«Поскольку Вселенная постоянно
бросает кости, чтобы выяснить, что
случится дальше, у неё нет единственной
истории, как можно было бы подумать.
Напротив, Вселенная обладает всеми
возможными историями — каждой
с определённой вероятностью…
Мысль о том, что Вселенная имеет
множество историй, может показаться
научной фантастикой, но сегодня она
принимается как научный факт.»
Стивен Хокинг, «Мир в ореховой скорлупке»

До начала ХХ века в ходу были две основные космологические гипотезы. Первая опиралась на религиозное мировоззрение, согласно которому весь наш мир был создан по воле Бога (или нескольких богов). Вторая произрастала из революционных атеистических представлений, утверждавших вечность и бесконечность Вселенной. Но и теологи, и естествоиспытатели сходились в том, что наш мир уникален. Первые сомнения в этом возникли, когда физики попытались понять, как устроены неделимые частицы — атомы. И впереди ждала масса удивительных открытий. Читать дальше>>

Интересуясь, как всегда, новинками техники, я кивнул и с охотой втиснулся в аппарат. Едва я там уселся, профессор захлопнул дверку. У меня зачесалось в носу — сотрясение, с каким печурка закрылась, подняло в воздух невычищенные остатки сажи, так что, втянув их с воздухом, я чихнул. В этот момент профессор включил ток. Вследствие замедления времени мой чих продолжался пять суток, и, открыв дверку, Тарантога нашёл меня почти без чувств от изнеможения.
Станислав Лем, «Звёздные дневники Ийона Тихого, Путешествие двенадцатое»

Как известно, путешествия мои нельзя расположить по порядку, так как происходили они не только в пространстве, но и во времени. Иное из них могло начаться в двадцать шестом столетии, а закончиться в двадцатом. Так что, отправляясь в путь, я уже знал о своих будущих приключениях из старинных преданий, в которых, впрочем, никогда не оказывалось ни слова правды. Читать дальше>>

Вы сделали дорогой качественный ремонт, но даже он не смог облагородить вашу холостяцкую берлогу. Исправить это сможет лишь изысканная Итальянская мебель, поставками которой вот уже более 14 лет занимается фирма Нью Лайн. Более подробную информацию Вы сможете получить по адресу www.newline.ru.

---

В современной климатологии климатическая система трактуется как взаимодействие или процесс взаимного влияния атмосферы, гидросферы, криосферы и биосферы и не ограничивается исключительно приземной атмосферой. На передний план выходят уже не описательные исследования, а прежде всего системно-аналитический подход. Краткое изложение современных подходов к климатической системе можно найти в работах Жуссом (Joussaurne 1996), Филэндера (Philander 1998) и фон Шторха с соавторами (von Storch et al. 1999). Принцип действия здесь аналогичен принципу действия теплового двигателя, работающего благодаря разнице температур в камере сгорания и радиаторе. Применительно к атмосфере мы можем говорить о том, что «активным элементом» являются (тропические) камеры сгорания, тогда как в океанической системе поддержание (термической и галинной) циркуляции обеспечивается (субполярным) «радиатором».

 

Рис. 13. Норвежский метеоролог и создатель теории полярных.

 

Рис. 14. Современная схема общей циркуляции атмосферы, Источник: von Storch Н., Giiss S., Heimann M. Das Klimasystem und seine Modellierung. Eine Einfiihrung, Springer Verlag, 1999. S. 255 и далее.

 

Современное понимание циркуляции атмосферы схематично представлено на рисунке 14.

 

Нагревание атмосферы происходит в первую очередь в тропиках за счет поступления солнечного тепла в виде коротковолнового излучения. Приземный воздух в тропиках сильно нагревается, вследствие чего стратификация атмосферы становится нестабильной. Воздух в низших слоях атмосферы становится легче воздуха более высоких слоев. Это приводит к интенсивному перемещению воздуха, усиливаемому наличием водяных испарений. Воздух, поднимающийся наверх, расширяется, остывает и уже не в состоянии удерживать пар в прежнем объеме. Часть паров конденсируется, и в результате снова высвобождается тепловая энергия, изначально задействованная в испарении воды. (В этом случае говорят также о «скрытой тепловой энергии», в отличие от «воспринимаемой тепловой энергии», связанной с температурой). Эта высвободившаяся энергия нагревает воздух, который опять становится легче своего окружения и, следовательно, продолжает движение вверх. Если вы летите на самолете в тропической зоне, вы можете наблюдать этот процесс по гигантским нагромождениям облаков, которые нередко скапливаются даже выше уровня полета, т. е. выше 11-13.000 метров.

 

У верхней границы тропосферы (за которой начинается стратосфера, где господствуют совершенно иные условия, поскольку происходящие там процессы определяются химическими реакциями и высвобождающейся в результате энергией), т. е. на высоте 10-14.000 метров, поднимающийся вверх воздух направляется к полюсам и постепенно опускается в субтропиках. Завершается цикл движением приземных потоков воздуха в направлении экватора — пассатами. При этом установившиеся режимы ветра не всегда направлены точно на север (в южном полушарии) или точно на юг. Вследствие вращения Земли (под влиянием силы Кориолиса) эти течения воздуха принимают северо-западное или юго-западное направление.

