Ktorý fyzik napísal krátku históriu casu. Stephen Hawking

Stephen Hawking

STRUČNÁ HISTÓRIA DOBY:

OD VEĽKÉHO BANGU K ČIERNYM DIERAM

Predslov

Nepisal som predslov k prvemu vydaniu Stručnej historie času. Carl Sagan să demonstreze. Namiesto toho som pridal krátku časť s názvom Poďakovanie, kde mi bolo odporučené, aby som všetkým vyjadril svoje uznanie. Pravda, niektoré charitatívne nadácie, ktoré ma podporovali, neboli veľmi šťastné, že som ich spomenul - mali oveľa viac žiadostí.

Myslím, že nikto - ani vydavateľ, ani môj agent, dokonca ani ja sám - nečakal, že kniha bude mať taký úspech. Dostala sa do rebricka bestsellerov londýnskych novín Sunday Times až 237 týždňov – viac ako ktorákoľvek iná kniha (samozrejme, nepočítajúc Bibliu a Shakespearove diela). Bola preložená do asi štyridsiatich jazykov a predávaná v obrovskom náklade - na každých 750 obyvateľov Zeme, mužov, ženy a deti, pripadá asi jedna kópia. Ako poznamenal Nathan Mayrwold z fermy Microsoft(toto je môj bývalý postgraduálny študent) Predal som viac kníh o fyzike, ako Madonna predala kníh o sexexe.

Úspech Strucnej histórie času znamená, že ľudí veľmi zaujímajú základné otázky o tom, odkiaľ sme prišli a prečo je vesmír taký, ako ho poznáme.

Využil som príležitosť, ktorá sa mi naskytla, na doplnenie knihy o novšie pozorovacie údaje a teoretické výsledky, ktoré boli získané po vydaní prvého vydania (1. apríla 1988, 1. apríla). Pridal som novú kapitolu o červích dierach a cestovaní v čase. Zdá sa, že Einsteinova všeobecná teória relativitate umožňuje vytváranie a udržiavanie červích dier – malých tunelov spájajúcich rôzne oblasti časopriestoru. V tomto prípade by sme ich mohli použiť na rýchle cestovanie po Galaxii alebo na cestovanie späť v čase. Samozrejme, ešte sme nestretli jediného mimozemšťana z budúcnosti (alebo možno áno?), Ale pokúsim sa uhádnuť, aké by to mohlo byť vysvetlenie.

Budem tiež informovať o nedávnom pokroku v hľadaní „dualít“ alebo korešpondencií medzi zdanlivo odlišnými fyzikálnymi teóriami. Tieto korešpondencie sú silným dôkazom v prospech existencie jednotnej fyzikálnej teórie. Ale tiež naznačujú, že táto teória nemusí byť formulovaná konzistentným, zásadným spôsobom. Namiesto toho sa v rôznych situáciách musíme uspokojiť s rôznymi "odrazmi" základnej teórie. Rovnako tak nemôžeme detailne zobraziť celý zemský povrch na jednej mape a sme nútení používať rôzne mapy pre rôzne oblasti. Takáto teória de bola revolúciou v našom chápaní možnosti spojenia prírodných zákonov.

V žiadnom prípade by to však neovplyvnilo to najdôležitejšie: vesmír sa riadi súborom racionálnych zákonov, ktoré sme schopní objaviť a pochopiť.

Čo sa týka pozorovacieho aspektu, tu bolo, samozrejme, najdôležitejším počinom meranie fluktuácií reliktného žiarenia v rámci projektu COBE(angl. Prieskumnik kozmického pozadia -„Vyšetrovateľ žiarenia kozmického pozadia”) 1
Prvýkrát boli fluktuácie alebo anizotropia reliktného mikrovlnného žiarenia objavené sovietskym projektom „Relikt“. - Aproximativ. vedecky. vyd.

O Palšie. Tieto výkyvy sú v skutočnosti „pečaťou“ stvorenia. Hovoríme o veľmi malých nehomogenitách v ranom vesmíre, ktorý bol inak celkom homogénny. Následne sa zmenili na galaxie, hviezdy a iné štruktúry, ktoré pozorujeme cez ďalekohľad. Creatură fluktuácie sú v súlade s predpoveďami modelu vesmíru, ktorý nemá hranice v pomyselnom časovom smere. Aby sme však uprednostnili navrhovaný model pred inými možnými vysvetleniami výkyvov v CMB, sú potrebné nové pozorovania. O pár rokov sa ukáže, či možno náš vesmír považovať za úplne uzavretý, bez začiatku a konca.

Stephen Hawking

Prva capitola. Naš obraz vesmiru

Raz jeden slávny vedec (hovoria, že to bol Bertrand Russell) mal verejnú prednášku o astronomii. Opísal, ako Zem obieha okolo Slnka a ako Slnko zase obieha okolo stredu obrovskej hviezdokopy nazývanej naša Galaxia. Keď prednáška skončila, malá staršia žena v zadnom rade publika vstala a povedala: „Všetko, čo tu bolo povedané, je úplný nezmysel. Svet je plochá doska na chrbte obrovskej korytnačky "Vedec sa zhovievavo usmial a spýtal sa:" ďalšej a tak ďalej do nekonečna!"

Väčšina bude považovať za smiešne pokúšať sa vydávať náš vesmír za nekonečne vysokú vežu korytnačiek. Prečo sme si však takí istí, že náš pohľad na svet je lepší? Čo vlastne vieme o vesmíre ako to všetko vieme? Ako vznikol vesmir? Čo ju čaká v budúcnosti? Mal vesmír začiatok, a ak áno, čo bolo pred ním? Aka je povaha casu? Skončí sa to niekedy? Dá sa vratiť v case? Niektoré z týchto dlhodobých otázok sú zodpovedané nedávnymi objavmi vo fyzike, ktorým čiastočne vďačíme za fantastické nové technológie. Jedneho dňa budeme nové poznatky považovať za také samozrejmé, ako je skutočnosť, že Zem sa točí okolo Slnka. Alebo možno rovnako absurdné ako myšlienka korytnačej veže. Lenčas (nech je to čokoľvek) ukáže.

Už dávno, 340 rokov pred Kristom, napísal grécky filozof Aristoteles pojednanie O nebi. V ňom predložil dva presvedčivé dôkazy o tom, že Zem je sphérická a vôbec nie plochá ako doska. Najprv si uvedomil, že príčinou zatmenia Mesiaca je prechod Zeme medzi Slnkom a Mesiacom. Tieň vrhaný Zemou na Mesiac má vždy zaoblený tvar a to je možné len vtedy, ak je aj Zem guľatá. Ak de Zem mala tvar plochého disku, potom de tieň vo všeobecnosti mal tvar elipsy; bol by okrúhly len vtedy, ak by sa Slnko počas zatmenia nachádzalo presne pod stredom disku. Po druhé, starí Gréci zo svojich cestovateľských skúseností vedeli, že na juhu sa Polárka nachádza bližšie k horizontu, ako keď sa pozoruje v oblastiach nachádzajúcich sa na severe. (Keďže polárka sa nachádza nad severným pólom, pozorovateľ na severnom póle ju vidí priamo nad hlavou a pozorovateľ v oblasti rovníka - nad horizontom.) Navyše Aristoteles na základe rozdielu v zdanelu v zdanádť zdůzť zdůzť Łóšťťť Žiťťť Žiťťť Žáťťťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Ÿůťť Žŏť Œůťť Œůť Œůť Œńů 000 de pași. Nevieme presne, čo to bolo jedno štádium, ale ak predpokladáme, že to bolo asi 180 metrov, tak Aristotelov odhad je asi dvojnásobok aktuálne akceptovanej hodnoty. Gréci mali v prospech okrúhleho tvaru Zeme aj tretí argument: ako inak vysvetliť, prečo sa pri priblížení lode k pobrežiu najskôr ukážu len jej plachty a až potom trup lode?

