 |
Благодарности
|
|
|
|
Я благодарен многим людям, которые читали рукопись и вносили поправки и новые идеи. Среди них Джонатан Кац, Маркос Андервуд, Боб Рейдер, Дэн Форд, Даррелл Лонг, Джонатан Левин, Эндрю Собель и члены моей семьи: Розмари, Элизабет, Мелинда и Вирджиния.
Редактор Джек Репчек вновь предложил чудесные наставления и значительную помощь в превращении этой книги в единое осмысленное целое. Он трагически умер, когда работа приближалась к завершению. Я благодарен Джону Брокману за важные замечания относительно тона и стиля и за помощь в преобразовании идеи в пригодную к изданию книгу. Стефани Хайберт совершила чудо в плане литературного редактирования.
Очень полезными для меня были и недавние дискуссии по физике времени и энтропии с коллегами и друзьями, в числе которых Шон Магуайр, Роберт Роде, Холгер Мюллер, Марв Коэн, Дима Будкер, Джонатан Кац, Джим Пиблз, Фрэнк Вильчек, Стив Вайнберг, Пол Стейнхарт и многие другие.
Эту книгу хорошо дополняют:
Глазами физика
Уолтер Левин и Уоррен Гольдштейн
Квантовая вселенная
Брайан Кокс и Джефф Форшоу
13. 8
Джон Гриббин
Почему E = mc² ?
Брайан Кокс и Джефф Форшоу
[1] Артур Эддингтон (1882− 1944) – английский астрофизик. В разные годы – директор астрономической обсерватории в Кембридже, президент Королевского астрономического общества, президент Лондонского общества физиков. С 1920‑ х гг. сосредоточился на «фундаментальной теории», предполагающей объединение квантовой теории, теории относительности, космологии и гравитации. Прим. ред.
|
|
|
[2] Энтропия – мера неупорядоченности системы. Прим. науч. ред.
[3] Квантовая запутанность – ситуация, при которой квантовые характеристики двух или более частиц оказываются связаны. Прим. ред.
[4] Физикализм – концепция логического позитивизма, разрабатываемая Карнапом, Нейратом и др. Сторонники физикализма считают критерием научности какого‑ либо положения из любой дисциплины возможность перевести его на язык физики. Положения, не поддающиеся такой операции, рассматриваются как лишенные научного смысла. Прим. перев.
[5] Темная энергия в космологии – вид энергии, введенный в математическую модель Вселенной ради объяснения ее наблюдаемого расширения с ускорением. Прим. ред.
[6] Инфляционная модель Вселенной – гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого взрыва (при температуре выше 1028 K), предполагающая период ускоренного расширения по сравнению со стандартной моделью горячей Вселенной. Прим. ред.
[7] Вращение плоскости поляризации света наблюдается при распространении линейно поляризованного света через оптически неактивное вещество, находящееся в магнитном поле (продольный магнитооптический эффект Фарадея). Прим. ред.
[8] «Темный город» – драма, США, 1998 г. Убийцу, не помнящего имени и прошлого, преследует полицейский Фрэнк Бастед. Его ищут жена, чужаки, а он пытается разобраться в происходящем. Прим. ред.
[9] «Клик: с пультом по жизни» – комедийная драма, США, 2006 г. Архитектору попадает в руки пульт ДУ, с помощью которого можно прокручивать жизнь вперед или назад. Но однажды пульт начинает управлять скоростью и выбором момента жизни. Герой понимает, как неверно использовал время. Прим. ред.
[10] «Интерстеллар» – научно‑ фантастический фильм, США, 2014 г. Засуха приводит к продовольственному кризису; группа исследователей отправляется сквозь червоточину пространства‑ времени, чтобы узнать, как переселить человечество на другую планету. Прим. ред.
|
|
|
[11] «Лара Крофт: расхитительница гробниц» – фильм, США, 2001 г. Экранизация серии компьютерных игр Tomb Raider, посвященных археологу и искательнице приключений Ларе Крофт. Прим. ред.
[12] «Останавливающие время» – фантастический фильм, США, 2002 г. Молодой человек находит часы, которые дают возможность повысить скорость восприятия мира в 25 раз. С этим и связаны приключения. Прим. ред.