 

В средних широтах образуются вторичные фронты. И главные, и вторичные фронты переносят не только тепло, но и импульсы, вследствие чего у верхней границы тропосферы образуется мощный западный поток — так называемое струйное течение, которое становится неустойчивым. Вместо постоянного вертикального вихря формируются горизонтальные, крайне непостоянные вихри до нескольких тысяч километров в диаметре. Это и есть наши постоянные спутники — ураганы. Эти вихри переносят тепло в сторону полюсов как в скрытой, так и в ощутимой для человека форме. По ходу движения от Земли исходит длинноволновое излучение в космос. В начале пути коротковолновое излучение сильнее, чем длинноволновое, но по мере продвижения в сторону того или иного полюса коротковолновое излучение уменьшается, и в результате мы получаем отрицательный энергетический баланс. Система теряет больше энергии, чем получает. Этот разрыв компенсируется переносом энергии ветрами (или океаническими течениями). Таким образом, возникновение ветров обусловлено разностью между получаемой и выделяемой атмосферной энергией («чистая прибыль» в тропических широтах; «чистый расход» в полярных широтах). Подобно тому, как приводится в действие кривошипно-шатунный механизм в паровозе, так и здесь движение ветра возникает за счет термического равновесия между паровым котлом и радиатором.

 

В целом циркуляция в Южном полушарии аналогична циркуляции в Северном полушарии, однако вследствие нахождения в Северном полушарии больших континентальных массивов там наблюдается неравномерное потепление в направлении с запада на восток. Летом суша нагревается быстрее, чем океан, а зимой океан остывает медленнее. Это неравновесие проявляется в возникновении муссонов в тропических зонах, а также в устойчивых метеорологических различиях между восточной и западной частью Северного полушария. Кроме того, разделению климатической структуры на восточную и западную способствуют крупные горные массивы в Северном полушарии — Гималаи, Скалистые горы и горы Гренландии. Европейские горы, включая Альпы, имеют лишь региональное значение.

 

В Южном полушарии нет ярко выраженной асимметрии между востоком и западом. Здесь мы видим описанную выше структуру неустойчивых струйных течений с характерными для них штормами. Из-за того, что штормы в средних широтах Южного полушария (40°-50° юж. широты) случаются круглый год, это пространство получило название «ревущие сороковые». Если мы посмотрим на усредненное по времени распределение давления на земную поверхность, то мы увидим там только концентрические, параллельные плоскости географических параллелей изобары. Однако если посмотреть на ежедневную синоптическую карту, то можно увидеть, что на протяжении суток течение отнюдь не равномерное. В умеренных широтах над Южным (Антарктическим) океаном почти всегда имеют место от четырех до семи штормов. Поскольку шторма происходят во всей зоне умеренных широт, усреднив эти данные по времени, мы получаем равномерное распределение по Южному полушарию.

Океаническая циркуляция приводится в действие двумя механизмами: ветром над поверхностью океана и понижением температуры в субполярных широтах вследствие охлаждения морской воды и образования морских льдов. Циркуляция течений в верхнем океане возникает главным образом под влиянием ветра, который также является причиной (мерзлотного) вспучивания земной поверхности на побережье, в частности, на западном побережье Южной и Северной Америки, а также Гольфстрима и его «двойника» в северной части Тихого океана у японских островов – Куросио*.

 

Циркуляция «глубинных вод океана», т. е. океанических течений на глубине нескольких тысяч метров, имеет «термо-галинную» природу, т. е. вызвана разной плотностью на разных уровнях. По сути это те же процессы, что и в атмосфере, только вместо нагревания снизу (в тропиках) происходит охлаждение сверху (на поверхности субполярных океанов). Это охлаждение утяжеляет воду («термический эффект»). Тот же эффект имеет образование морского льда, поскольку в нем не содержится морской соли, которая остается в жидкой воде. В результате в жидкой воде повышается концентрация соли, и она становится более тяжелой («галинный эффект»). Когда поверхностные воды утяжеляются, вертикальная стратификация становится неустойчивой, и начинается конвекция. Поверхностные воды переносятся в глубину. В современных климатических условиях этот процесс происходит в северной Атлантике и в Южном океане у границ Антарктики. На глубине в этом случае происходят компенсаторные перемещения от областей понижения, и в других регионах, например, в Тихом океане, уровень воды поднимается.

 

Термо-галинная циркуляция происходит намного медленнее, чем циркуляция под воздействием ветров. Для состояния океанической поверхности она не имеет большого значения, однако она определяет состояние глубинных вод океана, а, следовательно, в долгосрочной перспективе, также климат на его поверхности. На самом деле нынешнее холодное состояние глубинных слоев океана (вблизи океанического дна температура воды приближается к точке замерзания) отнюдь не единственно возможное. Как в 1907 году доказал американец Томас Кальм Чемберлен (1843-1928), в ранние периоды истории Земли глубинные воды океана были теплыми**. Для того чтобы океанические воды прошли полный цикл глобальной термо-галинной циркуляции, им требуется от одной до двух тысяч лет. Вода, которая сейчас находится у дна Атлантического океана, начала свой путь с поверхности на глубину во времена викингов. Медленное погружение воды на глубину океана можно очень хорошо проследить по перемещению радиоактивного углерода (С14).

 

—————————————————————————————

*Физическое объяснение циркуляции океанических течений в удивительно доступной (в том числе и для неспециалистов) форме изложено в книге океанографа Генри Штоммеля: Stommel И. A. View of the Sea: A Discussion between a Chief Engineer and an Oceanographer about the Machinery of the Ocean Circulation. 1991. Штоммель облек свое объяснение в форму дискуссии между океанографом и корабельным инженером, плывущими на одном исследовательском судне.

 

**Ср., например: van Andel Т. New views on an old planet. A history of global climate. Cambridge University Press, 1994. P. 439 и далее.