Aristoteles považoval Zem za nehybnú a tiež veril, že Slnko, Mesiac, planéty a hviezdy sa točia po kruhových dráhach okolo Zeme. Riadil sa mystickými úvahami: Zem je podľa Aristotela stredom Vesmíru a pohyb v kruhu je najdokonalejší. V 2. storočí nášho letopočtu postavil Ptolemaios na základe tejto myšlienky komplexný kozmologický model. V strede vesmíru bola Zem, obklopená ôsmimi vnorenými rotujúcimi guľami a na týchto guľách sa nachádzali Mesiac, Slnko, hviezdy a päť vtedy známych planét - Merkúr, Venušater., a Mars (Obr.1, Saturn). Každá planéta sa pohybovala vzhľadom na svoju sféru v malom kruhu - aby opísali veľmi zložité trajektórie týchto svietidiel na oblohe. Hviezdy boli upevnené na vonkajšej sfére, a preto ich vzájomné polohy zostali nezmenené, konfigurácia sa na oblohe otáčala ako celok. Myšlienka toho, čo sa nachádza mimo vonkajšej sféry, zostala veľmi vágna, ale zjavne to bolo mimo časti vesmíru prístupnej ľudstvu na pozorovanie.

Ptolemaiov model umožnil pomerne presne predpovedať polohu hviezd na oblohe. Aby sa však dosiahla zhoda medzi predpoveďami a pozorovaniami, musel Ptolemaios predpokladať, že vzdialenosť od Mesiaca k Zemi v rôznych časoch sa môže dvakrát líšiť. To znamenalo, že zdanlivá veľkosť Mesiaca musela byť niekedy dvakrát väčšia ako zvyčajne! Ptolemaios si bol vedomý tejto chyby vo svojom systéme, čo však nebránilo takmer jednomyseľnému uznaniu jeho obrazu sveta. Kresťanská cirkev prijala Ptolemaiovský systém, pretože ho považovala za konzistentný s Písmom: mimo sféry stálic bolo dosť miesta pre nebo a peklo.

Ale v roku 1514 poľský kňaz Mikuláš Kopernik navrhol jednoduchší model. (Pravdaže, spočiatku sa Koperník bál, že ho cirkev obviní z kacírstva, anonymne šíril svoje kozmologické myšlienky). Trvalo takmer storocie, kým sa táto myšlienka začala brať vážne. Dvaja vedci-astronómovia - Nemec Johannes Kepler a Talian Galileo Galilei - boli medzi prvými, ktorí sa verejne vyslovili za Kopernikovu teóriu, a to aj napriek tomu, že dráhy nebeských telies predpovedané touto teóriou nezho predpovedané touto teóriou. Konečný úder systemu sveta Aristotela a Ptolemaia zasadili udalosti z roku 1609 – vtedy začal Galileo pozorovať nočnú oblohu novovynájdeným ďalekohľadom 2
Ďalekohľad ako ďalekohľad prvýkrát vynašiel holandský výrobca okuliarov Johann Lippersgey v roku 1608, ale Galileo bol prvý, kto v roku 1609 - Aproximativ. preclad.

Pri pohľade na planétu Jupiter objavil Galileo niekoľko malých satelitov, ktoré okolo nej obiehajú. Z toho vyplynulo, že nie všetky nebeské telesá sa točia okolo Zeme, ako verili Aristoteles a Ptolemaios. (Samozrejme, dalo by sa aj naďalej považovať Zem za stacionárnu a umiestnenú v strede vesmíru, za predpokladu, že Jupiterove satelity sa pohybujú okolo Zeme po extrémne prepletených trajektóriách takých trajektóriách takým tekóbětězě ožeboľovyzě, ožeboľovyzė, ožeboľovyzě, ožeboľova, ožeboľovy, ožeboľově, ožeboľovy, ožeboľova, ožeboľově, ožeboľově, ožeboľově, ožeboľově, okožova, ožeboė, ožeboší, ožeboší, ožeboší, ožeboší, ožeboľ, ožeboľova. ) Približne v rovnakom čase Kepler spresnil Kopernikovu teóriu, pričom predpokladal, že planéty sa nepohybujú po kruhových dráhach, ale po eliptických (čiže predĺžených), vďaka čiže predĺžených), vďaka ďaka ďaka ďaka ďaka možné poząděně a čomu Čoduzěně.

Pravda, Kepler považoval elipsy len za matematický trik a navyše za veľmi odporný, pretoze elipsy sú menej dokonalé útvary ako kruhy. Kepler takmer náhodou zistil, že eliptické dráhy dobre opisujú pozorovania, ale nedokázal zladiť predpoklad eliptických dráh so svojou myšlienkou magnetických síl ako dôvodu pohybu planét okolo Slolnka. Dôvod pohybu planét okolo Slnka oveľa neskôr, v roku 1687, odhalil Sir Isaac Newton vo svojom pojednaní „Matematické princípy prírodnej filozofie“ – možno najdôležitejšej doteraz publicvanyzikeráci p. V tejto práci Newton predložil nielen teóriu opisujúcu pohyb telies v priestore a čase, ale vyvinul aj zložitý matematický aparát potrebný na opis tohto pohybu. Okrem toho Newton sformuloval zákon univerzálnej gravitácie, podľa ktorého je každé teleso vo vesmíre priťahované k akémukoľvek inému telesu silou, ktorá je tým väčšia, čím väčšia je každé teleso vo vesmíre priťahované k akémukoľvek inému telesu silou, ktorá je tým väčšia, čím väčšia je hmotēnės aťiť te hmotnos aťiť. Toto je práve sila, vďaka ktorej veci padajú na zem. (Príbeh o tom, že jablko, ktoré mu spadlo na hlavu, pripomenulo myšlienku Newtonovho gravitačného zákona, je s najväčšou pravdepodobnosťou len fikciou. Newton len povedal, že táto táto myšlienku zákona " bold našlien kemplad" bold " bold " bold " bold" pádu jablka.") în jurul Slnka.

Kopernikov model eliminoval potrebu ptolemaiovských sfér a s nimi – a za predpokladu, že vesmír má nejakú prirodzenú vonkajšiu hranicu. Keďže "stále" hviezdy nevykazovali žiadny pohyb, okrem všeobecného denného pohybu nebeskej klenby spôsobeného rotáciou Zeme okolo svojej osi, bolo prirodzené predpokladať, že ide ide o tie nazajášechán a tie na istékoľaďľaďľ oďďďďť.

Newton si uvedomil, že podľa jeho teórie gravitácie by sa hviezdy mali navzájom priťahovať, a preto zrejme nemôžu zostať nehybné. Prečo sa nepriblížili a nehromadili na jednom mieste? Vo svojom liste inému prominentnému mysliteľovi svojej doby, Richardovi Bentleymu, napísanom v roku 1691, Newton tvrdil, že sa budú zbližovať a hromadiť iba vtedy, ak je počet hviezd súmedýzeneých v súmedýzeneých. A ak je počet hviezd nekonečný a sú rozmiestnené viac-menej rovnomerne v nekonečnom priestore, tak sa to nestane kvôli absencii akéhokoľvek zjavného centrálneho bodu, do ktorého by hviezdy mohli "spadnúť".

Toto je jedno z úskalí, ktoré so sebou prináša uvažovanie o nekonečne. V nekonečnom vesmíre možno akýkoľvek jeho bod považovať za jeho stred, pretože na každej jeho strane je nekonečný počet hviezd. Správny prístup (na ktorý prišli oveľa neskôr) je vyriešiť problém v konečnom prípade, keď hviezdy padajú na seba, a študovať, ako sa výsledok zmení, keď sa do konfigurácie o konfigurácie na prižái sajúzá, udajú sajúrácie na seba. viac-menej rovnomerne. Podľa Newtonovho zákona de v priemere ďalšie hviezdy v súhrne nemali mať žiadny vplyv na pôvodné hviezdy, a preto de tieto hviezdy pôvodnej konfigurácie mali na seba stále padať rovýchlonako. Takže bez ohľadu na to, koľko hviezd pridáte, stále budú padať jedna na druhú. Teraz vieme, že je nemožné získať nekonečný stacionárny model vesmíru, v ktorom má gravitačná sila výlučne „atraktívny“ caracter.

Veľa o intelektuálnej atmosfére pred začiatkom 20. storočia je fact, že vtedy nikto neprišiel so scenárom, podľa ktorého by sa vesmír mohol zmršťovať alebo rozpínať. Všeobecne uznávaný koncept vesmíru buď vždy existoval v nezmenenej podobe, alebo bol vytvorený niekedy v minulosti - v podobe, v akej ho pozorujeme teraz. Môže to byť spôsobené najmä tým, že ľudia majú tendinciu veriť vo večné pravdy. Stojí za to pripomenúť, že napríklad najväčšiu útechu prináša myšlienka, že hoci všetci starneme a umierame, vesmír je večný a nemenný.