[13] Парадокс близнецов (парадокс Ланжевена, парадокс часов) – первый и наиболее известный парадокс специальной теории относительности, основанный на тезисе, сформулированном Эйнштейном в работе «К электродинамике движущихся тел». Статус «парадокс» появился позднее. Прим. ред.
[14] Аристотель. Физика. М.: КомКнига, 2016. Прим. ред.
[15] Aristotle, Physics, trans. R. P. Hardie and R. K. Gaye, Internet Classics Archive.
[16] Аврелий Августин (354− 430) – христианский богослов и философ, влиятельнейший проповедник, епископ Гиппонский, один из отцов христианской церкви. Прим. перев.
[17] Блаженный Августин. Исповедь. СПб.: Благовест, 2014. Прим. ред.
[18] Диккенс, Ч. Рождественская песнь в прозе. М.: Клевер‑ Медиа‑ Групп, 2016. Прим. ред.
[19] Рудольф Карнап (1891− 1970) – немецко‑ американский философ и логик, ведущий представитель логического позитивизма и философии науки. Прим. перев.
[20] Хроногеометрия – коротко говоря, теория пространства и времени. Прим. ред.
[21] Издана на русском языке: Грин Б. Ткань космоса: Пространство, время и текстура реальности. М.: Либроком, 2009. Прим. перев.
[22] Эддингтон считал, что постепенное рассеивание энергии доказывает необратимость стрелы времени, летящей в одном направлении. Но это понятие не соответствует основным законам физики, которые во времени действуют как в прямом направлении, так и в противоположном. Согласно им, если обратить пути всех частиц во Вселенной вспять, энергия стала бы накапливаться, а не рассеиваться: холодный кофе начал бы нагреваться, здания поднялись бы из руин, а солнечный свет вернулся к Солнцу. Прим. ред.
[23] Издана на русском языке: Хокинг С. Краткая история времени. СПб.: Амфора, 2015. Прим. ред.
|
|
|
[24] Стивен Хокинг – английский физик‑ теоретик и популяризатор науки, профессор математики. Изучал теорию возникновения мира в результате Большого взрыва, а также теорию черных дыр. Прим. перев.
[25] GPS (Global Positioning System – система глобального позиционирования) – спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Прим. ред.
[26] Горизонт событий – воображаемая граница в пространстве‑ времени, разделяющая те события (точки пространства‑ времени), которые можно соединить с событиями на светоподобной бесконечности светоподобными траекториями световых лучей, и те события, которые так соединить нельзя. Так как светоподобных бесконечностей у пространства‑ времени две: относящаяся к прошлому и будущему, – то и горизонтов событий может быть два: прошлого и будущего. Горизонт событий прошлого разделяет события на изменяемые с бесконечности и на неизменяемые; а горизонт событий будущего отделяет события, о которых можно что‑ либо узнать, хотя бы в бесконечно отдаленной перспективе, от событий, о которых узнать ничего нельзя. Прим. перев.
[27] Теория измерений предполагается как теория о классификации переменных величин по природе информации, которая содержится в числах – значениях этих переменных величин. Прим. ред.
[28] Иррациональность числа подразумевает, что его нельзя представить в виде дроби, числитель и знаменатель которой – целые числа. Прим. науч. ред.
[29] Ричард Фейнман (1918− 1988) – американский физик‑ теоретик. Один из создателей квантовой электродинамики. Входил в число создателей атомной бомбы. Разработал метод интегрирования по траекториям в квантовой механике (1948), а также так называемый метод диаграмм Фейнмана (1949) в квантовой теории поля, с помощью которого можно объяснять превращения элементарных частиц. Лауреат Нобелевской премии по физике (1965). Прим. ред.
|
|
|
[30] Позитрон – античастица электрона, имеющая такую же массу, как и электрон, но положительный заряд. Прим. науч. ред.
[31] Annalen der Physik («Анналы физики») – немецкий научный журнал, посвященный проблемам физики. Один из старейших, издается с 1799 года. Публикует оригинальные статьи в области экспериментальной, теоретической, прикладной и математической физики, а также смежных областей. Прим. ред.
[32] Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.: ЛКИ, 2014. Прим. ред.
[33] Ее еще называют частной теорией относительности. Прим. науч. ред.
[34] Тритий – изотоп атома водорода с двумя нейтронами и одним протоном в составе ядра. Прим. науч. ред.
[35] Известному также как Лоренц‑ фактор. Прим. науч. ред.