—————————————————————————————

Хотите выиграть миллион или даже два, не отходя от своего компьютера? Тогда вас определенно точно заинтересуют игровые автоматы на деньги на сайте www.slotsbox.com, благодаря которым Вы сможете испытать свою удачу и улучшить свое материальное положение!

---

Геофизические особенности океанов

 

Рассмотрим рисунки 16г и 18. В рамках того, что изображено на них, верхняя часть выступа металлосферы под срединными хребтами должна обладать существенно меньшей плотностью в сравнении с перекрывающей ее силикатной литосферой (рис. 20). Этим объясняется само существование срединных хребтов, которые приподняты над глубоководными зонами на 2,5 — 3 километра. Геофизическим выражением этого выступа металлосферы является глубокая отрицательная аномалия, в поле силы тяжести (в редукции Буге).

 

Рис. 20. Линза малой плотности под срединным хребтом и высокоскоростные блоки в верхней части этой линзы (подрифтовой долиной). На врезке: 1 — зона высоких скоростей, возможно, до 9 км/с; 2 — зона низких скоростей, порядка 6 км/с. Скорости продольной волны во вмещающих силицидах (крап «лапшой») на глубине 10 км — порядка 7км/с.

 

Скорости прохождения сейсмических волн в силицидах меньше, чем в мантийных силикатных породах (см. рис. 18). Поэтому наша модель предполагает в сейсмическом разрезе существование низкоскоростного канала, своеобразие которого в том, что он имеет исключительно резкую верхнюю границу (по подошве силикатно-окисной оболочки), тогда как нижняя отсутствует. Более того, с погружением от оси хребта этот волновод будет постепенно терять свою резкость и должен сойти на нет на глубинах порядка 110—120 км, что соответствует давлениям 35—37 кбар, при которых скорости в силицидах (нашего сплава) и мантийных силикатных породах уравниваются (снова рис. 18).

 

В ряду петрогенных элементов (Si -Mg -Ca -Al -Na -K — Fe) железо имеет наименьшую энергию связи с кислородом. Поэтому при образовании силикатной корки в зоне перехода от силикатов к силицидам, где степень окисления постепенно спадает, именно железо должно оставаться в виде самородного металла. Температура, при которой железо теряет способность к намагничиванию (точка Кюри), равна 770 ⁰С. Это достаточно высокая температура, у природного магнетита она всего лишь 350 ⁰С. По нашей модели, интерметаллические диапиры внедряются под дно рифтовых долин в холодном виде. В результате происходит быстрое остывание и новообразованной силикатной корки, и переходной зоны от силикатов к силицидам. Температура падает ниже 770 ⁰С, и появляется магнитная аномалия, обусловленная намагничиванием железа, которое является гораздо более сильным ферромагнетиком в сравнении с магнетитом (отсюда интенсивность аномалии). В дальнейшем в процессе силикатизации силицидов (из-за выноса кислорода водородными струями) железо окисляется, превращается в магнетит, и интенсивность магнитной аномалии резко падает. В срединных частях океанических хребтов действительно иногда наблюдается осевая магнитная аномалия, интенсивность которой на порядок выше других, более древних полосовых аномалий.

 

Внимание! Озвучим некоторые следствия, которые можно подвергнуть экспериментальной проверке, используя современные методы геофизических наблюдений.

 

Поскольку поперечные волны не проходят через жидкую среду, то я надеюсь, геофизикам не составит труда установить существование на небольшой глубине расплавных «шляп», из которых питаются параллельные дайки, а также наш категорический запрет на существование более глубинных магматических очагов под рифтовыми долинами океанов.

 

В металлах и их сплавах отношение скоростей продольной волны к поперечной заметно больше, чем в силикатах. Следовательно, если замерить это отношение до глубины 150 км под рифтовыми долинами океанов и сопоставить с тем, что мы имеем в литосфере на континентах, то обнаружится разница, так как под континентами мы имеем силикаты, а под рифтовыми долинами океанов — интерметаллические соединения и сплавы.

Высокие тепловые потоки в рифтовых долинах обусловлены экзотермическими реакциями окисления интерметаллических силицидов, и эти реакции идут непосредственно в зоне спрединга (раздвига), где вода по зияющим трещинам проникает вглубь. Но как только эта зона отодвигается за пределы рифтовой долины, где уже нет раздвига, тепловой поток должен аномально быстро спадать, поскольку он в срединной части океана не поддерживается внутренним теплом планеты.

В пределах выступа металлосферы, подпирающего срединный хребет, могут быть (вернее, должны быть) струи водорода. Мы все время говорили о пластичности металлов в связи с растворением в них водорода. Теперь пора вспомнить о водородной хрупкости металлов, которая сохраняется в интервале от нуля до 5,5 — 6 кбар при повышении давления. При уменьшении давления (т.е. при внедрении из глубины) пластичность исчезает при 3—3,5 кбар. Такие давления достигаются на глубинах порядка 10—12 км от дна рифтовых долин. И если интерметаллические сплавы в осевых зонах начинаются с глубины полутора — двух километров, то до глубины в 12 км они должны быть «охрупчены» в зоне действия водородной струи. «Охрупчивание» металлов сопровождается резким повышением модуля упругости и соответственным увеличением скорости прохождения сейсмических волн, вплоть до значений порядка 9 км/с.