Dokonca ani vedci, ktorí pochopili, že podľa Newtonovej teórie gravitácie vesmír nemôže byť statický, si netrúfli predpokladať, že by sa mohol rozpínať. Namiesto toho sa pokúsili vylepšiť teóriu tak, aby sa gravitačná sila na veľmi veľké vzdialenosti stala odpudivou. Tento predpoklad výrazne nezmenil predpovedané pohyby planét, ale umožnil, aby nekonečne veľké množstvo hviezd zostalo v rovnováhe: príťažlivé sily blízkych hviezd boli vyvážené silami odzpudchialešvania výrazne nezmenil. Teraz sa verí, že takýto rovnovážny stav by mal byť nestabilný: akonáhle sa hviezdy v ktorejkoľvek oblasti priblížia k sebe, ich vzájomná príťažlivosť sa zvýši a prekročúčí odpuľočedy odpuľoľvek odpuľoči odpuľoči odpuľošiť. padas na seba. Na druhej strane, akonáhle sa hviezdy vzdialia len o niečo ďalej, sily odpudzovania prevládnu nad silami gravitácie a hviezdy sa rozptýlia.

Ďalšia námietka proti konceptu nekonečného statického vesmíru sa zvyčajne spája s menom nemeckého filozofa Heinricha Olbersa, ktorý v roku 1823 uverejnil svoje úvahy o tejto záležitosti. V skutočnosti na tento problém upozorňovali mnohí Newtonovi súčasníci a Olbersova práca nebola ani zďaleka prvá, ktorá ponúkla silné argumenty proti takémuto konceptu. Bola však prvá, ktorá bola všeobecne uznávaná. Faktom je, že v nekonečnom statickom vesmíre musí takmer každá linea pohľadu dosadnúť na povrch nejakej hviezdy, a preto musí celá obloha svietiť rovnako jasne ako Slnko, dokonca aj v noci. Olbersov protiargument bol, že svetlo zo vzdialených hviezd by malo byť oslabené absorpciou hmotou medzi nami a týmito hviezdami. Ale potom de sa táto látka zahriala a žiarila tak jasne ako samotné hviezdy. Aby sme sa vyhli záveru, že jas celej oblohy je porovnateľný s jasom Slnka, je možné len za predpokladu, že hviezdy nesvietili večne, ale pred istým časom sa "rozsvietili". V tomto prípade de sa pohlcujúca hmota nestihla zahriať, prípadne de sa k nám nestihlo dostať svetlo vzdialených hviezd. Dostávame sa teda k otázke, prečo sa hviezdy rozsvietili.

Samozrejme, ľudia discuțievali o pôvode vesmíru už dávno predtym. V mnohých raných kozmologických koncepciách, ako aj v židovských, kresťanských a moslimských pohľadoch na svet, Vesmír vznikol v určitom a nie príliš vzdialenom čase v minulosti. Jednym z arguments v prospech takéhoto začiatku bol pocit potreby nejakej základnej príčiny, ktorá by vysvetľovala existenciu vesmíru. (V rámci samotného Vesmíru je každá udalosť, ktorá v ňom nastane, vysvetlená ako dôsledok inej, skoršej udalosti; existenciu samotného Vesmíru možno takto vysvetliť len za predpoči nekladu, vysvetlená ako dôsledok inej, skoršej udalosti) „. Poznamenal, že civilizácia sa rozvíja a že si pamätáme, kto spáchal ten či onen čin alebo vynašiel ten či onen mechanizmus. V dôsledku toho človek a možno aj Vesmír nemohli veľmi dlho existovať. Blahoslavený Augustín podľa Knihy Genezis veril, že vesmír bol stvorený asi 5000 rokov pred narodením Krista. (Zaujímavé je, že je to blízko konca poslednej doby ľadovej – asi 10.000 pred Kristom – ktorú archeológovia považujú za začiatok civilizácie.)

Naopak, Aristoteles, rovnako ako väčšina starovekých gréckych filozofov, nemal rád myšlienku stvorenia sveta, pretože vychádzal z Božieho zásahu. Verili, že ľudská rasa a svet vždy existovali a budú existovať navždy. Spomínaný argument o pokroku civilizácie pochopili aj anticky myslitelia a odvrátili ho: vyhlásili, že ľudstvo sa pod vplyvom povodní a iných prírodných katastrof pravidelne vracia do štádia počiatku civilizácie.

Otázky, či má vesmír počiatok v čase a či je priestorovo ohraničený, nastolil aj filozof Immanuel Kant vo svojom monumentálnom (hoci veľmi ťažko pochopiteľnom) diele „Critica rațiunii pure”, tie „Critica rațiunii pure” , Kanton public 17 roztá v. čistého rozumu, pretože cítil, že existujú rovnako presvedčivé argumenty v prospech tézy - teda, že vesmír mal počiatok - a protikladu - teda toho, že vesmír vždy existente... každej udalosti mal predchádzať nekonečný čas, čo je podľa filozofa absurdné. V prospech protikladu bol predložený argument, že ak by mal vesmír začiatok, potom by pred ním musel prejsť nekonečný čas a nie je jasné, prečo vesmír v určitom časovom okamihu vznikol. V substate sú Kantove zdôvodnenia téz a antitéz takmer totožné. V oboch prípadoch je úvaha založená na implicitnom filozofovom predpoklade, že čas pokračuje donekonečna do minulosti, bez ohľadu na to, či vesmír vždy existoval. Ako uvidíme, pojem času je pred zrodom vesmíru nezmyselný. Ako prvý si to všimol blahoslavený Augustín. Pýtali sa ho: "Čo robil Boh predtým, ako stvoril svet?" Namiesto toho postuloval, že čas je vlastnosťou sveta stvoreného

Keď väčšina ľudí považovala vesmír ako celok za statický a nemenný, otázka, či má začiatok, bola skôr v oblasti metafyziky alebo teológie. Pozorovaný obraz sveta by sa dal rovnako dobre vysvetliť jednak v rámci teórie, že Vesmír vždy existoval, jednak na základe predpokladu, že sa dal do pohybu v nejakom konkrétnom čase, ale za tak, žze na ząvľe exist, žzu na základe. Ale v roku 1929 Edwin Hubble 3
Ďalej sú poznámky prekladateľa umiestnené v hranatých zátvorkách, ktoré objasňujú text autora. - Aproximativ. vyd.

Inými slovami, vesmír sa rozpína. To znamená, že v minulosti boli objekty vo vesmíre bližšie k sebe ako teraz. A zdá sa, že v určitom okamihu - asi pred 10 až 20 miliardami rokov - sa všetko, čo je vo vesmíre, sústredilo na jednom mieste, a preto bola hustota vesmíru nekonečná. Tento objav priniesol otázku počiatku vesmíru do oblasti vedy.

Poďakovanie

Kniha je venovana Jane

Po kurze Loeb Lecture v roku 1982 na Harvarde som sa rozhodol napísať populárnu knihu o priestore a čase. Potom už bolo veľa kníh o ranom vesmíre a čiernych dierach, veľmi dobrých, napríklad kniha Stevena Weinberga „Prvé tri minúty“, aj veľmi zlých, ktoré tu netreba menovať. Ale zdalo sa mi, že nikto z nich sa v skutočnosti nezaoberal otázkami, ktoré ma podnietili študovať kozmológiu a cantitatevú teóriu: odkiaľ sa vzal vesmír? ako a preco to vzniklo? Skonci to a ak áno, ako? Tieto otázky zaujímajú každého z nás. Moderná veda je však veľmi presýtená matematikou a len niekoľko odborníkov v nej ovláda dostatočne plynule, aby to pochopili. Základné predstavy o zrode a ďalšom osude Vesmíru sa však dajú vysloviť aj bez pomoci matematiky tak, aby sa stali zrozumiteľnými aj pre ľudí, ktorí nezískali vedecké vzdelanie. O to som sa pokúsil vo svojej knihe. Čitateľ posúdi, ako dobre sa mi to podarilo.

Bolo mi povedane, že každý vzorec zahrnutý v knihe zníži počet kupujúcich na polovicu. Potom som sa rozhodol, že sa zaobídem úplne bez vzorcov. Pravda, na konci som napísal jednu rovnicu - slávnu Einsteinovu rovnicu E = mc ^ 2. Dúfam, že to neodstraší polovicu mojich potentiálnych čitateľov.