[36] В 1971 г. Дж. Хафеле и Р. Китинг дважды облетели вокруг света, сначала на восток, затем на запад, с 4 комплектами цезиевых атомных часов, после чего сравнили «путешествовавшие» часы с часами, остававшимися в Военно‑ морской обсерватории США. Эксперимент стал одним из тестов ТО, показавшим реальность замедления времени для движущихся объектов, предсказываемого ТО, и соответственно, экспериментально продемонстрировавшим парадокс близнецов и гравитационное замедление времени. Прим. ред.
[37] Эйнштейн взял за основу хорошо известные преобразования Лоренца. Прим. науч. ред.
[38] Хендрик Лоренц (1853− 1928) – нидерландский физик‑ теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1902, совместно с П. Зееманом) и других наград, член Нидерландской королевской академии наук, ряда иностранных академий наук и научных обществ. Прим. ред.
[39] Вольный перевод. «Касабланка» – голливудская романтическая кинодрама 1942 г., получила три «Оскара». Сюжет сосредоточен на внутреннем конфликте человека, которому приходится выбирать между долгом и чувством. Его часто называют в числе лучших фильмов Голливуда. Прим. перев.
[40] Светосекунда (по аналогии со световым годом) – расстояние, которое свет преодолевает за 1 секунду. Прим. науч. ред.
[41] Можно встретить также термины Лоренцово сокращение или Фицджеральдово сокращение. Прим. науч. ред.
[42] Альберт Майкельсон (1852− 1931) – американский физик, известен изобретением названного его именем интерферометра Майкельсона и прецизионными измерениями скорости света. Лауреат Нобелевской премии по физике «за создание точных оптических инструментов и спектроскопических и метрологических исследований, выполненных с их помощью» (1907). Прим. ред.
[43] Эдвард Морли (1838− 1923) – американский физик и химик. Наибольшую известность получили работы в области интерферометрии, выполненные совместно с А. Майкельсоном. В химии высшим достижением Морли было точное сравнение атомных масс элементов с массой атома водорода, за которое ученый был удостоен наград нескольких научных обществ. Прим. ред.
|
|
|
[44] Силы, которые определяют структуру материи, для частиц и античастиц одинаковы. Частицы различаются только знаком заряда. Атомы обычного вещества состоят из положительно заряженного ядра, вокруг которого движутся электроны. А отрицательно заряженные ядра атомов антивещества, в свою очередь, окружены позитронами. В природе у каждой элементарной частицы есть античастица. Для электрона это позитрон, а для положительно заряженного протона – антипротон. То есть антивещество – это материя, состоящая из античастиц. «Антивещество» – не совсем верное название, это лишь разновидность вещества, обладающая теми же свойствами и способная создавать гравитационное притяжение. Прим. перев.
[45] «Звездный путь» – научно‑ фантастическая медиафраншиза, включающая шесть телесериалов, 13 полнометражных фильмов, сотни книг, рассказов и компьютерных игр. Прим. перев.
[46] Изотоп – разновидность химического элемента, обладающая тем же количеством протонов, что и исходный элемент, но имеющая другую массу (ввиду другого количества нейтронов в ядре). Прим. науч. ред.
[47] Лео Сцилард (Силард) (1898− 1964) – американский физик венгерско‑ еврейского происхождения. Вместе с Э. Ферми определил критическую массу урана‑ 235 и участвовал в создании первого ядерного реактора. Прим. ред.
[48] В письме Сцилард указывал на огромную опасность фашизма для мировой цивилизации. Прим. перев.
[49] Часть этой главы взята из моей книги Energy for Future Presidents: The Science Behind the Headlines («Энергия для будущих президентов: Наука за заголовками статей»).
[50] Эмми Нётер (1882− 1935) – немецкая ученая‑ математик, наиболее известна вкладом в абстрактную алгебру и теоретическую физику. Коренным образом изменила теорию колец, полей и алгебр. Прим. ред.
[51] Ее можно сформулировать так: если в некоторой физической системе законы, описывающие динамику энергии, не меняются со временем, то в такой системе наблюдаются законы сохранения чего‑ либо (энергии, заряда, импульса и т. д. ). Другими словами, теорема Нётер объясняет связь между симметрией и законами сохранения. Прим. науч. ред.