 

Таким образом, в пределах низкоскоростного выступа металлосферы, в самой верхней его части, не глубже 10—12 км от дна рифтовой долины, могут быть обнаружены отдельные высокоскоростные блоки, чаше всего вытянутые вдоль хребта, длина которых варьирует в пределах 100—170 км, при ширине порядка 10,15-20 км. Эти блоки имеют ту же плотность и поэтому не вносят никаких возмущений в отрицательную (в редукции Буге) гравитационную аномалию.

Что такое темная энергия?

Наблюдения показывают, что во Вселенной, похоже, существует невидимая, однако вездесущая темная энергия, которая подталкивает Вселенную к экспоненциальному расширению. Стандартная модель даже выдвигает кандидата, обладающего всеми качествами темной энергии. Это так называемая энергия вакуума, и, как мы видели, главная сложность состоит в том, что наша теория предполагает, будто ее примерно в 10¹⁰⁰ раз больше, чем показывают наблюдения. Мы бы еще пережили, если бы темная энергия равнялась нулю — это как-то «естественно». Но такое масштабное расхождение как-то нервирует. Одна из самых крупных проблем — то, что теории струн и квантовой гравитации нужно очень уж видоизменять, чтобы подогнать под ту плотность темной энергии, которую мы видим. По нашим представлениям, Теорию Всего можно было бы считать хорошей, если бы плотность темной энергии следовала из нее сама собой, и это одна из первых проверок, которым следует подвергать подобные теории.

 

А чем нам не нравятся свободные параметры?

 

Пытаясь описать основные принципы, управляющие физикой, мы ловко обошли тот факт, что существует множество чисел, которые приходится просто вписывать от руки. Самые естественные числа — это те, которые представляют собой простое сочетание физических констант, а значит, мы были бы вправе предположить, будто все элементарные частицы обладают планковской массой — если бы у нас не было других данных. Нет, масса у них не планковская — поэтому мы вправе спросить, почему электрон настолько легче планковской массы, а нейтрино настолько легче электрона. Мы не знаем, откуда у электрона берется именно такой заряд, и пока что не знаем, почему сильное взаимодействие обладает именно такой силой.

В стандартную модель кроме этих коэффициентов входит еще уйма параметров, а в теории струн — еще больше. Например, мы упомянули о том, что различные нейтрино превращаются друг в друга и что существует некоторое численное соотношение, которое показывает вероятность этого перехода. Откуда берутся эти числа? Неизвестно. В целом в стандартную модель входит больше 20 свободных параметров — и это только стандартная модель. Среди них есть числа, которые с точки зрения всех наших фундаментальных теорий могут объясняться чем угодно.

Остается надежда, что Теория Всего, когда она наконец будет сформулирована, теоретически объяснит все свободные параметры. Но так ли это? В главе 8 мы говорили об условиях, которые должны были создаться на ранних стадиях существования Вселенной, чтобы зародилась разумную жизнь. Не исключено, что в разных вселенных и параметры разные, а в таком случае мы никогда не выявим «глубинную» причину, по которой фундаментальные параметры имеют именно те, а не иные значения. Лично нас это крайне огорчает, и мы надеемся, что до этого дело не дойдет.

Разумеется, мы можем заблуждаться.

Этот перечень никоим образом нельзя считать исчерпывающим. Самое прекрасное в физике — то, что всегда найдется новая задача, которая потребует немедленного внимания, сколько бы задач вы ни решили. Чем больше ответов на вопросы вы найдете, тем интереснее будет для вас следующий вопрос.

Ко всему прочему, Вселенная не статична. Ее жизнь устроена очень просто. Все меняется — постоянно, но (как правило) предсказуемо. А мы по традиции подсматриваем через дырочки в заборе и пытаемся сложить цельную картину из всего, что увидели.

 

 

---

Шесть невозможных физических открытий (и шесть крайне маловероятных в придачу)

Говорят, что нет ничего на свете невозможного, стоит только захотеть. Те, кто это говорит,— сборище идиотов. Мы со всем уважением относимся к ведущим тренингов по мотивации, но все же есть тонкое различие между тем, что кажется невозможным, и тем, что и вправду невозможно,— как есть тонкое различие между ужасно большим и бесконечным, хотя это не всегда удается понять. Например, нам очень-очень трудно двигаться со скоростью 99,99999% скорости света, но «Технически это достижимо. А вот двигаться со скоростью 100,00001% скорости света абсолютно невозможно, хотя это всего-навсего на 210 километров в час быстрее. Это не просто сложно, не просто интересная и трудная задача — это невозможно, что бы вы ни придумывали, как бы ни пыжились и как бы ни давили на газ. Поскольку в этой книге мы поговорили о многом, то хотели бы дать вам наглядную сводную таблицу невозможных вещей на тот случай, если вас втянут в занудный спор с каким-нибудь сторонником псевдонауки.

 

Якобы невозможно, а на самом деле возможно:

• создать машину времени (вероятно);

• что Вселенная расширяется быстрее скорости света;

• быть в двух местах одновременно;

• что Вселенная обладает более чем тремя пространственными измерениями;

• параллельные вселенные и мультивселенная;

• что Вселенная циклична;

 

В принципе невозможно:

• при помощи машины времени изменить ход истории или вернуться в прошлое до того момента, как вы создали свою машину времени;

• перегнать луч света — даже в расширяющейся Вселенной;

• точно засечь, где находится электрон;

• путешествовать в другие измерения — вы уже «находитесь» во всех измерениях во Вселенной;

• посетить другую вселенную;

• сказать чтобы то ни было о времени до Большого взрыва—это такие же глупости, как говорить о направлении на юг, стоя на Южном полюсе.