Okrem toho, že som ochorel na amyotrofickú laterálnu sklerózu, tak takmer vo všetkom ostatnom som mal šťastie. Pomoc a podpora, ktorú mi poskytla moja manželka Jane a moje deti Robert, Lucy a Timothy, mi dali príležitosť viesť celkom normálny život a uspieť vo svojej práci. Mal som šťastie aj v tom, že som si vybral teoretickú fyziku, lebo sa to všetko zmestí do hlavy. Preto sa moja fyzická slabosť nestala vážnou nevýhodou. Moji vedeckí kolegovia, všetci bez výnimky, mi vždy poskytli maximálnu pomoc.

V prvej, „klasickej“ fáze mojej práce boli mojimi najbližšími spolopracovníkmi Roger Penrose, Robert Gerock, Brandon Carter și George Ellis. Som im vďačný za pomoc a za spoločnú prácu. Táto etapa sa skončila vydaním knihy „Veľká štruktúra časopriestoru“, ktorú sme s Ellisom napísali v roku 1973 (Hawking S., Ellis J. Veľkorozmerná štruktúra časopriestoru, M.197: Mitrou)..

Počas druhej, "kvantovej" fázy mojej tvorby, ktorá sa začala v roku 1974, som spolopracoval najmä s Garym Gibbonsom, Donom Pagem a Jimom Hartleom. Za veľa vďačím im, ako aj svojim absolventom, ktorí mi poskytli obrovskú pomoc vo "fyzickom" aj "teoretickom" zmysle slova. Potreba držať krok s postgraduálnymi študentmi bola mimoriadne dôležitým stimulom a zdá sami, že mi nedovolila uviaznuť v močiari.

S touto knihou mi veľmi pomohol jeden z mojich študentov, Brian Witt. V roku 1985 Musel som podstúpiť operáciu a po tracheotómii som prestal rozprávať a tým som takmer strutil možnosť komunikovať. Myslela som si, že knihu nedokážem dočítať. Ale Brian ns mi pomohol iba prepracovať, no naučil ma aj používať počítačový komunikačný program Living Center, ktorý mi dal Walt Waltosh z Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. S ním môžem písať knihy a články, ako aj hovoriť s ľuďmi pomocou syntetizátora reči, ktorý mi darovala iná spoločnosť Sunnyvale, Speech Plus. David Mason nainštaloval tento syntetizátor a malý osobný počítač do môjho invalidného vozíka. Tento systém zmenil všetko: bolo pre mňa ešte jednoduchšie komunikovať ako predtým, než som strutil reč.

Stephen Hawking este legendarul teoretic anglic și popularizator V dôsledku choroby bol Hawking pripútaný na invalidný vozík, ktorý sa napriek všetkému nerozbil, ale slávneho vedca len inšpiroval. Dnes Hawking naďalej prednáša, píše knihy, komunikuje s fanúšikmi a robí dôležité varovania ľudstvu: o stretnutí s mimozemšťanmi, o umelej inteligencii, o presídlení civilizácií na inú planevázízácií na inú planevázázácií nú planivání a modernizácií šávýcház zácií šívých ívýcház.

Stručná história času: Od veľkého tresku po čierne diery je najobľúbenejšia kniha Stephena Hawkinga, prvýkrát vydaná v roku 1988. Kniha hovorí o vzniku matematic vesmíru, povahe priestoru vesmíru, povahe priestoru a čnyasu supervýchý, čnyasu vydanáchý a čnyasu vydaná, a čnyasu vydanáchý, a čnyasu vydanáchý, a čnyasu vydanachý vzorec E = mc². Od svojho vydania sa kniha stala bestsellerom a je ním aj naďalej.

Toto bola "oficiálna" anotácia knihy a teraz de som rád povedal pár slov vo svojom mene. Mnohym sa nebudú páčiť.

Kniha je celkom zábavná, no nenašiel som v nej nič, čo by spôsobovalo toľko hluku. Sú tam zaujímavé miesta, niektoré sa vyjasnili, niektoré sa stali ešte nepochopiteľnejšími. Absencia vzorcov je samozrejme dobrá, Hawking však vzorce nahradil pevnou stenou textu. V knihe nie je vôbec žiadna štruktúra. Málo ilustrácií, ale také, ktoré nie su ilustračné. Hawking sľúbil nápadité analógie... takmer žiadne neexistujú. Len asi sa niečo začína vyjasňovať, no autor sa odsunie niekam nabok a úplne zabudne na predchádzajúcu tému a vy máte pocit, že sa už nevráti v domnení, že už je všetko jasné...

Tie momenty, ktoré som dúfal v objasnenie, tu buď nie sú spomenuté vôbec, alebo sú spomenuté len okrajovo a nie sú zaujímavé. Hlavná vec: nenašiel som v nej odpovede na svoje jednoduché otázky.

Fyzika a kozmológia sú vedy, ktoré nemožno študovať pomocou takých malých kníh. Nuž ... kniha je starodávna, napísaná takmer pred 30 rokmi, toto nie je dialektika, ktorá by sa dala študovať podľa Hegela. Podľa štandardov našej doby je veľa v ňom už zastarané, vyvrátené a doplnené. Takze strateny cas.

Práve som sa dozvedel, že existuje kniha vydaná v roku 2005, prepracovaná a doplnená. Ale ... nebudem to čítať. Po prvé - rok 2005 bol presne pred 12 rokmi, čo ako keby nebolo včera, a po druhé - bude to ten istý textový plot s novými vzorcami v textovej podobe. S najväčšou pravdepodobnosťou to, čo je pre mňa zaujímavé, bude aj malé.

Snáď to niekoho zaujme, uverejňujem vydanie z roku 2005 vo formátoch FB2 a RTF. Stiahnite si, precitajte si:

Záver: informatívny, málo, chaotický. Mal som chuť hľadať iné zdroje informácií, čo je dobre, aspoň túto funkciu kniha splnila. Moje doterajšie vyhľadávania neboli korunovane úspechom. Priliš veľa teorií, priliš veľa veci. Narazia aj šarlatáni, strácate na nich čas a potom si uvedomíte, že vás oklamali. Strávil som napríklad niekoľko hodín pozeraním videí istého Kaťušika. Najprv to bolo zaujímavé, rozumné myšlienky, dobré vysvetlenia a potom sa objavili podozrenia, ktoré ma priviedli k tomu, že tomuto pánovi by sa nemalo dôverovať bez toho, aby sa obzrel, ako to mnohí. Musíme sa poriadne zamyslieť. Jeho slová sú v rozpore so základnou vedou a jeho argumenty nie sú vždy presvedčivé. Takže musíte veľa čítať, aby ste sa dotkli tejto obrovskej témy aspoň okrajom svojho mozgu. Kniha „Stručná história času“ mi v tomto nepomohla ...

Zvládol knihu Stephena Hawkinga „Najkratšia história času“. Sám autor sa pre mnohých stal známym – ide o toho istého geniálneho fyzika, pripútaného na invalidný vozík.

