html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

"Облик Вселенной оформился в первые три минуты"

— Вам присуждена премия за открытие, согласно которому галактики сформировались благодаря квантовым флуктуациям в самом начале существования Вселенной. Можете описать суть вашего открытия простыми словами?

— Начнем издалека: почему электрон не падает на ядро? Когда электрон движется с ускорением, он должен излучать электромагнитные волны, без которых ничего бы не функционировало — в частности, айфоны и другие устройства. С другой стороны, излучая электромагнитные волны, электрон теряет энергию в атоме и должен был бы окончить свое существование в ядре. В результате материя была бы нестабильна, и мы не могли бы существовать. Как сделать так, чтобы и приборы работали, и материя была бы стабильной? И здесь нас спасает квантовая механика, которая была открыта Вернером Гейзенбергом в 20-х гг. прошлого столетия. Гейзенберг, кстати, учился в том самом университете, где я сейчас работаю.

Так вот, в основе квантовой теории лежит так называемый принцип неопределенности Гейзенберга.

Согласно этому принципу, нельзя заставить частицу оставаться в покое в каком-то конкретном месте.

Например, если вы будете пытаться локализовать электрон в ядре, то он приложит все усилия для того, чтобы сбежать оттуда. Именно поэтому материя и стабильна. И когда, например, электрон в водороде приближается к ядру на некое минимальное расстояние, диктуемое принципом неопределенности, то он перестает излучать электромагнитные волны и терять энергию. Опять же, поскольку принцип неопределенности запрещает состояние абсолютного покоя, то и материю нельзя распределить в пространстве совершенно однородно. Составляющие ее частицы никогда не могут быть в абсолютном покое. В результате всегда есть минимальные неоднородности, которые называются квантовыми флуктуациями. И вот мы решили использовать эти квантовые флуктуации для того, чтобы объяснить происхождение галактик во Вселенной

— Насколько я знаю, все эти квантовые эффекты обычно важны в масштабах атомов и даже меньше?

— Правильно, но не надо забывать, что наша Вселенная расширяется — и в прошлом, сразу после ее рождения, все вещество, из которого состоят планеты, звезды и галактики, умещалось в спичечный коробок, каким бы невероятным это не казалось. А поскольку в то время эмбрионы, из которых впоследствии образовались галактики, были чрезвычайно малы, то квантовая механика вполне могла играть решающую роль в их возникновении. И мы решили выяснить, не могли ли эти эмбрионы быть просто-напросто квантовыми флуктуациями, которые впоследствии выросли и стали взрослыми и старыми галактиками.

— Насколько старыми?

— Сегодня им по 13,7 миллиардов лет. А мы решили угадать, как же они должны были бы выглядеть в первые доли секунды сразу после рождения Вселенной. Мы предположили, что это были квантовые неоднородности. С другой стороны, эти квантовые флуктуации чрезвычайно малы — и нужно было найти способ их усилить.

Оказалось, здесь нам может помочь антигравитация.

А именно, если предположить, что антигравитирующая темная энергия была ответственна за рождение Вселенной, то квантовые флуктуации как раз и усиливаются ровно настолько, насколько требуется для того, чтобы впоследствии они стали галактиками.

— А как родилась сама Вселенная?

— Как родилась Вселенная — это уже другой вопрос — скорее всего, она родилась точно так же, как и галактики, то есть с помощью квантовой физики и темной энергии. Но это все равно экспериментально мы вряд ли сможем проверить. А вот с галактиками другое дело. Оказалось возможным предсказать свойства галактических эмбрионов, а впоследствии и проверить с помощью наблюдений, насколько предсказанные свойства этих эмбрионов совпадают с тем, что мы видим в реальности.

— Откуда мы знаем, что такая темная энергия вообще могла существовать?

— Ну, из наблюдений следует, что она и сейчас составляет 70% всего вещества в нашей Вселенной. Непонятно, зачем она нужна сегодня — а вот в далеком прошлом такого же типа субстанция была чрезвычайно полезна. Она определенно была ответственна за возникновение галактических зародышей из квантовых флуктуаций и, скорее всего, за рождение вообще всей Вселенной.

— А как оказалось возможным проверить такую теорию?

— Дело в том что после стадии доминантности ранней темной энергии, которая закончилась в момент одна миллиардная миллиардная-миллиардная-миллиардная доля секунды после рождения Вселенной, галактические эмбрионы оказались замороженными в течении последующих 300 тыс. лет вследствие принципа причинности. Поскольку ничего не может распространяться со скоростью большей, чем скорость света, одна часть эмбриона не могла сообщить другой части, что делать, и в результате с ними ничего не происходило.