VII. Какова форма Вселенной?

Мы придаем столько значения Ω_тот, поскольку плотность Вселенной не только говорит нам о том, как Вселенная будет развиваться, но и показывает, какой она формы.

 

Вот что мы имеем в виду. И Земля, и Тентакулюс VII, как мы уже говорили, занимают во Вселенной более или менее неподвижное положение. Далеко-далеко, в миллиарде световых лет от обеих планет, расположена цивилизация гиперразумных роботов кланконов под предводительством царя-астронома ХР-4. По чудесному совпадению в один прекрасный день Хаббл, ХР-4 и доктор Калачик одновременно получают изображения других двух звездных систем и измеряют угол между ними.

Погодите! При чем тут углы? Наверное, вы заметили, что, когда смотришь в ночное небо, трехмерной картины Вселенной не получается. Две соседние звезды могут быть действительно соседками, а могут оказаться рядом по случайности, потому что одна от нас далеко, а другая близко. На земле эти загадки легко решаются при помощи нашего волшебного бинокулярного зрения (благодаря тому что у нас два глаза, мы воспринимаем глубину пространства), но когда имеешь дело с далекими галактиками, то ничего не разобрать, поэтому единственное измерение, которое мы можем сделать при помощи простого наблюдения,— это угол, под которым расположены две звезды или галактики.

Продолжим наш извращенный эксперимент: все три цивилизации передают свои данные об углах друг другу. Теперь (ну, или через миллиард с чем-то лет) каждая из них знает величину внутренних углов равностороннего треугольника в пространстве.

Если нарисовать такой треугольник на листе бумаги, то заранее ясно, что каждый угол будет равен 60 градусам. Это схема того, что произошло бы в плоском мире, а мир был бы именно плоским, если бы Ω_тот составляла ровно 100%. Хорошо жить в плоских вселенных — там вполне можно положиться на интуицию.

Однако вселенная не обязательно должна быть плоской. Помните, что сказал нам Уилер, — что материя диктует пространству, как искривляться? Если Ω_тот больше, чем 100%, как это было бы, если бы во вселенной имелось гораздо больше вещества, космологи говорят, что вселенная «замкнута». На самом деле представить себе замкнутую геометрию проще простого. Она ведет себя практически как поверхность Земли. Если соединить три точки в треугольник, станет видно, что сумма его углов больше 180 градусов.

Извините за такое заумное геометрическое объяснение — просто нам хочется рассказать про наши треугольники еще одну пикантную сплетню. Возьмите галактику и поместите ее подальше от Земли в плоской вселенной, а затем (если существуют параллельные вселенные) проделайте то же самое в замкнутой вселенной. В замкнутой вселенной галактика покажется крупнее.

Пора устроить небольшой опрос. Если вселенные, в которых больше 100%, замкнутые, как вы думаете, как называются вселенные, в которых Ω_тот меньше 100% ? Если вы ответили: «Открытые», мы завтрашней же почтой вышлем вам диплом кандидата наук. Как и ожидается, открытые вселенные обладают таким качеством, что далекие объекты в них кажутся меньше, чем в плоской вселенной.

В какой же вселенной мы живем? Если верить нашим космологическим наблюдениям, то в плоской или по крайней мере в почти совсем плоской. На практике нет никакой разницы между плоской и почти плоской вселенной. Это все равно что находиться на поверхности Земли. Земля, конечно, круглая, но в повседневной жизни об этом запросто можно забыть.

Замкнутые вселенные — единственный тип вселенных, имеющий границы. Мы не хотим сказать, что можно дойти до конца такой вселенной. Просто она как сфера — если долго-долго идти по ней, то в конце концов придешь туда, откуда вышел, но ни в какую границу при этом не упрешься.

С другой стороны, плоские (и открытые) вселенные принято считать бесконечными. Объяснить, что это на самом деле значит, не так-то просто, но в этом случае края у вселенной точно нет. Кроме того, это, вероятно, означает, что вселенная именно что бесконечна — в буквальном смысле. То есть по ней можно путешествовать вечно и не побывать дважды в одном и том же месте. А может быть, и нет.

Общая теория относительности, в сущности, описывает так называемую геометрию вселенной. Если свернуть лист бумаги в трубку, он останется листом бумаги, то есть с геометрической точки зрения он по-прежнему «плоский». Все, что мы тут наговорили о треугольниках, справедливо для листа бумаги, скатанного в шар.

Не исключено, что вселенная свернута сама на себя, примерно как лист бумаги в трубку. Это называется « топология вселенной », и у нас нет ни одной физической теории, которая говорила бы, свернута вселенная или нет и если да, то как именно.

В принципе, доктор Калачик мог бы посмотреть в ночное небо и увидеть кланконскую звезду на противоположных сторонах небосвода. В 1998 году Нил Корниш из Университета штата Монтана и его сотрудники решили посмотреть, не наблюдается ли подобный феномен в виде сигналов на микроволновом уровне — то есть на уровне отголосков Большого взрыва. Нет, таких сигналов обнаружено не было. Это не означает, что вселенная не свернута, но если она свернута, то это происходит на масштабах куда дальше горизонта.

VIII. Куда расширяется Вселенная?

Может показаться, будто все эти разговоры о геометрии и динамике к делу не относятся. Однако теперь мы готовы разобраться, куда же на самом деле расширяется Вселенная. Ведав том, что общая теория относительности и наши наблюдения на этот вопрос не отвечают. Помните: физика говорит нам только о том, что происходит при определенных обстоятельствах, а не о том, как на самом деле устроена Вселенная на фундаментальном уровне. А у космологии вообще свои проблемы. Мы же в принципе наблюдаем только одну Вселенную. И если ответы вам не нравятся, вероятно, вы задаете неправильные вопросы.