Kniha je zaujímavá, dobre napísaná a prístupná. Čo obzvlášť zasiahlo predstavivosť v mojom zhrnutí:
1) Ak na geografickej mape nakreslíte pomocou pravítka priamku medzi dvoma bodmi, potom táto priamka nebude najkratšou vzdialenosťou medzi dvoma bodmi. Najkratšia bude krivka v tvare oblúka, ktorej polomer sa rovná polomeru Zeme.
2) V prítomnosti hmoty dochádza k deformácii štvorrozmerného časopriestoru, čo spôsobuje zakrivenie trajektórií telies v trojrozmernom priestore. Aj keď je to ťažké znázorniť, hmota Slnka ohýba časopriestor takým spôsobom, že sa nám
3) Všeobecná relativita deklaruje Ak jedno z dvojčiat žije na vrchole hory a druhé pri mori, prvé starne rýchlejšie ako druhé.
4) Ak by sme poznali stav systému v danom momente a poznali zákonitosti vývoja systému, mohli by sme predpovedať polohu systému v ktoromkoľvek okamihu. Takže Heisenbergov princíp neurčitosti vo všeobecnosti hovorí, že bez ohľadu na to, ako sme sa nafúkli, momentálne nemôžeme určiť stav vesmíru. A to nesuvisí s úrovňou rozvoja vedy. To je bližšie k filozofickému princípu – v princípe nemôžeme poznať polohu žiadneho systému v danom momente. V každom okamihu vieme buď rýchlosť častice, alebo jej polohu. Presne jedna z dvoch, ale nie obe hodnoty naraz.
Preto sa pokorte – akákoľvek predpoveď v našom Vesmíre je v zasade nemožná. Z cisto filozofického hľadiska. Ktokoľvek.
5) Ak pošleme elektrón do steny a na jeho ceste dáme dve štrbiny na prechod, potom, stsuko, prejde oboma štrbinami naraz. Pauza na zamyslenie. Vo všeobecnosti môže byť elektrón vo všetkých možných polohách súčasne. Lebo stvorenie je také malé, že to nie je lenčastica, ale keď chce, tak aj vlna. t.j. sam nezhasne. Opäť platí, že elektrón letiaci z jedného bodu do druhého letí po všetkých možných trajektóriách naraz. V podstate je schopný byť súčasne vo všetkých bodoch priestoru a len tam nie je, kde do seba zasahuje.
6) Čisto teoreticky je cestovanie v čase do minulosti možné. Riešenie rovníc teórie relativitate ukazuje, že áno, je. Jedno ale - na cestovanie späť v čase je nevyhnutné pohybovať sa rýchlejšie, než je rýchlosť svetla. A naopak - pohyb rýchlejší ako rýchlosť svetla je nemožný bez súčasného pohybu do minulosti.
Tí, ktorí si uvedomujú, že sa človek nemôže pohybovať rýchlejšie, ako je rýchlosť svetla, si vydýchli. Ale je tu ďalší problém - čisto, opäť, hypoteticky, je tiež možné cestovať rýchlejšie, ako je rýchlosť svetla. Možné v prípade existencie červích dier v časopriestore. A tie prekliate rovnice ukazujú, že áno, takéto diery môžu existovať. A ak môžu, niekde existujú.
7) Najnovšia teória, ktorá jednoducho úžasne opisuje najnovšie objavy vo vede a predvída ich, je teória strún. Nič zvláštne, len všetko, čo táto teória predpovedá, je potom potvrdené pokusmi jeden na jedného. A to je obzvlášť neprijemné. Je to stresujúce, pretože teória strún berie ako predpoklad jeden malý výrok – nežijeme v štvorrozmernom svete, ale v 26-rozmernom. Okrem toho sú rozmiestnené 4 dimenzie a môžeme sa nimi pohybovať a ďalších 22 je zrolovaných do bodu. Fyzici by túto teóriu radi opustili, ale nič zrozumiteľnejšie z hľadiska matematiky ešte nebolo vynájdené a experimenty sa naďalej ideálne zhodujú s predpoveďami predloženými na základe teórie.

Vo všeobecnosti sa mi zdá, že náš vesmír, ako ten elektrón, je Schopný byť vo všetkých stavoch súčasne, s výnimkou tých stavov, v ktorých zasahuje sám do seba. A teraz som súčasne v Krasnodare av Moskve av Alfa-centavr. A zároveň tam vôbec nie som ja. Ale myšlienka entu je jednoznačne hodná žuvania v samostatnej, nejasnej filozofickej knihe.

Pismo: Menej aa Viac aa

Leonard Mlodinow

Strucna istorica casu

* * *

Predslov

Názov tejto knihy sa od názvu prvej, vydanej v roku 1988, líši len jedným slovom. Stručná história času zostala na zozname bestsellerov londýnskych novín Nedeľne casy za 237 týždňov - predal sa asi jeden výtlačok na 750 obyvateľov Zeme, mužov, žien a detí. To je neuveriteľný úspech knihy o jednom z najťažších aspectv modernej fyziky. Najťažšia vec je však vždy najzaujímavejšia, pretože hovoríme o dôležitých, základných otázkach: čo v podstate vieme o vesmíre? iti place sa vieme? ako vznikol vesmír a aký osud ho čaká? Tieto otázky sú podstatou Stručnej histórie času a zostávajú stredobodom tejto knihy. Za tie roky, čo sa Stručná história dostala na pulty, som dostal veľa listov z celého sveta od čitateľov všetkých vekových kategórií a profesií. Jednou z najčastejších požiadaviek je napísať novú „Stručnú históriu“, pričom sa zachová podstata tej starej, ale hlavné myšlienky predstavia jasnejšie a pomalšie. Samozrejme, niekto de túto knihu mohol nazvať „Trochu menej stručné dejiny času“, ale ako som to pochopil, len málokto de chcel získať pôsobivý zväzok, ktorý de pripomínal univerzitný kurz kozógie.

Takže pár slov o povahe tejto knihy. Pri písaní Najkratších dejín času sme sa riadili logikou prvého vydania, no rozšírili sme ho, pričom sme mali na pamäti, že nová kniha de sa mala čítať ľahko a nemala de byť príli. Príbeh sa ukázal byť naozaj skrátený, keďže som vylúčil niektoré príliš zložité technické body, ale to bolo viac než kompenzované hĺbkovým prístupom k materiálu, ktorý je základom knihy.

Využili sme aj možnosť doplniť publikáciu o nové pozorovacie a teoretické údaje. Najkratšia história času opisuje nedávne úspechy teoretických fyzikov, ktorí zápasia s jednotnou teóriou všetkých fyzikálnych síl. Hovoríme najmä o pokroku v teórii strún, ako aj o dualizme, či o vzájomných korešpondenciách medzi zdanlivo úplne odlišnými fyzikálnymi teóriami, ktoré možno považovať teórie fyzikálnymi teóriami, ktoré možno považovať za jenotkazzájálcie vejálėdězězėjėjězėjėjězě yězění. Kniha tiež predstavuje dôležité nové pozorovania uskutočnené satelitom. COBE(angl. Prieskumnik kozmickeho pozadia- „Výskumník CMB”) un telescop Hubblov vesmírny.

Pred štyridsiatimi rokmi Richard Feynman povedal: „Máme veľké šťastie, že žijeme vo veku, v ktorom stále objavujeme. Je to ako objavovanie Ameriky - urobíte to len raz. Doba, v ktorej žijeme, je dobou objavovania základných prírodných zákonov. „Dnes, ako nikdy predtým, sme sa priblížili k pochopeniu podstaty Vesmíru a na týchto stránkach sa chceme s s čitate s čitate šúvávětų potévětě, čitate svězění, čitate zúvězě, zětění zětění. našimi ocami. .

Kapitola 1. Vahy o vesmíre

Žijeme v zvláštnom a úžasnom vesmíre. Na pochopenie a ocenenie jej veku, veľkosti, burlivej povahy a krásy je potrebná pozoruhodná predstavivosť. A zdá sa, že v tomto obrovskom priestore zaberáme veľmi bezvýznamné miesto a chceme to pochopiť a uvedomiť si svoju úlohu vo Vesmíre. Pred niekoľkými desaťročiami slávny vedec (hovoria, že to bol Bertrand Russell), ktorý mal verejnú prednášku o astronómii, povedal, ako sa Zem pohybuje na obežnej dráhe okolo Slnka a ako Slnko obieha obiérov oskiezdy na obbieha obiérov. Keď prednáška skončila, malá staršia žena na samom konci audiencie povedala: „Všetko, čo tu bolo povedane, je úplný nezmysel. Svet je plochá doska na chrbte obrovskej korytnačky." Vedec sa blahosklonne usmial a spýtal sa: "A na čom je tá korytnačka?" ďalšej a tak ďalej až do konca!"

V našej dobe sa väčšine bude zdať obraz vesmíru v podobe nekonečnej veže korytnačiek smiešny. Ako vieme, že náš pohľad na svet je lepší? Zabudnime na chvíľu na všetko, čo vieme alebo si myslíme, že vieme o vesmíre a pozrime sa len na nočnú oblohu. Čo môžem povedať o týchto svetelných bodoch? Možno sú to male svetlá? V skutočnosti je pre nás ťažké predstaviť si ich skutočnú povahu, pretože je ďaleko za hranicami našej každodennej skúsenosti. Ak sa radi pozerate na hviezdnu oblohu, možno ste si za súmraku všimli rozmazaný bod svetla blízko horizontu. Toto je planéta Merkúr, ktorá sa však vôbec nepodobá našej Zemi. Deň tam trva dve tretiny miestneho roka. Teplota časti povrchu planéty osvetlenej Slnkom dosahuje 400 ° C a viac a na nočnej neosvetlenej strane klesá na -200 ° C. No napriek všetkým rozdielom od našej vlastnej planéty mán Merkúr mákněský vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vyký vykých spália miliardy kilogramov hmoty a teplota v jadre dosahuje desiatky miliónov stupňov. .