[52] Георгий Гамов (Джордж Гамов) – советский и американский физик‑ теоретик, астрофизик и популяризатор науки. Автор первой количественной теории альфа‑ распада, один из основоположников теории «горячей Вселенной» и один из пионеров применения ядерной физики к эволюции звезд. Он впервые четко сформулировал проблему генетического кода. Широкую известность Гамову принесли его научно‑ популярные произведения, в которых он живым и доступным языком рассказывает о современных научных представлениях. Прим. ред.
[53] От лат. celeritas – стремительность. Прим. науч. ред.
[54] Джон Мичелл (1724− 1793) – священник из графства Йоркшир, видный английский естествоиспытатель и геолог. Занимался астрономией, оптикой и гравитацией как теоретик и экспериментатор. Открыл, в частности, волноподобную природу землетрясений, провел целый ряд оригинальных исследований в области магнетизма и гравитации, предвидел возможность черных дыр. Прим. ред.
[55] Вторая космическая скорость – скорость, необходимая для того, чтобы вырваться из гравитационного поля планеты и покинуть ее. Прим. науч. ред.
[56] Вторая космическая скорость рассчитывается по формуле GMm /r = ½ mv ², где G – гравитационная постоянная, M – масса, а r – радиус. Таким образом,
[57] Выражение 10− 27 = 0, 0000000000000000000000000001. 1 появляется здесь после 27 нулей. Обратное выражение – это 10, помноженное на себя 27 раз. В таблицах это выражение записывается как 1Е − 27. В формуле массы Земли (1024) 10 умножается на себя 24 раза: за 1 следуют 24 ноля. В таблице это 1Е + 24.
[58] «Пираты Пензанса, или Раб долга» – комическая опера композитора А. Салливана, 1879 г. Прим. перев.
[59] Тахион – гипотетическая частица, движущаяся со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. Прим. перев.
[60] Вот доказательство того, что все числа равны. Пусть А = 13 и В = 13; D и С могут быть любыми двумя числами. Тогда А = В. Умножьте обе стороны этого равенства на (С − D ), чтобы получить А (С − D ) = В (С − D ). Раскройте АС − AD = BC − BD. Преобразуйте: АC − BC = AD − BD. Разложите на множители: C (A − B ) = D (A − B ). Сократите (А − В ), чтобы получить C = D. Поскольку C и D были произвольными, то я доказал, что все числа являются равными. Ошибка состоит в делении на (А − В ). Это невозможно, поскольку А − В = 0. Более простой (но более очевидно ошибочный) вариант доказательства такой: C × 0 = D × 0. Сократите нули.
[61] Имеется в виду критерий фальсифицируемости философа Карла Поппера: теория считается научной, если есть возможность ее опровергнуть. В частности, теория о существовании дополнительных измерений в строгом смысле не научна, поскольку нет эксперимента, позволяющего ее опровергнуть. Прим. науч. ред.
[62] ЦЕРН – CERN, от франц. Conseil Europеen pour la Recherche Nuclеaire (Европейский совет по ядерным исследованиям). Прим. ред.
[63] Существуют так называемые комплексные числа типа z = a + ib, где а – вещественная (действительная) часть, b – мнимая часть, а i = √ − 1. Прим. науч. ред.
[64] Таким образом Хан Соло расхваливает свой космический корабль. Правда, вместо единицы времени он называет парсек, то есть единицу расстояния. По авторскому замыслу, Соло просто‑ напросто врал. Но в фильме неправильная единица выглядит не хвастовством, а безграмотностью пилота. Дуга Кесселя (Kessel run) – популярный маршрут контрабандистов. Дуга огибает кластер черных дыр (так называемую Утробу, the Maw). Стандартная длина ее, при которой полет относительно безопасен, составляет 18 парсек. Пилоты облетают Утробу по более пологой дуге: так опаснее, но быстрее. Соло же, если ему верить, подошел к Утробе рекордно близко, сократив путь до 12 парсек. Это объяснение оказалось так популярно, что стало каноническим. Прим. ред.
[65] Хан Соло – один из главных героев киносаги «Звездные войны». Сначала он контрабандист, затем – героический персонаж. Прим. перев.
[66] Паунд Роберт (1919− 2010) – американский физик‑ экспериментатор, член Национальной АН. Работал в области ядерного магнетизма, микроволновой техники, радиоспектроскопии, ядерной физики. Прим. ред.