И только когда Вселенная постарела на 300 тыс. лет, эмбрионы пробудились и начали развиваться.

И как раз в этот момент времени мы и можем их наблюдать и анализировать их свойства, измеряя флуктуации температуры реликтового излучения на небе. Такие измерения оказались возможны сравнительно недавно, а именно в течении последних 25 лет благодаря просто фантастическому технологическому прогрессу. С помощью реликтового излучения мы смогли получить прямую фотографию ранней Вселенной, когда ей было всего 300 тыс. лет, и проверить предсказания теории, которые оказались в замечательном согласии с измерениями. То есть все предсказанные свойства галактических зародышей подтвердились.

— Вы говорили, что больше всего вас интересуют первые три минуты жизни Вселенной. Почему?

— Потому что именно в эти первые минуты в основном и оформился облик Вселенной. В частности, как я уже сказал, образовались галактические зародыши, возникла барионная асимметрия и, наконец, произошли ядерные реакции, в результате которых образовался почти весь гелий.

— А сейчас наша Вселенная считается старой?

— Все относительно. По сравнению с тем, когда Вселенная была образована — она сильно старая. Сейчас Вселенной 13 млрд. 700 тыс. лет. Со временем, через миллиарды лет, все звезды угаснут. Потом, если темная энергия не распадется, Вселенная превратится в абсолютную пустыню.

Но в этом ничего трагичного нет, потому что другую Вселенную создать гораздо проще, чем предохранить нашу от вымирания.

— А как можно создать другую Вселенную?

— А для этого энергии не требуется. Вселенную можно создать из ничего.

— Но это звучит совершенно фантастически…

— При этом все научно обосновано. Потому что энергия гравитационного поля — отрицательная. А энергия вещества — положительная. А в сумме, если взять энергию материи и добавить энергию гравитационного взаимодействия, то полная энергия Вселенной может быть нулевой. Поэтому Вселенная может быть создана из ничего, а именно, можно позаимствовать энергию из гравитационного резервуара (который бесконечен) — и произвести 10 в 55 степени грамм вещества.

— Почему именно 10 в 55 степени?

— Солнце весит 10 в 33 степени грамм. В каждой галактике, где-то порядка 100 миллиардов звезд, ну а в наблюдаемой части Вселенной около 100 миллиардов галактик. Отсюда получаем массу вещества в нашей Вселенной — 10 в 55 степени грамм. И все это можно получить из ничего. Просто-напросто нужно, чтобы возникла квантовая флуктуация, в которой доминирует темная энергия. Эта темная энергия будет антигравитировать и мгновенно растащит маленький пузырек до огромных размеров, заполняя его материей, которая затем преобразуется в нормальное вещество. А из этого вещества впоследствии образуются галактики, звезды, планеты. В основе всего было ничего!

— А как вы относитесь к теории мультивселенной, которая сейчас крайне популярна?

— Эту теорию, которую активно пропагандируют в разной популярной литературе, я не очень люблю. Идея, что была мультивселенная, в которой все на свете реализовалась, и нам объяснять ничего не надо, выглядит как бессмыслица. Это трудно назвать физикой, скорее уж это нечто вроде религии. Да и к тому же эта идея даже не оригинальна, а восходит к древним грекам. В частности, ещё Демокрит утверждал, что есть бесконечное количество Вселенных и бесконечное количество Демокритов в них. Слова, слова, слова… Физика — это, прежде всего, наука экспериментальная, и эксперимент в ней нельзя подменить логическими заключениями и сделать вывод, что что-то однозначно неизбежно. В этом отношении физика сильно отличается от математики. Критерии строгости совершенно иные.

Да и, к тому же, какая разница, есть другая Вселенная или нет, если она в принципе не наблюдаема.

— Каковы, на ваш взгляд, главные загадки современной космологии?

— Водород, гелий и остальное барионное вещество составляют лишь 4% от общего количества вещества во Вселенной. Остальные 96% — это темное вещество. Оно, в свою очередь, состоит из двух компонентов: темной материи и темной энергии.

Темная энергия распределена во Вселенной однородно, и она антигравитирует — то есть вместо того, чтобы замедлять расширение, она это расширение ускоряет. А темная материя — это, с точки зрения гравитации, совершенно нормальное вещество, и оно скапливается, например, в галактиках. Мы до сих пор не знаем фундаментальной природы этих компонентов темного вещества, хотя и на сто процентов уверены в их существовании — поскольку видим их посредством гравитации. Все остальное — загадка.

