Дэйв Голдберг - Вселенная. Руководство по эксплуатации

• Название: Вселенная. Руководство по эксплуатации
• Автор: Дэйв Голдберг
• Издательство: ООО «Издательство ACT»
• Жанр: Физика
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-17-062989-3

Книга «Вселенная. Руководство по эксплуатации» — идеальный путеводитель по самым важным — и, конечно, самым упоительным — вопросам современной физики: «Возможны ли путешествия во времени?», «Существуют ли параллельные вселенные?», «Если вселенная расширяется, то куда она расширяется?», «Что будет, если, разогнавшись до скорости света, посмотреть на себя в зеркало?», «Зачем нужны коллайдеры частиц и почему они должны работать постоянно? Разве в них не повторяют без конца одни и те же эксперименты?». Юмор, парадоксальность, увлекательность и доступность изложения ставят эту книгу на одну полку с бестселлерами Г. Перельмана, С. Хокинга, Б. Брайсона и Б. Грина! Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука, — от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук!

---

Вероятно, умелый бильярдист сумел бы загнать бильярдный шар в первую лузу, то есть в первое устье кротовой, норы, так, что он вылетит из второй («ранней») как раз в тот момент, чтобы столкнуться с шаром, посланным в результате первоначального удара, и сбить его с траектории. Но если шар сбился с траектории — что же вылетело из устья кротовой норы и сбило его?

Так вот, не пытайтесь так сделать, ничего у вас не выйдет.

Торн с учениками рассмотрели этот вопрос с точки зрения квантовой механики. Помните, в главе 2 мы видели, что, согласно квантовой механике, частица проходит из пункта А в пункт В всеми возможными путями, а разные возможные пути способны интерферировать друг с другом, обеспечивая один — единственный наблюдаемый результат. То же самое может произойти и в нашей машине времени, отчего поздние и ранние версии бильярдного шара взаимодействуют только так, чтобы обеспечивать соответствие единой истории Вселенной.

Представьте себе, что вы пытаетесь проделать вышеописанный фокус. В результате получится вот что (с вашей точки зрения); вы наносите удар, но до того, как ваш шар попадает в первое («позднее») устье кротовой норы, в точности такой же шар вылетает из второго («раннего») устья и слегка ударяет по вашему шару. Ваш мяч все равно попадет в кротовую нору, но под несколько иным углом, чем вы собирались. Не забывайте, что вы рассчитывали удар с единственной целью сбить с траектории собственный шар, и ничего у вас не вышло. Вообще-то с учетом того угла, под которым ваш шар вошел в кротовую нору, вы бы ожидали, что шар из второго устья («раннего») вылетит именно под тем углом, под которым он вылетел. Так и случилось.

Иначе говоря, путешествуйте во времени на здоровье. По возвращении вас все равно будет поджидать абсолютно то же самое настоящее.

Важное замечание: мы здесь оцениваем не качество фильма, а то, насколько в нем выдержано соответствие выбранной модели путешествия во времени — либо в самосогласованной вселенной, либо во множественных мирах.

«12 обезьян» (1995) ★★★★★ — Великолепный детектив, но поскольку преступление уже было совершено, оказывается, что путешествие во времени ничего не меняет. Все уже и так случилось.

«Назад в будущее» (I, II, III; 1985, 1989, 1990) ★ — Вмешательство в прошлое не заставит человека медленно исчезнуть. Просим прощения, Эдип.

«Планета обезьян» (1972) ★★★★★ — Сверхразумный шимпанзе, потомок обезьян будущего, возвращается в 1991 году и возглавляет восстание человекообразных. Дарвин был бы недоволен, если бы ему сказали, что гориллы способны выучиться бегло болтать по-английски всего за пять лет.

«Герои» (ТВ, 2006 и далее) ★ — Супермен по имени Хиро путешествует во времени, пытаясь спасти будущее. Он не просто мешает сам себе, но и умудряется изменить будущее, которое уже описано и никогда не должно произойти.

«Квантовый скачок» (ТВ, 1984–1989) ★ — Доктор Сэмюэль Беккет и его воображаемый друг отправляются в прошлое и в тела других людей, чтобы скорректировать ход истории. Если верить этому телесериалу, ученый учит Майкла Джексона танцевать.

«Звездный путь-IV» (1986) ★★★★ — Кто сказал, что Кирк с командой изменил прошлое? Нам известно только, что он похитил нескольких китов.

«Машина времени» (1960) ★★★★ — Джордж Уэллс отправляется на 800 тысяч лет вперед, чтобы обнаружить символическое расщепление добра и зла. Для создания этого будущего не пришлось ничего менять в прошлом.

«Полиция времени» (1994) — НИ ОДНОЙ ЗВЕЗДЫ. В 2004 году путешествие во времени не позволяется. Жан-Клод Ван Дамм (что очевидно) — полицейский-во-времени, который спасает жизнь своей (якобы) погибшей жене, не изменяя ход истории.

Глава 6. РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ

Надо быть благодарными, когда есть за что. Благодаря популярным статьям в «Нью-Йорк таймс» и передачам на канале «Дискавери», а также множеству научно-популярных книг по данному вопросу[90], в общественное сознание удалось внедрить некоторые научные фразы.

Спросите первого встречного, что происходит со Вселенной в данный момент, и не исключено, что вам ответят: Вселенная расширяется. Ну, вперед, бегите на улицу, мы подождем.

А теперь вернитесь и спросите у того же встречного, что же это на самом деле значит — «Вселенная расширяется». Мы готовы спорить, что на сей раз готового ответа не найдется. Тут-то кстати подвернемся мы.

Сначала пару слов о том, чего это не значит. Помните сцену из «Гражданина Кейна», где Чарльз с Эмили сидят за завтраком и мы видим, что с течением лет стол становится все шире и шире и дистанция между Кейном и его женой становится все больше и больше?[91]

Так вот, Вселенная расширяется не так. Ваш стол не расширяется. Земля не расширяется. Солнечная система не расширяется. Наша галактика Млечный Путь, которая имеет в поперечнике десятки тысяч световых лет, — тоже объект слишком «точечный», чтобы участвовать в расширении Вселенной в целом.

Даже галактика Андромеда, расположенная от нас на расстоянии около 2,2 миллиона световых лет, на самом деле падает на нас со скоростью около 440 тысяч километров в час и, вероятно, столкнется с Млечным Путем, — ждать этого события осталось всего каких-нибудь три миллиарда лет. Дуглас Адамс ухватил суть вопроса в «Автостопом по галактике», когда писал: «Космос большой. Очень большой. Даже представить себе невозможно, какой он большой, огромный, колоссальный, сокрушительно-исполинско-великанский. То есть если ты думаешь, что от дома до аптеки тебе пилить и пилить, для космоса это — тьфу». Глава эта по большей части посвящена тому, какой космос на самом деле пустой, но чтобы дать вам хотя бы первоначальное представление об этом, скажем, что когда придет роковой час и Млечный Путь запляшет танго с Андромедой, при этом едва ли столкнутся хотя бы две звезды. По всей вероятности, человечество погибнет не от столкновения звезд. К сожалению, вам придется подождать еще пару миллиардов лет — тогда Солнце наконец превратится в красного гиганта и сожжет на Земле все живое.

Хватит рассуждать о том, что кого убьет. Книга у нас веселая, и мы хотим рассказать вам о безобидном на первый взгляд расширении Вселенной. Если посмотреть, что делается примерно в 30 световых годах, окажется, что практически все галактики движутся от нас. Мало того — кажется, что чем дальше от нас галактики, тем быстрее они разлетаются[92].

Первым это отступление галактик отметил еще в 1917 году Весто Слифер из Лоуэллской обсерватории, причем выяснилось, что это едва ли не универсальный закон. Однако ученый не мог знать, насколько далеки эти галактики от нашей. Более того, в то время шли ожесточенные дебаты, что это за тусклые пятна света, которые видно в телескопы: туманности в пределах Млечного Пути или целые самостоятельные «островные вселенные» (как впоследствии и оказалось).

Расстояния до галактик измерить труднее, чем можно себе представить. Что бы ни писали в фантастических романах, нельзя полететь в другую галактику или даже к ближайшей звезде, развертывая за собой рулетку. Так что если астрономы, например, говорят: «До галактики Водоворот 23 миллиона световых лет», вы вправе спросить, откуда у них такие сведения.

Чем дальше от нас находятся звезды и галактики, тем тусклее они кажутся. Этот эффект мы можем использовать к собственной выгоде при помощи «стандартной свечи». Представьте себе, что вы идете в магазин и покупаете там стоваттную лампочку, ввинчиваете ее и начинаете от нее отходить. Чем дальше вы отходите, тем тусклее кажется свет. Вы знаете, насколько он ярок вблизи, поэтому, отходя от него, в состоянии оценить, насколько вы удалились, измерив, насколько тусклой кажется лампочка. Трудность заключается в том, что поскольку галактики не продаются в хозяйственных магазинах, на них не стоит маркировка в ваттах.

Даже Эдвин Хаббл, который, вероятно, был величайшим астрономом-наблюдателем начала XX века, не мог отмерять расстояния так уж четко. В 1929 году он откалибровал расстояния и наблюдаемые скорости расхождения других галактик, выдвинув закон, который впоследствии назвали «законом Хаббла».

В своей статье Хаббл недооценил расстояния до галактик в восемь раз, и еще 20 лет назад публиковалось множество статей, где доказывалось, что расстояния, а следовательно, и постоянная Хаббла, вероятно, неверны с погрешностью в два раза[93].

Данные со спутника «Гиппарх», запущенного в 1989 году, и запущенного в 1990 году космического телескопа «Хаббл» (удачное название), позволили астрономам измерить постоянную Хаббла с точностью до нескольких процентов.