Je tiež veľmi ťažké si predstaviť, ako ďaleko sú od nás planéty a hviezdy. V starovekej Cíne sa stavali kamenné veže v nádeji, že sa im priblížia hviezdy. Je celkom prirodzené predstaviť si hviezdy a planéty umiestnené oveľa bližšie, ako sú v skutočnosti – napokon, v bežnom živote sa nemusíme zaoberať kolosálnymi kozmickými vzdialenosťami. Sú také veľké, že nemá zmysel pokúšať sa ich merať v metroch a centimetroch, ako je to pri väčšine vzdialeností a dĺžok v našom každodennom živote. Vesmírne vzdialenosti sa zvyčajne merajú vo svetelných rokoch. Svetelny rok je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok. Za jednu sekundu prejde lúč svetla asi 300.000 de kilometri. Svetelny rok je teda veľmi dlha vzdialenosť. Najbližšia hviezda k nám po Slnku - Proxima Centauri (známa aj ako Alpha Centauri C) - je vzdialená asi 4 svetelné roky. To je tak ďaleko, že skutočne navrhnutej najrýchlejšej vesmírnej lodi bude trvať najmenej 10.000 rokov, kým prekoná preot, ktorý nás oddeľuje.

Ľudia v staroveku sa veľmi snažili pochopiť štruktúru Vesmíru, no nemali ešte modernú matematiku a vôbec modernú vedu. Teraz máme k dispozícii veľmi silné nástroje myslenia, ako je matematika a vedecké metódy, ako aj technické nástroje, ako sú počítače a teleskopy. Vďaka tomu sa nám podarilo veľa naučiť o vesmíre. Ale čo vlastne vieme o vesmíre ako to všetci vieme? Ako vznikol vesmir? Čo ju čaká v budúcnosti? Mal vesmír začiatok, a ak áno, čo bolo pred ním? Aka je povaha casu? Skončí sa to niekedy? Dá sa posunúť v case dozadu? Na niektoré z týchto dlhotrvajúcich otázok odpovedali nedávne objavy vo fyzike, za ktoré vďačíme najmä vzniku nových technológií. Jedneho dňa zistíme, že tieto odpovede budú také zrejmé, ako že Zem sa točí okolo Slnka. Alebo to môže byť také smiešne ako myšlienka korytnačej veže. Lenčas (nech je to čokoľvek) ukáže.

Capitolul 2

Hoci už za čias Krištofa Kolumba mnohí považovali Zem za plochú (a aj dnes sa takíto ľudia nachádzajú), základy modernej astronómie boli položené už v starovekom Grécku. Okolo roku 340 pred Kristom napísal grécky filozof Aristoteles pojednanie O nebi. V ňom predložil množstvo dôkazov, že Zem má tvar gule a nie plochá ako tanier.

Jedna z týchto úvah je založená na pozorovaní zatmení Mesiaca. Aristoteles si uvedomil, že príčinou týchto zatmení je prechod Zeme medzi Slnkom a Mesiacom. V tomto prípade Zem vrhá tieň na Mesiac a my ho vidíme ako zatmenie. Aristoteles upozornil na skutočnosť, že tieň Zeme má vždy okrúhly tvar, čo je prirodzené, ak má Zem tvar gule. Ale to de samozrejme nebolo v prípade, ak de Zem mala tvar plochého disku. V tomto prípade by bol tieň kruhový iba vtedy, ak by sa Slnko počas zatmenia nachádzalo presne pod stredom disku. V akejkoľvek inej polohe prin bol tieň pretiahnutý vo forme elipsie (predĺženého kruhu).

Starovekí Gréci mali iné argumenty v prospech sféricosti Zeme. Ak de bola Zem plochá, potom de loď smerujúca k pobrežiu mala najskôr vyzerať ako malý, sotva viditeľný bod. Keď sa potom loď priblížila, dali sa na nej rozlíšiť jednotlivé časti - plachty a trup. Ale v skutočnosti to tak vôbec nie je. Keď sa na obzore objaví loď, najprv vidíme len jej plachty. A až potom sa objavi telo. O guľovom tvare Zeme svedčí fact, že z horizontu sa ako prvé vynárajú vrcholy stožiarov lode, ktoré sa nachádzajú vysoko nad trupom.

Objavuje sa za horizontom. Zem ma tvar gule. Preto, keď sa k nám loď priblíži, najprv vidíme jej sťažne a plachty nad horizontom a až potom sa objaví jej trup.

greacă venovali pozornosť aj hviezdnej oblohe. V čase Aristotela študovali pohyby svetiel na nočnej oblohe už mnoho stoviek rokov. Všimli si, že hoci sa po nebeskej klenbe ako celku pohybujú tisíce svetiel, päť hviezd, nepočítajúc mesiac, sa pohybuje inak ako ostatné. Občas odbočia z vychodených chodníkov z východu na západ a niekedy dokonca cúvajú. Tieto svietidlá boli pomenovane planéty z gréckeho slova, ktoré znamená „tuláci“. Gréci videli iba päť planét, pretože len tie sú dostupné voľným okom: Merkúr, Venuša, Marte, Jupiter și Saturn. Teraz už vieme, preço sa planéty pohybujú po oblohe takým neobvyklým spôsobom: pohyb hviezd vzhľadom na Nasu slnečnú sústavu je takmer nepostrehnuteľný, ale planéty sa otáčajú po obežných dráhach okolo slnka, un Preto zapisujú oveľa zložitejšie trajektórie na pozadí vzdialených hviezd.

Aristoteles považoval Zem za nehybnú a tiež veril, že Slnko, Mesiac, planéty a hviezdy sa točia po kruhových dráhach okolo Zeme. Veril tomu na základe mystických úvah, pričom veril, že Zem je stredom Vesmíru a pohyb v kruhu je najdokonalejší. V 2. storočí nášho letopočtu postavil grécky vedec Ptolemaios na základe tejto myšlienky kompletný model oblohy. Ptolemaios bol vášnivým bádateľom, nie bezdôvodne mu patria slová: „Viem, že som smrteľný a moje dni sú spočítané, ale keď neúnavne a dychtivo sledujem v myšlienkahráhvedívez, obžné dlhšie sa dotýkať Zeme nohami: pri Diovom stole si vychutnávam ambróziu, jedlo bohov."

V Ptolemaiovom modeli sveta nás obklopuje osem vnorených rotujúcich gúľ ako hniezdiaca bábika a v strede všetkých týchto gúľ je Zem. Myšlienka toho, čo bolo mimo najväčšej gule, bola najnejasnejšia, ale v každom prípade to bolo mimo vesmíru pozorovateľné človekom. Najvzdialenejšia guľa teda predstavovala akúsi hranicu vesmíru. Hviezdy boli na tejto sfére upevnené, a preto pri jej rotácii ostali vzájomné polohy hviezd nezmenené - presne tak, ako to pozorujeme v skutočnosti. Planéty sa nachádzali na vnútorných sférach. Na rozdiel od hviezd neboli pripojené k svojim sféram a každá planéta sa pohybovala vzhľadom na svoju sféru v malom kruhu nazyvanom epicyklus. Veľmi zložité nekruhové viditeľné trajektórie planét na oblohe možno vysvetliť kombináciou pohybu pozdĺž epicyklu a rotácie gule.

modelul Ptolemaiov. V Ptolemaiovom modeli bola Zem v strede vesmíru, obklopená ôsmimi sférami, nesúcimi všetky vtedy známe nebeské telesá.

Ptolemaiov model umožnil pomerne presne predpovedať polohu hviezd na oblohe. Aby sa však dosiahla zhoda medzi predpoveďami a pozorovaniami, musel Ptolemaios predpokladať, že vzdialenosť od Zeme k Mesiacu sa môže zmeniť dvakrát! To znamenalo, že zdanlivá veľkosť Mesiaca musí byť niekedy dvakrát taká veľká ako inokedy! Ptolemaios si bol vedomý tejto chyby vo svojom systéme, čo však nebránilo (takmer) všeobecnému prijatiu jeho obrazu sveta. Kresťanská cirkev prijala Ptolemaiovský systém, pretože ho považovala za konzistentný s Písmom: mimo sféry stálic bolo dosť miesta pre nebo a peklo.