Так вот, к сожалению, мы не можем дать вам определенного ответа на этот вопрос. Зато можем предоставить уйму поводов для размышления.

---

Переехали в новую квартиру и с ужасом обнаружили, что ванная комната пуста и необорудованна совершенно никакими удобствами? Не беда, недорогие ванны и унитазы на ванна.ру станут решением вашей проблемы. Более полную информацию Вы сможете найти на сайте интернет-магазина www.wanna.ru.

Автор этой книги

Юрий Дорофеевич Марчук — архитектор, один из немногих обладателей официального диплома уфолога в Украине, доктор биоинформатики Ганноверского университета, человек с ветлой души, озаривший жизнь многих людей Добром и Участием, — адресует свою книгу простому, обычному человеку, для которого счастье дороже успеха, право быть самим собой дороже сытости, сострадание — обычное состояние, мечта нижнее расчета. Эти люди способны любить. Они сохранили этот Божественный дар. Они одухотворяют материю и пространство, не подозревая об этом, выполняют единственную, главную космическую миссию на планете.

мзо

Марчук Ю. Д.

Проникновение: Науч.-попул. изд. ISBN 966-642-305-7

К.: Вища шк., 2006. — 190 с: ил.

Проблема аномальных явлений, вызывающая живейший интерес специалистов и широкой общественности, достаточно остро обсуждается уже несколько десятилетий. Книга известного не только в нашей стране, но и за рубежом уфолога и специалиста в области изучения аномальных явлений посвящена проблемам уфологии периода последних пятнадцати лет.

Автор описывает ситуации и события, произошедшие лично с ним и его коллегами в процессе их исследований. Освещаются десятки неизвестных ранее явлений и предлагается их оригинальная интерпретация.

Материалы, собранные в книге, представляют несомненный интерес как для широкого круга читателей, так и для профессиональных исследователей.

УДК 133.5 ББК 39.6

ISBN 966-642-305-7

© Ю. Д. Марчук, 2006

Содержание:

В 1947 г. от Рождества Христова человечество серьезно заболело. По крайней мере, так считают официальные правительственные источники разных стран. Вирус психоза контакта с инопланетянами поразил все страны мира и, несмотря на предоставленные «убедительные» доказательства науки и заявления властей, что такого в принципе быть не может, несколько десятков тысяч человек из года в год упорно утверждают, что наблюдали объекты Внеземных Цивилизаций, встречались с их экипажами, летали с ними на их планеты, подвергались исследованиям и экспериментам, являются носителями их чипов, микрочипов и эмбрионов — мутантов «внеземного папы».

Если НЛО наблюдал один человек, то это официально диагностируется как личный психоз, если тысячи человек одновременно в одном месте -массовый психоз. Гражданские летчики, заразившиеся вирусом психоза, описывают объекты НЛО, встречающиеся им в небе, «инфицированные» военные летчики, по приказам своих «инфицированных» начальников гонялись за несуществующими целями, так как «инфицированные» специалисты, наблюдая на «инфицированных» мониторах локаторов несуществующие цели, давали искаженную информацию. Иногда военные открывали огонь на поражение объектов НЛО, забывая, что их не существует. Сами объекты, не подозревая о том, что их не существует, отвечали на огонь и вполне материально, пополняя список погибших при исполнении служебных обязанностей летчиков и бойцов ПВО. Это все продолжалось, пока развитые страны не договорились: по НЛО, которых не существует, не стрелять, так как ответные меры несуществующих могут быть неадекватными и опасными для всего человечества. О «гражданских» и говорить нечего — они никогда и не следили за своим психическим здоровьем.

---

Если Вы вобьете в поисковую строку Яндекса запрос “Кения туры”, то непременно попадете на сайт orientaltravel.ru, принадлежащий туристической компании «Ориентал Дискавери», которая уже много лет занимается организацией туров по Азии, Африке и США. На сайте туроператора Вы сможете найти наиболее полную информацию о Кении и даже самостоятельно подобрать себе понравившийся отель.

Книга-бестселлер Дэйва Джеффа и Голдберга Бломквиста

«Эта книга достойна быть в ряду таких книг о физике, как книги Перельмана и Хокинга!»

ВСЕЛЕННАЯ:

РУКОВОДСТВО

по ЭКСПЛУАТАЦИИ,

ИЛИ

Как выжить среди черных дыр, парадоксов времени

и квантовой неопределенности

Небольшое
предисловие
от
Дэйва Джеффа:

«Если бы такая книга попала мне в руки в детстве, у меня была бы другая профессия!»

«Эта книга — для тех, у кого нет специального образования, зато есть мозги и неуемное любопытство. Современная физика подана в ней как стройная система, описанная легко, весе^ ло, понятно и даже с картинками — и безо всяких формул!»

«Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука и ее достижения,— от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук.»