[67] Эффект Мёссбауэра, или ядерный гамма‑ резонанс, открыт в 1957 (1958) г. Р. Мёссбауэром в Институте им. М. Планка в Гейдельберге. Состоит в резонансном испускании или поглощении гамма‑ фотонов без изменения фотонного спектра излучателя или поглотителя излучения соответственно. Иными словами, эффект Мёссбауэра – это резонансное испускание и поглощение гамма‑ лучей без отдачи. Прим. ред.
[68] Если принять во внимание, что спутники не находятся в бесконечности, за день получится немного меньшая ошибка – около 13, 76 км.
[69] «Сумеречная зона» (The Twilight Zone) – американский телесериал, созданный Р. Серлингом. Каждый эпизод сочетает фэнтези, научную фантастику, драму или ужас, часто заканчивающийся жуткой или неожиданной развязкой. Популярный как у зрителей, так и среди критиков, сериал многим открыл серьезную научную фантастику и абстрактные идеи. В России стал известен после показа в 1985− 1989 гг. телевизионной версии. Прим. перев.
[70] Герман Минковский (1864− 1909) – немецкий математик российского происхождения, разработавший геометрическую теорию чисел и геометрическую четырехмерную модель теории относительности. Его первые результаты касались теории квадратичных форм. В 1896 г. опубликовал результат, ныне известный как теорема Минковского о выпуклом теле. В 1907 г. предложил геометрическое представление кинематики теории относительности, введя четырехмерное псевдоевклидово пространство (пространство Минковского). Серьезный вклад внес также в гидродинамику и теорию капиллярности. Прим. ред.
[71] Слово buffalo, в переводе означающее «буйвол», в США имеет несколько значений. Помимо города Buffalo в штате Нью‑ Йорк и реки Buffalo National River, это также род рыб семейства чукучановых (лат. Ictiobus); золотая монета высшей пробы (99, 99 %), выпускаемая в США как для инвестиций в золото, так и для коллекционеров (American Buffalo); хоккейный клуб Buffalo Sabres (НХЛ) и танк‑ амфибия. К тому же это слово в качестве глагола означает «озадачивать», «мистифицировать». Прим. ред.
[72] Международный астрономический союз (МАС; International Astronomical Union, IAU) – организация, объединяющая астрономические сообщества всего мира. Основан в 1919 г. в Брюсселе (Бельгия). Прим. ред.
[73] Решением 26‑ й Ассамблеи МАС (2006) Плутон был исключен из разряда планет. Планетой было решено считать тело, которое, наряду с прочими критериями, «вычищает» пространство на своей орбите. То есть кроме самой планеты и ее спутников, на гелиоцентрической орбите других тел находиться не может. Для Плутона это условие не выполняется, поэтому он был официально исключен из числа «настоящих» планет и отнесен к карликовым планетам. Прим. ред.
[74] Издана на русском языке: Каплан Э. Санта действительно существует? Философское расследование. М.: Манн, Иванов и Фербер, 2015. Прим. ред.
[75] Октава – лат. octava от octo – восемь. Прим. ред.
[76] Квинта – лат. quinta – пять. Прим. ред.
[77] Кварта – лат. quarta – четверть. Прим. ред.
[78] Трансцендентальная медитация (от лат. transcendens – «перешагивающий», «выходящий за границы возможного», и лат. meditatio – «размышление», «обдумывание») – техника медитации c использованием мантр, основанная Махариши Махеш Йоги. Это динамичный процесс, в результате которого достигается состояние «спокойной осознанности». Прим. ред.
[79] Леонард Эйлер (Leonhard Euler, 1707− 1783) – швейцарский, немецкий и российский математик и механик, внесший фундаментальный вклад в развитие математики, механики, физики, астрономии и ряда прикладных наук. Прим. ред.
[80] В этой формулировке уравнения не только пространство, но и энергия состоит из четырех компонентов. Энергия включает в себя собственно энергию и три компоненты импульса. Т называют «тензором энергии‑ импульса», однако для простых слабых полей это всего лишь соотношение энергия / плотность массы.
[81] Геометрия Римана – одна из неевклидовых геометрий, основанная на аксиомах, отличающихся от аксиом евклидовой геометрии. У Римана прямая, например, считается замкнутой линией, поэтому вопросы расположения точек на прямой нельзя рассматривать с помощью понятия «лежать между». Прим. ред.
