p. 126.

27

Brian, p. 102

28

Когда газ расширяется, он охлаждается. Для примера: в вашем холодильнике внешнее и внутреннее пространство камеры соединяется трубкой. Когда газ попадает внутрь холодильника, он расширяется, охлаждая трубку и продукты. Когда он уходит из внутренней части холодильника, трубка сокращается и нагревается. Есть также механический насос, который закачивает газ через трубку. Таким образом, задняя стенка холодильника греется, а внутреннее пространство охлаждается. В звездах все происходит в обратном порядке. Когда сила гравитации сжимает звезду, та разогревается до достижения температур, при которых начинается синтез.