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………..10

Глава 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ………………………….19

I. Почему нельзя определить, с какой скоростью плывет корабль в тумане? …………………….24

Н. С какой скоростью летит луч света, если бежишь рядом с ним?……………………………..31

Ш. Если летишь в звездолете со скоростью, близкой к скорости света, какие ужасы ждут тебя по возвращении?………………………..37

IV. Можно ли развить скорость света (и поглядеть на себя в зеркало)?………………..42

V. А разве относительность не придает атомам бесконечную энергию?………………………46

Глава 2. КВАНТОВЫЕ СТРАННОСТИ……………. 54

I. Из чего состоит свет — из крошечных частиц или из большой волны?…………………………61

II. Можно ли изменить реальность, если просто смотреть на нее? …………………………..66

III. Что же такое, в самом деле, электроны, если их как следует рассмотреть?……………………. 71

IV. Не квантовая ли механика виновата в том, что я постоянно все теряю?……………………76

V. Можно ли взять и построить телепортатор, как в «Звездном пути»? …………………….. 84

VI. Если в лесу падает дерево и никто этого не слышит, производит ли оно грохот?…………………… 88

Копенгагенская интерпретация……………. 91

Причинная интерпретация. Бом-бом-бом……… 95

Интерпретация «множественных миров»…….. 98

Глава 3. СЛУЧАЙНОСТЬ………………………101

I. Если физический мир настолько непредсказуем, почему мы замечаем это далеко не всегда?……….105

II. Что такое радиоуглеродный метод датировки? …………… 114

III. А нельзя ли считать, что Господь играет со Вселенной в кости?………………………119

Глава 4. СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ ……………..130

I. Зачем нам вообще нужен ускоритель стоимостью в несколько миллиардов долларов?…………….134

II. Как открывают субатомные частицы?………..142

III. Зачем разным частицам так много разных правил? …………… 147

Гравитация………………………….148

Электромагнетизм …………………….149

Сильное взаимодействие ………………..152

Слабое взаимодействие…………………. 153

IV. Откуда же берутся эти силы?………………155

V. Почему я не могу сбросить вес (или массу) до нуля?………………………………..164

VI. Как же старина БАК, такой малюсенький» уничтожит такой большой мир? ………………170

Ультрасупермегакошмарный сценарий № 1.

Черная дыра заглатывает Землю изнутри ……………170

Ультрасупермегакошмарный сценарий № 2.

Образуются страпельки, которые затем сольются

в кристалл, отчего весь мир станет странным.

2. Вселенная самосогласованна.

Физику от магии отличает одна подробность: физика делает предсказания относительно Вселенной, которые можно проверить. До сих пор нет никаких экспериментальных данных (и никаких обоснованных предположений, как их получить), которые бы свидетельствовали бы о том, что наша Вселенная не одна. Если же Вселенная одна, то и версия ее истории тоже одна.

В середине 1980-х годов Игорь Новиков из Московского университета развил теорию квантовой механики и путешествий во времени, согласно которой вероятность не самосогласованной истории тождественно равна нулю.

Поэтому реалистичный сценарий путешествия во времени будет выглядеть примерно так. Когда вам исполняется 18 лет, более старая версия вас возвращается к вам во времени и дает вам общие инструкции, как сделать машину времени. Осознав свое великое предназначение, вы посвящаете следующие 10 лет созданию машины времени, а затем возвращаетесь на 10 лет назад и даете самому себе те же инструкции.

Но есть дилемма. А если вы в прошлом совершите попытку самоубийства? Или не станете давать себе инструкции по созданию машины времени? Возможно ли, в конце концов, что вы и вовсе совершите нечто такое, что лишит вас стимула делать машину времени?

Путешествие во времени предоставляет нам два неприятных варианта. Если вы сторонник модели путешествия во времени согласно теории множественных миров, тогда нарушается теория Новикова. С другой стороны, по модели самосогласованной Вселенной путешественник во времени, очевидно, не имеет свободы воли.

Мы (то есть физическое сообщество) не располагаем сколько-нибудь удовлетворительным ответом на эту головоломку. Мы просто предполагаем, что физические законы требуют сохранения самосогласованности при любом способе путешествовать во времени¹.

Самосогласованные вселенные гораздо менее удобны — и с точки зрения писателей, и с точки зрения реальности. Ну, скажем, прежде всего стоит задаться вопросом, зачем вообще путешествовать в прошлое. У вас не возникнет никаких мотивов, чтобы это делать, поскольку возвращение в прошлое ничего не исправит. С другой стороны, если вам нравится хронотуризм, вам, возможно, ничто не помешает понаблюдать падение Рима или первые Олимпийские игры. Разумеется, какой-нибудь бдительный наблюдатель уже видел вас среди публики.

 

———————————————————————————————————————

¹ Да, мы понимаем, что это жалкие отговорки. Если вы всерьез полагали, что мы закроем вопрос о свободе воли и детерминизме, значит, ждали слишком много от книжки, куплен-\мой за такие смешные деньги.

———————————————————————————————————————

 

Будем отталкиваться от того, что «правильное» путешествие во времени обязательно предполагает модель самосогласованной истории. С одной стороны, гораздо труднее создать увлекательную самосогласованную историю, предполагающую путешествия во времени, и мы чувствуем, что за удачные попытки такого рода следует награждать. С другой стороны, поскольку нет никаких свидетельств существования параллельных вселенных, для путешествия во времени версия единственной истории — единственная, которая более или менее соответствует тому, что мы знаем о физике. По большей части истории про параллельные вселенные нам как-то не нравятся, потому что даже если даже в одной вселенной что-то и «срослось», в другой оно по-прежнему сломано. Хорошо, если ты все исправил на своей оси времени, но это означает, что бесконечное множество других вселенных обречены на хаос и кошмар, и стоит ли идти на подобный риск?

 

---

Так кто же путешествует во времени правильно? >>

1. Альтернативная реальность / альтернативные вселенные.