[82] Нильс Бор (1885− 1962) – датский физик‑ теоретик и общественный деятель, один из создателей современной физики. Лауреат Нобелевской премии по физике (1922). Автор первой квантовой теории атома, активный участник разработки основ квантовой механики. Внес значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, взаимодействия элементарных частиц со средой. Прим. ред.
[83] Принцип соответствия в методологии науки сформулировал Н. Бор в 1923 г. Это утверждение, что любая новая научная теория при наличии старой, хорошо проверенной теории находится с ней не в полном противоречии, а дает те же следствия в некотором предельном приближении (частном случае). Прим. перев.
[84] Угловая секунда используется в астрономии при измерении плоских углов в градусных мерах (в 1 градусе 60 минут, в 1 минуте 60 секунд). Одна угловая секунда примерно соответствует углу, под которым виден футбольный мяч с расстояния около 45 км. Прим. ред.
[85] Ковариантность (от лат. со – совместно и varians – изменяющийся) – форма записи физических величин и уравнений, непосредственно отражающая характер их изменения (векторный, спинорный, тензорный и т. д. ) при преобразованиях системы пространственно‑ временных координат. Прим. ред.
[86] Чарльз Таунс (1915− 2015) – американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (1964). Член Национальной академии наук США (1956), иностранный член Российской академии наук. Основные труды Таунса посвящены радиоспектроскопии, квантовой электронике и ее приложениям, нелинейной оптике, радиоастрономии. Прим. ред.
[87] Николай Басов (1922− 2001) – советский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (1964). Дважды Герой Социалистического Труда. Работы Басова посвящены квантовой электронике и ее применениям. Прим. ред.
[88] Александр Прохоров (1916− 2002) – советский физик, один из основоположников квантовой электроники, лауреат Нобелевской премии по физике (1964). Работы Прохорова посвящены радиофизике, физике ускорителей, радиоспектроскопии, квантовой электронике и ее приложениям, нелинейной оптике. Прим. ред.
[89] Роберт Оппенгеймер (1904− 1967) – американский физик‑ теоретик, профессор физики Калифорнийского университета в Беркли, член Национальной академии наук США. Научный руководитель Манхэттенского проекта. Внес важный вклад в современную теорию нейтронных звезд и черных дыр, а также в решение отдельных проблем квантовой механики, квантовой теории поля и физики космических лучей. Пропагандист науки, отец‑ основатель американской школы теоретической физики, получившей мировую известность в 30‑ е гг. XX в. Прим. ред.
[90] «История игрушек» – американский мультфильм (1995), созданный студией Pixar совместно с компанией Walt Disney. Это первый полнометражный фильм, смоделированный на компьютере полностью трехмерным, и первый мультфильм, номинировавшийся на «Оскар» за лучший оригинальный сценарий. Базз Лайтер – вымышленный персонаж, один из главных героев фильма. Прим. перев.
[91] Л. Саскинд и Дж. Линдсей рассуждают об этом бесконечном времени спуска к черной дыре в книге An Introduction to Black Holes, Information, and the String Theory Revolution («Знакомство с черными дырами, информация и революция теории струн») (2005, стр. 22). Они располагают вдоль линии падения объекта наблюдателей, которые сообщают о результатах внешнему контролеру. «Согласно такому подходу частица никогда не пересекает горизонт и будет приближаться к нему асимптотически, то есть бесконечно». Возможно, квантовая теория может изменить это заключение.
[92] Чтобы компенсировать гравитационное притяжение планеты, необходимо испытывать центробежную силу, рассчитываемую как mV ² /R, где V – линейная скорость. Соответственно, растущую силу притяжения надо компенсировать увеличением скорости. Прим. науч. ред.
[93] «Контакт» – научно‑ фантастический фильм 1997 г. режиссера Р. Земекиса по одноименному роману К. Сагана. Прим. перев.
[94] Варп‑ двигатель – гипотетическая научно‑ фантастическая технология, которая позволит кораблю, оснащенному таким двигателем, преодолевать межзвездные расстояния со сверхсветовой скоростью. Прим. перев.
[95] «Доктор Кто» – культовый британский научно‑ фантастический телесериал компании ВВС об инопланетянине, известном как Доктор. Вместе со спутниками он путешествует во времени и пространстве как для спасения цивилизаций или отдельных людей, так и ради удовольствия. Прим. ред.
