Александр Потупа - Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

• Название: Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее
• Автор: Александр Потупа
• Издательство: Юнацтва
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1991
• ISBN: 5-7880-0325-3

На основе обширных данных из астрономии, астрологии, географии, физики, математики, химии, биологии, истории, археологии и других наук автор рассказывает о строении Вселенной, истории человечества, о планетах Солнечной системы и Галактике, о звездах и их эволюции, о возможностях существования внеземных цивилизаций, о перспективах космических исследований, об идее контакта с инопланетянами.

---

Прогнозы всегда требуют указания сколь-нибудь определенных сроков исполнения. В данном случае не проводилось работы по экстраполяции конкретных графиков развития той или иной области техники, и я не пытался попасть пальцем в небо, указывая точную дату научных открытии типа создания эвромата или получения сигнала ВЦ. Это скорее попытка целостного прогноза по совокупности параметров, которые в данный момент кажутся наиболее важными.

Практически все 10 пунктов основаны на решении общей для человечества проблемы преодоления надвигающегося социально-экологического кризиса. По-моему, выйдя из его круговоротов, мы сумеем совершенно по-новому взглянуть на Вселенную, и понятия, связанные с Контактом, станут для нас чем-то естественным и близким, даже в том случае, если ни одного сигнала ВЦ до тех пор принято не будет. Проделать же этот путь придется не более чем за 100 или 200 лет, причем первый срок кажется более правдоподобным (если не завышенным!). На эту длительность и рассчитаны приведенные прогнозы. Некоторые из них — прежде всего предотвращение глобальной бойни за счет эволюции военных систем — должны сбыться еще в текущем веке. Наша планета подобна лодке в открытом океане, и нельзя допустить, чтобы некоторые гребцы настойчиво долбили дно. Для их энтузиазма стоило бы подыскать иную форму пусть, например, до боли в глазах ищут берег или другие лодки. Если и не сразу найдут, то, по крайней мере, поймут, что океан — не место для их прежних занятий[203].

Прогнозы типа создания нового вида, конечно, более отдалены, однако реальное начало соответствующему процессу может быть положено уже в 21 веке. Преодоление этого рубежа будет сопряжено с величайшим переворотом в человеческой морали. Мы впервые ощутим себя не только промежуточным звеном между своими родителями и своими детьми, но и элементом огромной эволюционной цепочки, начало которой теряется в густом пока тумане первых мгновений после Первовзрыва, а предел обусловлен лишь нашими способностями футуровидения. Впервые придется не только с царским благодушием взирать на эволюционное подножие своего трона, где копошатся забавные обезьянки и потрясают примитивными копьями всевозможные антропы, но и бросить взгляд вверх, где делают первые шаги существа, несущие в себе наше далекое будущее.

Не думаю, что вступление во вселенское гражданство будет слишком идиллическим — среди взглядов, брошенных вверх, наверняка найдутся исполненные черной зависти, и многое в дальнейшем движении окажется крайне трудным. Предрассудки не раз еще станут подталкивать нас к катастрофам невообразимого масштаба. Но в их преодолении и будет рождаться новый человек в новой общности с себе подобными и с коллегами по Космическому Клубу — тот, кому предстоит заново открыть Вселенную.

Пpиложeниe 1 Некоторые константы, параметры и единицы[204]

1. Физические константы

Постоянная Планка: ћ = ћ/2π = 1,05457266(63).10-34 Дж.c

Скорость света: c = 2,99792458.108 м/с

Гравитационная постоянная: G = 6,67259(85).10–11 м3/кгс2

Заряд электрона: e = 1,60217733(49).10–19 Кулон

Постоянная Больцмана: k = 1,3806513(25).10-23Дж/К

Масса электрона: me = 9,1093897(54).10-31 кг = =0,51099906(15) МэВ

Масса протона: mp = 1836,152701(37)me = 938,27231 (28) МэВ?1,673.10–27 кг

Масса нейтрона: mn = 939,56563(28) МэВ?1,675.10–27 кг

Комптоновский радиус электрона: we = ћ /meс = 3,86159323(35).10-13 м

Боровский радиус атома водорода: a∞B= ћ2/mee2 = =0,529177249(24).10–10 м

2. Астрономические параметры

Масса Земли: М€=5,977(4).1024 кг

Средний радиус Земли: Rã » 6371 км, (rэкватор = 6378,16 км; rполюс = 6356,78 км)

Ускорение свободного падения g= 9,80665 м/с2 на поверхности Земли: (45° широты, на уровне моря)

Масса Солнца: М€ = 1,9892(25).1030 кг » 2.1030 кг

Средний радиус Солнца: R€ = 6,9599(7).108 м » 7.105 км

Гравитационный радиус Солнца: Rg€= 2GM€/c2 » 2,95 км (гравитационные радиусы других звезд удобно вычислять по приближенной формуле Rg » 3(M/M€))

Светимость Солнца: L€ = 3,826(8).1026 Ватт

Видимая звездная величина Солнца: Mν€ = -26,77

Абсолютная звездная величина Солнца: Mν€= 4,79

Масса Галактики: Мгал » 1,5.1011 М€

Радиус Галактики: Rгал » 2.104 пс

Радиус ядра Галактики: Rядра » 10 пс

3. Единицы времени, расстояний и энергии

Характерное космологическое время: T = 1/H = 1,96.1010 лет (при значении функции Хаббла Н = 50 км/сМпс)

Сидерический год: 1 год = 3,1558.107 с » π.107 с

Галактический год для Солнца: 1 гал. год » 2,75.108 лет

Астрономическая единица: 1 а. е. = 1,4959787066(2).1011 м » 1,5.108 км (среднее расстояние между Землей и Солнцем)

Световой год: 1 св. г. = 9,46.1015 м? 6,324.104 а.е. = 0,3066 пс

Парсек: 1 пс = 3,0856775806.1016 м? 3,2616 св. г.? 2,06.105 а.е.