— А еще какие загадки существуют в космологии?

— Например, почему темная энергия стала важна именно сейчас, когда она нам совершенно не нужна.

— Сейчас многие режиссеры любят снимать фильмы о черных дырах, кротовых норах… А какова вероятность, что эти идеи претворятся в жизнь?

— В таких фильмах очень много довольно примитивной фантазии, которая ничего общего с наукой не имеет. Поэтому и претворять в жизнь особо нечего. С другой стороны, реальность гораздо богаче и необычнее, чем любая убогая фантазия, но для того, чтобы это понять и оценить, нужно соответствующее образование, а с этим дела обстоят не так уж и замечательно. Поэтому лучше надеть 3D очки, взять компьютер и ощутить все эти кротовые норы, которые в природе не существуют, в виртуальной реальности. Зачем для этого лететь в космос?

— На ваш взгляд, сейчас люди интересуются космологией?

— Главным образом до и после определенного возраста.

— До какого возраста?

— Некоторые — до 15 лет или до 20. А потом начинают решать жизненные проблемы и, наверное, на абстрактные вопросы времени не остается — и они перестают их занимать.

А вообще, на кого рассчитана популярная литература о науке? Мне кажется, главным образом либо на молодежь, которая ещё в школе учится, либо на людей, которые немного crazy, ушли на пенсию и начинают наукой тоже интересоваться.

У меня две категории студентов на лекциях по общей теории относительности — это молодежь и пенсионеры.

Вторым уже можно особо не заботится о выживании, и они решили посвятить остаток своей жизни тому, что им действительно интересно.

— Какие темы ваши студенты схватывают на лету, а какие даются им с трудом?

— Любую тему можно сделать настолько элементарной, что ее поймут даже детсадовцы. Когда я прихожу на лекцию, то говорю: «Вам все будет понятно, если вы знаете таблицу умножения и преобразование Фурье». А так сложных тем в физике нет. Есть просто преподаватели, которые не понимают, о чем они говорят — и темы становятся трудными.

Я читал одно время курс механики для начинающих студентов. У меня среди 350 студентов никто не жаловался, что было непонятно. Одна девушка приходила на лекции с ребенком и оставляла его в углу на одеяле играть — когда ребенок ревел, я говорил, что, наверное, слишком сложно что-то объясняю. Физика — наука, которая не всем легко дается, но на каком-то уровне ее можно донести до любого человека. Потому что она связана с реальной жизнью и лежит в основе всего. А большинство людей даже не задумываются, почему они могут пользоваться телефонами, компьютерами, да и многим другим. Тем не менее, все это было создано благодаря развитию физики — особенно в предыдущее столетие.

— Как раз хотела спросить, в каком состоянии, на ваш взгляд, находится современная российская наука — и в каком состоянии была советская космология.

— Советская космология в 80-х гг. была одной из лидирующих в мире. Были ведущие школы — и все они находились на топ-уровне. В каком-то отношении мы были даже впереди американцев. Ну а сейчас позиции утеряны, и за исключением нескольких специалистов осталась одна видимость. Что-то развалить или уничтожить гораздо проще, чем создать нечто новое. Со стороны складывается такое впечатление, что люди, от которых зависит научная политика, вообще ничего в ней не понимают и ничем, кроме денег, не интересуются. Но деньги не решают всех проблем.

Если уничтожить научную школу и культуру, то ни за какие деньги ее невозможно восстановить в короткие сроки.

— А как физика могла сохраниться и развиваться в период сталинских чисток?

— Как это парадоксально ни звучит, но советскую физику спасла атомная бомба. К сожалению, например, генетике повезло гораздо меньше, и она была практически полностью уничтожена идеологическими мракобесами и недоучками.

Безусловно, были атаки и на физику, в частности, на реакционный буржуазный принцип неопределенности Гейзенберга, о котором я говорил.

Все прекратилось, насколько я понимаю, после звонка Курчатова (который отвечал за создание бомбы) главному сталинскому душегубу Берии, который сказал ему, что если философы не оставят физиков в покое, то «мы создание бомбы не гарантируем». Ну, а поскольку все диктаторы и национал-патриоты очень хорошо понимают, насколько полезны всякие бомбы, то Сталин, естественно, дал команду: физиков не трогать.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с gazeta.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • www.gazeta.ru
          • домен gazeta.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции