Помощь проекту
Параллельные миры: Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса
Добавлено 2017-07-04
Книга заблокирована
Скачать книгу
Купить книгу
Цитаты 10
Причина, по которой теория относительности противоречит здравому смыслу, заключается не в том, что теория относительности неверна, а в том, что наш здравый смысл не в состоянии представить реальность. Мы — странноватое произведение природы. Мы заселяем необычный объект недвижимости, где температура, плотность и скорости довольно умеренны. Однако в «настоящей Вселенной» температуры могут быть невероятно высокими в центре звезды или чрезвычайно низкими в открытом космосе, а субатомные частицы проносятся в космическом пространстве со скоростью, близкой к скорости света. Другими словами, наш здравый смысл сформировался в крайне необычной темной части Вселенной, на Земле, а потому неудивительно, что наш рассудок не может постичь истинные размеры Вселенной. Проблема не в теории относительности, а в нашем убеждении, что наш рассудок в состоянии объяснить реальность.
Удивительной чертой этих четырех сил является то, что все они принципиально отличаются друг от друга, обладая различными свойствами и имея каждая свои достоинства. Например, гравитация намного слабее трех остальных сил, она в 1036 раз слабее электромагнитного взаимодействия. Земля весит 6 трлн кг, и все же огромный вес и гравитация могут быть легко уравновешены с помощью электромагнитной силы. Даже ваша расческа может поднять клочки бумаги с помощью статического электричества, тем самым преодолевая силу гравитации. К тому же гравитация только притягивает свои объекты, электромагнитная же сила может как притягивать, так и отталкивать в зависимости от заряда частиц.
Этот результат был самым впечатляющим образом подтвержден спутником WMAP, который показал, что энергия, приписываемая Λ, или темная материя, составляет 73 %[20] всего вещества и энергии во Вселенной, что отводит ей доминирующее место в космической головоломке.
Эйнштейн писал, что его поиски единой теории поля в конечном счете позволят ему «узреть Божий замысел». Если струнная теория верна, то мы увидим, что замысел Бога – это космическая музыка, резонирующая во всех десяти измерениях гиперпространства.
Когда значение Ω = 0,3 добавили к значению Λ = 0,7, сумма оказалась (с учетом погрешности в ходе эксперимента) равной 1,0, то есть результат совпал с тем, который предсказывала теория инфляции.
Вселенная, продолжая расширяться, все же постепенно замедляет скорость расширения. Для нескольких поколений астрономов это было догмой, которую учили во всех курсах космологии – то, что «изначальное расширение постепенно замедляется». После того как каждая из групп изучила около дюжины сверхновых, они обнаружили, что Вселенная расширяется не так быстро, как считалось раньше (то есть красное смещение сверхновых – а следовательно, и их скорость – было меньше априорных ожиданий). При сравнении скорости расширения ранней Вселенной и Вселенной наших дней обе группы астрономов заключили, что в наши дни скорость расширения Вселенной не меньше, а больше. К своему удивлению, обе группы пришли к поразительному выводу: расширение Вселенной ускоряется. В полное смятение их привело то, что ни одно из значений Ω не вписывалось в полученные ими данные. Единственным способом, позволяющим согласовать данные и теорию, было возвращение Λ – энергии вакуума, впервые введенной Эйнштейном. Более того, астрономы обнаружили, что Ω, плотность энергии, в основном и определяется необычайно большой Λ, что вызывало ускорение Вселенной по сценарию де Ситтера. Две группы совершенно независимо друг от друга пришли к этому потрясающему выводу, но не торопились публиковать результаты из-за господствующего предубеждения, что значение Λ = 0. Как сказал Джордж Джекоби из Обсерватории Китт-Пик: «Понятие Λ всегда была умозрительным, и любого, кто был достаточно не в себе, чтобы сказать, что она не равна нулю, считали спятившим»{65}.
Астрономы пытались пересчитать скорость расширения Вселенной в далеком прошлом. Вместо анализа переменных цефеид (которым в 1920-е годы занимался Хаббл) астрономы начали изучение сверхновых в далеких галактиках на расстоянии миллиардов световых лет в прошлом. В частности, они исследовали тип сверхновых Iа. Сверхновые этого типа – идеальные кандидаты в стандартные свечи. Астрономам известно, что все сверхновые этого типа характеризуются приблизительно одинаковой яркостью. (Яркость сверхновых типа Iа изучена настолько хорошо, что могут быть замечены даже небольшие отклонения: чем ярче сверхновая, тем медленнее убывает ее яркость.) Такие сверхновые появляются, когда белый карлик в двойной звездной системе медленно вытягивает вещество из своего спутника. Кормясь от сестры-звезды, белый карлик постепенно увеличивает массу до тех пор, пока она не достигает 1,4 солнечной массы, максимально возможной для белого карлика. Превысив этот предел, он коллапсирует и взрывается как сверхновые типа Iа. Эта предельная масса и объясняет тот факт, что все сверхновые типа Iа однородны в своей яркости, – это естественное следствие того, что белые карлики увеличивают массу ровно до 1,4 солнечной массы, а затем коллапсируют под воздействием силы гравитации. (Как показал Субраманьян Чандрасекар в 1935 году, в белом карлике сила гравитации, разрушающая звезду, уравновешивается силой отталкивания электронов, которая называется давлением вырожденных электронов. Если белый карлик превосходит 1,4 солнечной массы, то гравитация преодолевает эту силу и звезда разрушается, а результатом этого разрушения становится сверхновая{64}.) Поскольку взрывы отдаленных сверхновых произошли в молодой Вселенной, то посредством их анализа можно рассчитать скорость расширения Вселенной миллиарды лет назад.
К великому облегчению ученых, доскональное изучение обработанных на компьютере данных со спутника СОВЕ обнаружило размытую рябь, при этом колебания температуры не превосходили 10–5 – минимальный размер отклонения, допускаемый квантовой теорией. Эти бесконечно малые волны ряби вписывались в инфляционную теорию.
Первоначальный поверхностный анализ данных со спутника СОВЕ не обнаружил отклонений или флуктуации в реликтовом излучении.
Поскольку инфляционная теория – теория квантовая, она основывается на принципе неопределенности Гейзенберга, краеугольном камне квантовой теории. (Принцип неопределенности гласит, что нельзя произвести измерения с бесконечной точностью, такие, например, как измерение скорости и местоположения электрона. При этом неважно, насколько чувствительны приборы, в измерениях все равно будет присутствовать некая неопределенность. Если вам точно известна скорость электрона, то не может быть известно его местоположение; если вы точно знаете его местоположение, то не можете знать его скорость.) Применительно к изначальному огненному облаку Большого взрыва это означает, что первоначальный космический взрыв не мог быть бесконечно «ровным». (Если бы он был идеально однородным, то мы бы знали точные траектории субатомных частиц, разлетевшихся в результате Большого взрыва, что противоречит принципу неопределенности.) Квантовая теория позволяет нам вычислить размер этих волн, или флуктуации, в первоначальном облаке огня. Если мы расширим эти крошечные многочисленные волны, то сможем вычислить минимальное количество волн, которое должны увидеть в реликтовом излучении через 380 000 лет после Большого взрыва. (А если мы расширим эту рябь до настоящего времени, то должны увидеть расположение галактических скоплений. Наша галактика сама появилась в виде одной из этих крошечных флуктуаций.)
Комментарии