Ale v roku 1514 poľský kňaz Mikuláš Kopernik navrhol iný model. (Pravdaže, spočiatku sa Koperník obával, že ho Cirkev obviní z kacírstva, šíril svoje myšlienky anonymne.) Kopernik veril, že Slnko je nehybné a nachádza sa v strede slnečnej sústavy, zatiaľ čo Zem a planéty sa okolo neho pohybujú po kruhových dráhach. Kopernikov model nebol o nič horší ako Ptolemaiov, ale stále presne nepredpovedal pozorovania. Bol oveľa jednoduchší ako Ptolemaiov model, takže by sa dalo očakávať, že ho ľudia prijmú. Trvalo však takmer storočie, kým sa táto myšlienka začala brať vážne. Dvaja vedci, nemecký astrom Johannes Kepler a taliansky astrom Galileo Galilei, boli medzi prvými, ktorí verejne prehovorili za Kopernikovu teóriu.

V roku 1609 začal Galileo pozorovať nočnú oblohu pomocou ďalekohľadu, ktorý práve vynašiel. Pri pohľade na planétu Jupiter objavil Galileo niekoľko malých satelitov, ktoré okolo nej obiehajú. Z toho vyplynulo, že nie všetky nebeské telesá sa točia okolo Zeme, ako verili Aristoteles a Ptolemaios. Približne v rovnakom čase Kepler zdokonalil Kopernikovu teóriu, pričom naznačil, že planéty sa nepohybujú po kruhových dráhach, ale po elipsách, čo umožnilo dosiahnuť zhodu medzi predpoveďamirieou. Toto všetko nakoniec ukončilo Ptolemaiov system sveta.

Hoci predpoklad o eliptických dráhach spresnil Kopernikov model, Kepler to považoval len za matematický trik, keďže jeho predstavy o štruktúre prírody neboli založené na pozorovaniach. Rovnako ako Aristoteles, aj Kepler považoval elipsy za menej dokonalé tvary ako kruhy. Samotná myšlienka, že by sa planéty mohli pohybovať po takých nedokonalých trajektóriách, sa mu zdala príliš škaredá na to, aby bola pravdivá. Okrem toho sa Keplerovi nepáčilo, že predpoklad eliptických dráh nebol v súlade s jeho predstavou magnetických síl ako príčiny pohybu planét okolo Slnka. Samozrejme, že sa mýlil v magnetizme, ale musíme mu priznať uznanie za samotnú myšlienku, že pohyb planét musí byť spôsobený nejakou silou. Správne vysvetlenie dôvodu pohybu planét okolo Slnka podal oveľa neskôr v roku 1687 Sir Isaac Newton vo svojom pojednaní „Matematické princípy prírodnej filozofie“ – možno najdálžitejšej doterazejpállikoôleevan ypubálikoôleevan.

Newton v tomto diele sformuloval zákon, že teleso v pokoji zostáva v pokoji, pokiaľ naň nepôsobí sila, a opísal aj to, ako sa mení pohyb telesa pôsobením sily. Prečo sa teda planéty pohybujú okolo Slnka po eliptických dráhach? Podľa Newtona je za to zodpovedná úplne jednoznačná sila - tá, vďaka ktorej uvoľnené (spadnuté) telo spadne na zem a nezostane v pokoji. Túto silu nazval gravitácia a vyvinul matematický aparát, ktorý mu umožňuje vypočítať, ako telesá reagujú na silu, ktorá na ne pôsobí, napríklad sila gravitácie, a tiež vyriešil zodpovedajúce. Newtonovi sa teda podarilo ukázať, že pod vplyvom gravitácie Slnka by sa Zem a ostatné planéty mali pohybovať po eliptických dráhach presne tak, ako predpovedal Kepler! Newton naznačil, že jeho zákony platia pre všetko vo vesmíre, od padajúceho jablka po hviezdy a planéty. Prvýkrát v histórii bolo možné vysvetliť pohyby planét a pohyby telies na Zemi ako dôsledok rovnakých zákonov, a to bol zrod modernej fyziky a modernej astronómie.

Pri absencii ptolemaiovských sfér nebolo potrebné predpokladať, že vesmír má nejakú vonkajšiu hranicu. Navyše, keďže vo hviezdach nebol zaznamenaný žiadny pohyb, okrem všeobecného denného pohybu oblohy, spôsobeného rotáciou Zeme, bolo prirodzené predpokladať, že ide o tie isté telesá ako našá lēzľa sa nachá, ďďďže. Vedci tak opustili nielen myšlienku centrálnej polohy Zeme vo vesmíre, ale aj myšlienku jedinečnosti nášho Slnka a celej slnečnej sústavy. Nový svetonázor znamenal zásadnú zmenu v ľudskom myslení, začiatok nového moderného vedeckého chápania nášho vesmíru.

Kapitola 3. Teoria Povaha vedeckej

Pred diskusiou o povahe vesmíru a zodpovedaním otázok o tom, či mal začiatok a či existuje koniec, by ste si mali vytvoriť jasnú predstavu o tom, čo sú vedecké teórie. Budeme sa držať jednoduchého pohľadu na teóriu – ako model Vesmíru alebo akejkoľvek jeho časti v spojení so súborom pravidiel spájajúcich parametre tohto modelu s našimi pozorovaniami. Existuje iba v našom vedomí a v skutočnosti neexistuje žiadnym iným spôsobom (nech to znamená čokoľvek). Teória sa považuje za dobrú, ak spĺňa dve požiadavky. Po prvé, musí správne opísať veľkú triedu pozorovaní na základe modelu s malým počtom ľubovoľných prvkov a po druhé, musí umožňovať predpovedanie výsledkov budúcich pozorovaní s dostatoučno. Napríklad Aristoteles veril v teóriu Empedokles, podľa ktorej všetko na svete pozostáva zo štyroch prvkov: zeme, vzduchu, ohňa a vody. Bola to pomerne jednoduchá teória, ale neumožňovala žiadne presné predpovede. Na druhej strane Newtonova teória gravitácie bola založená na ešte jednoduchšom modeli, v ktorom sa telesá k sebe priťahujú silou úmernou veľkosti, ktorú nazval hmotnosť, a nepriamo úmernou druhej mocnine v. . A zároveň Newtonova teória umožňuje s veľmi vysokou presnosťou predpovedať pohyb Slnka, Mesiaca a planét.

Akákoľvek fyzikálna teória je svojou povahou dočasná v tom zmysle, že je to len hypotéza, ktorú nemožno dokázať. Bez ohľadu na to, koľko experimentov túto teóriu potvrdzuje, nikdy si nemôžete byť istí, že ďalší výsledok jej nebude v rozpore. Na druhej strane na vyvrátenie teórie stačí jediné pozorovanie, ktorého výsledky sú v rozpore s jej predikciami. Ako poznamenal filozof vedy Karl Popper, dobrá teória je taká, ktorá umožňuje robiť mnohé predpovede, ktoré možno v zásade vyvrátiť alebo, ako to Popper nazýva, pozorovaním sfalšovať. S každým novým experimentom, ktorého výsledky súhlasia s predpoveďami teórie, sa zvyšuje miera našej dôvery v ňu a samotná teória sa posilňuje. Hneď prvé pozorovanie, ktoré je v rozpore s teóriou, je však základom jej odmietnutia alebo podstatnej zmeny.

V každom prípade by to tak v idealom prípade malo byť, aj keď, samozrejme, vždy možno pochybovať o kvalifikácii pozorovateľa alebo experimentátora.

V praxi je nová teória často rozšírením predchádzajúcej. Napríklad veľmi presné pozorovania planéty Merkúr odhalili malé nezrovnalosti medzi pozorovaným pohybom a predpoveďami Newtonovej teórie gravitácie. Pohyb planéty, vypočítaný podľa Einsteinovej všeobecnej teórie relativity, sa mierne líšil od toho, čo predpovedala Newtonova teória. Zhoda pohybu Merkúra predpovedaná Einsteinovou teóriou s pozorovaniami pri absencii takejto zhody pre newtonovskú teóriu sa stala jedným z kľúčových potvrdení novej teórie. Napriek tomu stále pokračujeme v používaní newtonovskej teórie pre väčšinu praktických problémov, pretože v situáciách, s ktorými sa zvyčajne musíme vysporiadať, sa jej predpovede len veľecovšmálo vľecovitividad (Navyše, Newtonova teória je oveľa jednoduchšia ako Einsteinova!)