Ангстрем: 1 Å = 10–10 м

Электронвольт: 1 эВ = 1,60217733(49).10–19 Дж

Джоуль (единица энергии в СИ): 1 Дж = 107 эрг? 6,24.1018 эВ

Ватт (единица мощности в СИ): 1 Вт = 1 Дж/с = 107эрг/с

4. Приставки для образования производных единиц

Атто (а) — 10-18

фемто (ф) — 10-15

пико (п) — 10-12

нано (н) — 10-9

микро (мк) — 10-6

милли (м) — 10-3 с

анти (с) — 10-2

деци (д) — 10-1

дека (да) — 101

гекто (г) — 102

кило (К) — 103

мега (М) — 106

гига (Г) — 109

тера (Т) — 1012

пета (П) — 1015

экса (Э) — 1018

Таким образом, наносекундные импульсы имеют характерную длительность 10-9 секунды, сантисветовая ракета способна достичь скорости 10-2 с » 3.108 см/с, а «Тэвный ускоритель» соответствует энергиям разогнанных в нем элементарных частиц порядка 1012 эВ. Слова типа «микромир» (для элементарных частиц) или «мегамир» (для космических масштабов — от галактик и выше) употребляют просто по традиции, не связываясь соответствующими множителями.

5. Планковская система единиц

Длина: lP = √2G ћ /c3 » 2,286.10–33 см

Время: tP = √2G ћ /c5 » 7,624.10–44 с

Скорость: vP = c » 2,998.108 м/с

Масса: mР = √ ћ c /2G » 1,540.10-8 кг

EP = mРc2 = √ ћ c5 /2G » 1,384.109 Дж = 8,637.1027 эВ

Мощность LP = c5/2G » 1,815.1059 эрг/с = 1,815.1052 Ватт (светимость):

Частота: ωP = √ c5 /2G ћ  » 1,312.1043 c-1

Температура: TP = EP/k =k-1√ ћ c5 /2G » 1,002.1032 K

Плотность массы: ρP = mР/4π lP3 /3 = 3c5/16 π ћG2 » 6,158.1092 г/см3

Ускорение: aP = vP/ tP = √ c7 /2G ћ  » 3,932 .1051 м/с2  » 4.1050gã

Сила: FP = c4/2G = 6,053.1043 Н

Используя планковскую систему, нетрудно представить все уравнения физики в полностью безразмерной форме — все входящие в них величины приобретают абсолютный масштаб. Формально это можно сделать, полагая ћ = с = 2G = кБольц = 1. Читатель, затративший некоторое время на такую работу, будет вознагражден хотя бы довольно ясным ощущением того, что все наши знания о мире звезд и элементарных частиц соответствуют обломкам какой-то правильной теории, точнее, ее пределам при x » lP, t » tP, L « LP, ½ « ½P и т. п. Единственный параметр, по которому современная физика умеет приближаться к планковской области — скорость (v (c). Разумеется, в физике, химии и биологии довольно свободно обращаются с массами m ~ mP » 15 микрограмм (водяная капелька радиусом порядка 0,15 мм), но по всем остальным параметрам (плотность, температура, размер и т. д.) соответствующие объекты крайне далеки от планковской области, и пока даже непонятно, может ли обусловить близость массы объекта к mP какие-то особые эффекты в макроскопическом мире. Удивительна, например, близость описанной водяной капельки к характерным параметрам биологических клеток (характерный размер одноклеточного эукариота, амебы, порядка 0,1 мм).

Пpиложeниe 2 Элементарные частицы и фундаменатальные силы

До сих пор все выглядит так, как если бы было построено по принципу колесиков внутри колес, мы ищем самое сокровенное колесико. Но все может быть совсем не так. И тогда вы ищете, не зная, что за чертовщина вам попадется.

Р. Фейнман

1. Классификация

Под элементарными частицами подразумеваются объекты, из которых на современном уровне эксперимента не выделены какие-либо более простые и самостоятельно регистрируемые сущности. Такое определение позволяет включить в число элементарных частиц все объекты, реально интересующие физику высоких энергий, не ограничиваясь теми, которые пока считаются бесструктурными (фотон, лептоны, кварки, глюоны). Первая элементарная частица (электрон) была открыта в 1897 г. английским физиком Дж. Дж. Томсоном, и несколько сотен аналогичных частиц, обнаруженных с тех пор, можно назвать «кирпичиками мироздания» — похоже, что из них построено все вещество наблюдаемой Вселенной. Неуверенность, что это вещество построено только из них, и подозрение, что они сами выстроены из чего-то более простого и фундаментального, исключительно сильно стимулируют исследовательскую активность.