[96] «Дюна» – фантастический фильм Д. Линча по мотивам одноименного романа Фрэнка Герберта, вышедший в 1984 г. Прим. ред.
[97] Некоторые утверждают, что измерения Эддингтона «уж слишком точно соответствовали расчетам Эйнштейна», что имевшимися инструментами ученый был не в состоянии произвести такие точные замеры и что полученные Эддингтоном результаты не были полностью объективными. Однако самые последние достижения науки подтверждают полную правоту Эддингтона.
[98] Предел Эддингтона – величина мощности электромагнитного излучения, исходящего из недр звезды, при которой его давления достаточно для компенсации веса оболочек звезды, окружающих зону термоядерных реакций, то есть звезда находится в состоянии равновесия: не сжимается и не расширяется. Прим. перев.
[99] Чарльз Сноу (1905− 1980) – английский писатель‑ реалист, физик, химик и государственный деятель. Рыцарь‑ бакалавр, командор ордена Британской империи. В своей главной работе «Две культуры и научная революция» высказал сожаление о разрыве между учеными и интеллектуалами‑ литераторами, технической и гуманитарной интеллигенцией. Прим. перев.
[100] Сноу Ч. Две культуры и научная революция // Портреты и размышления. М.: Прогресс, 1985. Прим. ред.
[101] Эти гигантские сооружения называются градирнями (первоначально они служили для добычи соли выпариванием) – устройства для охлаждения большого количества воды направленным потоком атмосферного воздуха. Иногда их называют также охладительными башнями. В наши дни градирни в основном применяются в системах оборотного водоснабжения для охлаждения теплообменных аппаратов (на ТЭЦ, АЭС). Прим. ред.
[102] Потеря энтропии в чашке горячего кофе составляет «− теплота/Т чашки». Увеличение энтропии комнаты составит «+теплота/Т комнаты». Значения теплоты одинаковы (за исключением знака), но поскольку Т комнаты меньше, чем Т чашки, потеря энтропии в чашке меньше увеличения энтропии в комнате.
[103] Акр‑ фут – это неметрическая единица измерения объема; примерно равна 1233 м³. Прим. ред.
[104] Теплород (калька с греч. фλ ο γ ι σ τ ό ς – пламя) – по распространенным в XVIII− XIX вв. воззрениям, невесомый флюид, присутствующий в каждом теле и становящийся причиной тепловых явлений. Введен в 1783 г. Лавуазье. Эта гипотеза была отвергнута в результате испытаний, что послужило основой для принятия молекулярно‑ кинетической теории в середине XIX в. Прим. перев.
[105] Жан Перрен (1870− 1942) – французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (1926). Первым сумел взвесить молекулы и атомы. Прим. ред.
[106] Людвиг Больцман (1844− 1906) – австрийский физик‑ теоретик, основатель статистической механики и молекулярно‑ кинетической теории. Член Австрийской академии наук, член‑ корреспондент Петербургской академии наук и др. Напряженная полемика вокруг молекулярно‑ кинетической теории сказалась на состоянии его нервной системы: статистическую модель Больцмана физическое сообщество отвергало, что и вызвало у него сильную депрессию. Прим. науч. ред.
[107] Запись lg W означает «логарифм W по основанию 10», то есть десятичный логарифм. Прим. науч. ред.
[108] В качестве физической единицы при использовании натурального логарифма k равно 1, 38 × 10− 23 джоуля на один градус по шкале Кельвина. В единицах, используемых здесь, и при основании логарифма 10 k равно 7, 9 × 10− 24 калории на один градус по Кельвину.
[109] Логарифм числа с основанием 10 составляет примерно количество символов в этом числе. Например, логарифм числа 1 000 000 составляет 6.
[110] Эргодическая гипотеза в статистической физике – предположение о том, что средние по времени значения физических величин, характеризующих систему, равны их средним статистическим значениям; гипотеза служит для обоснования статистической физики. Прим. перев.
[111] Именно поэтому одна из формулировок второго закона термодинамики гласит, что самопроизвольно идут процессы с увеличением энтропии (беспорядка). Прим. науч. ред.
[112] Существовала модель локальных осцилляторов, в которой молекулы, будто на пружине, скреплялись друг с другом и вибрировали. Прим. науч. ред.