Konečným cieľom vedy je vytvoriť jednotnú teóriu na opis celého vesmíru. V skutočnosti sa však prístup väčšiny vedcov scvrkáva na rozdelenie problému na dve časti. Po prvé, existujú zákony, ktoré upravujú, ako sa vesmír mení v priebehu času. (Ak poznáme stav Vesmíru v určitom časovom okamihu, potom nám takéto fyzikálne zákony umožňujú určiť, ako bude vyzerať v ktoromkoľvek inom okamihu.) Niektori veria, že veda by sa mala zaoberať len prvým problémom a otázka počiatočného stavu je skôr v kompetencii metafyziky alebo náboženstva. Veria, že Boh, keďže je všemohúci, môže stvoriť vesmír akýmkoľvek spôsobom, akým chce. Môže to tak byť, ale potom de Boh mohol prinútiť aj vesmír, aby sa vyvíjal úplne svojvoľne. Zdá sa však, že Boh chcel, aby sa vesmír vyvíjal v súlade s presne definovanými zákonmi. A preto sa zdá celkom rozumné predpokladať, že počiatočný stav vesmíru sa tiež riadil jasne definovanými zákonmi.

Ukázalo sa, že je veľmi ťažké vytvoriť teóriu, ktorá by okamžite opísala celý vesmír. Namiesto toho vedci rozdelili problém do mnohých častí a vybudovali mnoho súkromnych teórií. Každá z týchto konkrétnych teórií opisuje a predpovedá určitú obmedzenú triedu pozorovaní, pričom zanedbáva vplyv iných faktorov alebo ich predstavuje vo forme jednoduchých množín čísel. Je možné, že tento prístup je zasadne nesprávny. Ak je všetko vo vesmíre v podstate vzájomne závislé, potom je, samozrejme, nemožné získať úplné riešenie skúmaním problému kúsok po kúsku izolovane od celku. Napriek tomu až doteraz tento prístup zabezpečoval pokrok vedy. Klasickým príkladom je opäť Newtonova teória gravitácie, podľa ktorej sila vzájomnej príťažlivosti telies závisí iba od číselných charakteristík, ktoré sú vlastné každému z telies - nezáho ívózho závěs - nezáho zětěný vyhověsť - nezáho zětěsěs - nezáto zětěsť . Obezné dráhy planét teda možno vypočítať bez toho, aby sme zachádzali do podrobnosti o ich štruktúre a vnútornej štruktúre.

V súčasnosti sa na opis vesmíru používajú dve základné súkromné teórie – všeobecná teória relativity a cantitatevá mechanika. Ide o dva veľké intelektuálne výdobytky prvej polovice 20. storocia. Všeobecná relativita popisuje gravitačnú silu a veľkorozmernú štruktúru vesmíru, teda jeho štruktúru na mierkach od niekoľkých kilometrov do milión miliónov miliónov miliónov miliónov (jedna s dvadsiatimi štruktúru vesmíru) - štyrmi poľkých kilometrov do milión miliónov miliónov miliónov miliónov (jedna s dvadsiatimi) Na druhej strane sa cantitatevá mechanika zaoberá javmi v extrémne malých mierkach, ako je milióntina milióntiny centimetra. Ale, bohužiaľ, je známe, že tieto dve teórie sú navzájom nezlučiteľné, a preto nemôžu byť obe správne. Jedným z hlavných smerov výskumu fyziky súčasnosti a hlavnou témou tejto knihy je vývoj novej teórie, ktorá by spájala oba špeciálne prípady - cantitatevá teória gravitácie. Takáto teória ešte neexistuje a možno sme ešte ďaleko od jej vytvorenia, no mnohé vlastnosti, ktoré by mala mať, už poznáme. A ako uvidíme v nasledujúcich kapitolách, už poznáme niekoľko nevyhnutných predpovedí cantitatevej teórie gravitácie.

Od atomov po galaxie. V prvej polovici 20. storočia sa fyzici, vychádzajúc z predpokladov o štruktúre sveta, pokúšali pokryť nielen známy svet Isaaca Newtona: objavili sa teórie popisujúce extrémne vetrémnek.

Ak teda predpokladáme, že Vesmír nie je usporiadaný svojvoľne, ale riadi sa určitými zákonmi, bude potrebné nakoniec jednotlivé teórie do zjednotiť do jednej ucelenej teórie, ktorá oktorá dokáť. Hľadanie takejto úplnej jednotnej teórie je však spojené so zásadným paradoxom. Vyššie opisaný koncept vedeckých teórií predpokladá, že sme inteligentné bytosti, ktoré môžu slobodne pozorovať vesmír požadovaným spôsobom a vyvodzovať logické závery z toho, čo vidíme. V takejto schéme existuje dôvod domnievať sa, že sa môžeme priblížiť a priblížiť k zákonom, ktoré riadia náš vesmír. Ak by ale skutočne existovala úplná jednotná teória, potom by s najväčšou pravdepodobnosťou určovala aj naše činy samotné, teda vrátane výsledku nášho pátrania! A prečo by z toho malo vyplývať, že na základe získaných údajov dospejeme k správnym záverom? Nevyplývalo de z teórie, že dôjdeme k chybným záverom? Alebo nedostávame žiadne zavery?

Jediný spôsob, ako vyriešiť tento problém, je založený na darwinovskom princípe prirodzeneho výberu. Ide o to, že jednotlivci v akejkoľvek populácii samoreprodukujúcich sa organizmov sa budú nevyhnutne líšiť vo svojom genetickom materiáli a výchove. To znamená, že niektori jednotlivci budú Schopní lepšie ako iní vyvodiť správne závery o svete okolo seba a podľa toho konať. S väčšou pravdepodobnosťou prežijú a rozmnožujú sa, takže ich správanie a myšlienky budú prevládať. Samozrejme, v minulosti boli inteligencia a vedecké objavy výhodou prežitia pri viac ako jednej príležitosti. Nie je celkom jasné, či je to stále tak: naše vedecké objavy nás napokon môžu úplne zničiť, a aj keby sa tak nestalo, komplexná zjednotená teória nemusí hrať mimoriadne džitš hrať prežitš úna prežitš zničiť. Ak sa však Vesmír vyvíja prirodzeným spôsobom, potom môžeme očakávať, že inteligentné schopnosti, ktoré nám dáva prírodný výber, sa prejavia aj pri hľadaní všeobjímajúcej všeobjímajúcej jednotnezá n pretom neódory a pretom neódove a kýrádný výber.

Keďže už dostupné konkrétne teórie sú dostatočné na presné predpovede vo všetkých situáciách okrem tých najextrémnejších, hľadanie definitívnej teórie vesmíru je ťažúké odôvodni. (Všimnite si však, že podobné argumenty by sa dali uviesť vo vzťahu k teórii relativity a kvantovej mechanike a vďaka týmto teóriám sme zvládli jadrovú energiu a urobili revolúciu v mikroelektronike a urobili revolúciu v mikroelektronike n. Ale už na úsvite civilizácie sa ľudia nechceli uspokojiť s vnímaním sveta ako súboru nesúvisiacich a nevysvetliteľných udalostí a javov. Snažili sme sa pochopiť základný poriadok vesmíru. A dnes chceme pochopiť, prečo sme tu a odkiaľ pochádzame. Hlboká túžba ľudstva po poznaní je dostatočným ospravedlnením pre naše pokračujúce pátranie a naším cieľom nie je nič viac a nič menej ako úplný popis vesmíru, v ktorom žijeme.

Ďalekohľad ako ďalekohľad prvýkrát vynašiel holandský výrobca okuliarov Johann Lippersgey v roku 1608, ale Galileo bol prvý, kto v roku 1609

Nie je to celkom pravda. Vnútornú stavbu gravitujúcich telies možno zanedbať len vtedy, ak je rozloženie hustoty v nich sféricky symetrické (teda závisí len od vzdialenosti od stredu telesa). V prípade planét a Slnka to striktne povedane nie je - tieto telesá sú na póloch aspoň mierne sploštené. Napríklad sploštenie Slnka je jedným z dôvodov precesie perihélia Merkúra. Terestrické planéty majú aj iné nehomogenity v rozložení hustoty. Štúdium gravitačného poľa Zeme a iných nebeských telees je predmetom samostatného vedného odboru - gravimetrie.

Kúpiť a stiahnuť za 349 ₽ (€ 4,89 )