Одна из самых очевидных трудностей, связанных с путешествием во времени, заключается в том, что оно вроде бы позволяет вам изрядно напортачить в прошлом. Например, представьте себе, что вам пришла в голову отменно дурацкая идея, скажем, убить собственного дедушку до того, как будет зачат ваш отец¹. Сможете ли вы это сделать? Что произойдет с вами впоследствии? Какое будущее вы обнаружите, когда вернетесь в настоящий момент?

Убив собственного дедушку, вы сами не сможете существовать, а значит, во-первых, у вас не получится вернуться в прошлое, а значит, некому будет убить вашего дедушку… ну и так далее.

Как же разрешить этот «парадокс дедушки»?

Что будет, если так разительно изменить прошлое, нам, вероятно, расскажет квантовая механика.

 

---

¹ Не понимаем, откуда у физиков эта навязчивая идея убить дедулю, но кто мы такие, чтобы возражать?

---

 

В главе 2 мы обсуждали интерпретацию квантовой механики Хью Эверетта и «возможные миры », в которых каждое квантовое событие порождает параллельные вселенные. Как мы видели, на микроскопическом уровне Вселенная случайна — случайна по сути своей, и никакие знания не в силах предсказать, например, распадется радиоактивный атом за данный период времени или не распадется или куда окажется направлен спин у данного электрона — вверх или вниз. Если бы мы пересмотрели кино Вселенной, как бы все было — так же или иначе? У нас нет никакой возможности это проверить.

Кажется, будто мелочи вроде спина электрона большой роли не играют, но за очень длительное время мелкие события способны изменить очень и очень многое. Вспомните старинный стишок, который приписывают Бенджамину Франклину:

 

Не было гвоздя — подкова пропала.

Не было подковы — лошадь захромала.

Лошадь захромала — командир убит,

Конница разбита, армия бежит.

Враг вступает в город, пленных не щадя…

Оттого что в кузнице не было гвоздя.

(Пер. С. Маршака )

 

Это концептуальная версия математической теории под названием « хаос ». Практически для любой системы (и история человечества не исключение) справедливо, что даже небольшое изменение на самом старте приводит к колоссальным изменениям в финале. Вероятно, вам этот закон известен также как «эффект бабочки»², согласно которому даже такое крошечное событие, как взмах крылышек бабочки, способно изменить погоду через несколько месяцев на другом краю Земли.

 

---

² Не путать с одноименным триллером о путешествии во времени!

---

 

Главное, даже если параллельные вселенные на старте практически идентичны, уже довольно скоро история в них идет по совершенно разным путям.

Та же картина — вселенные, ответвляющиеся друг от друга,— может послужить основой для путешествий во времени. Давайте посмотрим, как это разрешает «парадокс дедушки». Представьте себе, что вы путешественник во времени, живущий во вселенной Л, и вы вбили себе в голову, что должны порушить вселенную, да не просто так, а как можно зрелищнее. Вы создаете машину времени, возвращаетесь в прошлое и убиваете там своего дедушку. Поскольку в истории вселенной Л такое событие попросту невозможно, убийство должно произойти в другой вселенной — В. Если мы затем вернемся в настоящее, то, вероятно, обнаружим самого себя как он был, с теми же воспоминаниями,— только не в нашей прежней вселенной, а во вселенной В. И конечно, во вселенной В будет лишь один экземпляр нас (версия А). Второй так и не родится.

 

Улавливаете логику?

 

Модель множественных миров — основа сюжета «Назад в будущее». Это классика мирового кинематографа, так что вы, вероятно, видели этот фильм. Подросток по имени Марти возвращается в прошлое на 30 лет, непреднамеренно вмешивается в ухаживание своих родителей, а остаток фильма лихорадочно пытается загладить свои ошибки и навести порядок в своем настоящем.

Само собой, у него все получается. Но когда он возвращается в свое время, оказывается, что история мира радикально изменилась. Согласно картине возможных миров, Марти-А исчез из вселенной А и отправился в прошлое. Изменив будущее, он поспособствовал ответвлению вселенной В и вернулся в будущее вселенной В. Между тем Mapти-В, предположительно, исчез в прошлое, изменил ход времени и вернулся во вселенную С — и так далее.

 

 

 

В принципе, если бы Марти-Л изменил вселенную в достаточной степени, Док Браун-В (изобретатель машины времени) не изобрел бы путешествия во времени. В 1985 году Марти-Б застрял бы во вселенной В, не имея возможности отправиться в прошлое. Когда Марти-Л вернулся в настоящее, он вернулся бы во вселенную В, и там оказалось бы два Марти. А во вселенной А Марти исчез бы и не вернулся.

В модели множественных миров всегда нужно думать о том, как твои действия в прошлом влияют на будущее, даже если вам каким-то образом удалось воздержаться от убийства своих предков или других поступков, которые явно способны радикально испортить историю человечества. Даже мельчайшее бессознательное действие способно ре-рандомизировать все события в прошлом (проще говоря, запустить их по другому случайному сценарию).

В общем, «эффект бабочки» дает нам гарантию, что нет никакого сценария путешествия во времени, в котором можно изменить прошлое, не создав параллельных вселенных. Однако для нас все это всего лишь жульничество. Наблюдатель, который сидит себе в своей вселенной и никуда во времени не путешествует, увидит, как у людей появляются двойники, погибают и воскресают дедушки, а путешественники во времени возникают и исчезают. Это очень раздражает, не так ли?

---

Ваша любимая обожает лето, солнце и цветы? Тогда Вам просто необходимо узнать о курьерской доставке цветов от магазина «ЦВЕТМАГ». Заказ букета Вы сможете сделать, не отходя от своего компьютера, на сайте www.cvetmag.ru.

---

Вселенная самосогласованна >>