[113] Ультрафиолетовая катастрофа – физический термин, описывающий парадокс классической физики, состоящий в том, что полная мощность теплового излучения любого нагретого тела должна быть бесконечной. Название парадокс получил из‑ за того, что спектральная плотность энергии излучения должна была неограниченно расти по мере сокращения длины волны. Прим. перев.
[114] Эта частота принята в России. Прим. науч. ред.
[115] Пит Хейн‑ младший – датский ученый, писатель, изобретатель, художник и инженер. Прямой потомок Пита Хейна‑ старшего, голландского моряка и народного героя XVII в. Прим. перев.
[116] Тот самый автор «бритвы Оккама»: постулата, что из всех возможных доказательств гипотезы наиболее вероятным будет самое простое. «Бритва (лезвие) Оккама» – методологический принцип, получивший название по имени английского монаха‑ францисканца, философа‑ номиналиста Уильяма Оккама (1285− 1349). В кратком виде он также гласит: «Не следует множить сущее без необходимости». Прим. науч. ред.
[117] Второе начало (закон) термодинамики – физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Прим. ред.
[118] Телеология (греч. telos – завершение, цель; teleos – достигший цели и logos – учение) – учение о целесообразности как характеристике отдельных объектов или процессов и бытия в целом. Ставит перед собой задачу ответить на вопрос «Зачем, с какой целью? ». Прим. перев.
[119] Деизм – религиозно‑ философское учение XVII− XVIII вв., допускавшее существование Бога как первопричины мира и отвергавшее его дальнейшее влияние на развитие природы. Прим. перев.
[120] Эдвин Хаббл (1889− 1953) – выдающийся американский ученый, один из наиболее влиятельных астрономов и космологов XX в.; внес решающий вклад в понимание структуры космоса. Основные труды Хаббла посвящены изучению галактик. Прим. перев.
[121] Фред Хойл (1915− 2001) – известный британский астроном и космолог, автор нескольких научно‑ фантастических романов. Именно Хойл впервые употребил термин «Большой взрыв», обозначив им модель, альтернативную его собственной. Был убежденным сторонником теории панспермии. Прим. ред.
[122] Речь идет об участке неба, видимом с американского континента. Прим. ред.
[123] Космический телескоп «Хаббл» (КТХ) – автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» – совместный проект НАСА и Европейского космического агентства; он входит в число Больших обсерваторий НАСА. Прим. перев.
[124] Жорж Леметр (1894− 1966) – бельгийский астрофизик и математик; первый сформулировал теорию Большого взрыва о происхождении Вселенной. Рассматривал Вселенную как естественный аналог радиоактивного атома, в котором вся энергия и вещество сконцентрированы в ядре, которое он называл первозданным атомом. Леметр утверждал, что расширяющаяся Вселенная должна была появиться в результате взрыва этого первозданного ядра. Прим. ред.
[125] Есть и другая формулировка космологического принципа: каждый наблюдатель в один и тот же момент времени, независимо от места и направления наблюдения, обнаруживает во Вселенной одну и ту же картину. Прим. перев.
[126] Умирая после операции, Гертруда Стайн спросила: «Каков же ответ? » И, не получив ответа, прошептала: «В таком случае, каков вопрос? » Прим. ред.
[127] Дэвид Лейзер – известный американский астрофизик, автор книги «Создавая картину Вселенной» (М.: ЁЁ Медиа, 2012). Прим. ред.
[128] WMAP – космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва. С 2001 по 2009 г. передавал на Землю результаты сканирования небесной сферы; на основе данных была составлена радиокарта неба на нескольких длинах волн: от 1, 4 см до 3 мм. Изначально назывался MAP (англ. «карта»). После кончины одного из научных руководителей проекта, Д. Уилкинсона (Wilkinson) в 2002 г. был переименован в его честь. Прим. перев.
[129] Роберт Дикке (1916− 1997) – американский физик, член Национальной академии наук США, известный работами в области астрофизики, атомной физики, космологии и гравитации. Один из первых разработчиков теории электрических цепей с распределенными параметрами. Прим. ред.
[130] Джим Пиблс (1935) – канадский и американский физик, работающий в области теоретической космологии. Почетный научный профессор им. А. Эйнштейна Принстонского университета. Прим. ред.
[131] Ральф Алфер (1921− 2007) – американский космолог, автор новаторской теории нуклеосинтеза Большого взрыва, предсказал фоновое реликтовое излучение космоса в микроволновом диапазоне. Прим. ред.
<
|
|
|
