Форма входа
0/0
Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов
- Дата:30.07.2026
- Категория: Зарубежная образовательная литература / Прочая научная литература / Физика
- Название: Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей
- Автор: Алексей Михайлович Семихатов
- Просмотров:5
- Комментариев:0
Уважаемые читатели!
Тут можно читать бесплатно Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов. Жанр: Зарубежная образовательная литература / Прочая научная литература / Физика. Так же Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн книги без регистрации и SMS на сайте Knigi-online.info (книги онлайн) или прочесть краткое содержание, описание, предисловие (аннотацию) от автора и ознакомиться с отзывами (комментариями) о произведении.
Описание онлайн-книги Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов:
Рассказ о фундаментальной научной картине мира в развитии от более наглядного к более абстрактному: от брошенного камня до объяснения уравнений Эйнштейна и Шрёдингера. Человек разбирается в устройстве Вселенной, наблюдая за движением и его последствиями, догадываясь о правилах, которые регулируют все, что происходит, и получая подсказки о скрытых частях мира или о новых правилах из несоответствий между теоретически ожидаемым и реальным движением: знаменитые примеры включают предсказанное существование Нептуна, Планеты 9 и невидимого вещества в галактиках, причины ускоренного расширения Вселенной, квантовую природу теплового излучения. Привычные способы описания вещей рушатся. Неизбывная вражда, определяемая наличием постоянной Планка, составляет неотъемлемую часть устройства Вселенной. Такое положение дел влияет не только на то, что понимается под движением объектов, но в некоторой степени и на сам характер их существования. Награды и премии Вошла в длинный список XV сезона премии Дмитрия Зимина «Просветитель». В книге обсуждаются функционирование Солнечной системы и возможности путешествий по ней; взаимоотношения пространства, времени и движения в специальной теории относительности и определяемые ими проблемы галактических перелетов; общая теория относительности и ее эффекты, включая некеплеровы орбиты, замедление времени, гравитационные волны и экзотические способы сверхсветового перемещения; энтропия как незнание о микроскопическом движении и ее приложения от тепловых машин до демона Максвелла и черных дыр; квантовая механика, включая прохождение сквозь стены, уникальность устройства атомов, запутанность и интерпретации, призванные прояснить состояние кошки Шрёдингера. По правилам нашей Вселенной в ней невозможен покой, и читателю предстоит оценить ее беспокойное разнообразие. Мир, где властвует принцип неопределенности, казалось бы, должен выглядеть размытым и неточным, но в действительности все наоборот: мир оказывается чрезвычайно жестким и строгим, а потому точным в отношении тех значений величин, которые все-таки доступны существующим там явлениям. …Перед нами еще один случай, когда отличие времени от пространства вносит свои поправки, и в пространстве-времени обстоятельства поворачиваются таким образом, что самые прямые линии, соединяющие два события, – это самые долгие путешествия для путешествующих. Для кого Для тех, кому хочется найти ориентиры для понимания современной научной картины мира, ее принципов и закономерностей развития.
Аудиокнига "Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей"
🚀 Вас ждут захватывающие прогулки по бескрайней Вселенной вместе с Алексеем Михайловичем Семихатовым! В его аудиокниге "Всё, что движется" вы окунетесь в мир космоса, квантовой физики и загадочных явлений, которые окружают нас каждый день.
Автор не просто рассказывает о научных открытиях и теориях, он делает это с таким энтузиазмом и пониманием, что даже самые сложные концепции становятся понятными и увлекательными для слушателя. Вы узнаете о том, как устроен мир вокруг нас, какие силы управляют движением планет и звезд, и какие тайны скрываются в микромире.
🔭 Алексей Михайлович Семихатов - известный ученый и преподаватель, автор множества популярных научно-популярных книг. Его страсть к знанию и жажда открытий приводят к тому, что его работы пользуются популярностью у широкой аудитории.
На сайте knigi-online.info вы можете не только слушать аудиокниги онлайн бесплатно и без регистрации на русском языке, но и погрузиться в увлекательный мир научной литературы. Здесь собраны бестселлеры и лучшие произведения, которые помогут вам расширить свой кругозор и узнать что-то новое.
Читем онлайн Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов
Шрифт:
-
+
Интервал:
-
+
Закладка:
Сделать
что с момента Большого взрыва оно находится в состоянии разбегания всех от всех. Правда, с важным уточнением: удаляется ли Солнце от центра Галактики? Земля от Солнца? Увеличивается ли радиус Земли? Увеличивается ли в объеме человек или камень? Нет, нет, нет и нет. В галактиках собраны звезды и газ, совместное притяжение которых уже одержало верх над разбеганием. Это же верно для скоплений галактик; галактике Андромеда ничто не запрещает лететь в сторону галактики Млечный Путь и со временем с ней столкнуться; тем более ничто не мешает системам, связанным химически, оставаться связанными. Разбегаются друг от друга части, не связанные гравитационно (а таких в наблюдаемой Вселенной имеется в избытке).
Правомерен и другой вопрос: к чему «в конце концов» приведет это разбегание? Сама возможность всерьез задаваться таким вопросом про Вселенную – впечатляющий показатель прогресса в понимании мира и законов движения в нем. За два столетия до уравнений Эйнштейна не меньше должны были впечатлять ответы на вопросы про поведение тел в Солнечной системе, начиная с триумфального предсказания Галлея о возвращении кометы. От кометы до Вселенной за двести лет развития картины мира![144] В каждом случае основное средство – это уравнения, которым подчиняется поведение, и «начальные условия», т. е. данные о состоянии в какой-либо момент времени, например «сейчас». Притягивающее вещество с неизбежностью замедляет расширение; вопрос в том, какая тенденция победит: случившееся разлетание или «съедающее» его замедление. Стянется ли все в один комок? Останется ли мир расширяющимся и поэтому практически пустым?
Уравнения Фридмана определяют темп расширения исходя из имеющихся энергии-движения-сил, распределенных по пространству: благодаря этим уравнениям характер и судьба расширения Вселенной связаны со средней плотностью энергии в ней. Если средняя плотность энергии больше некоторой определенной, то расширение со временем сменится сжатием. Итог – все-таки «один комок» (который получится безумно горячим). Такие модели мира называют замкнутыми; описываемый ими мир пространственно искривлен и интуитивно является «выпуклым»: сумма углов больших треугольников превышает 180°, как, например, это имеет место на глобусе. Если, наоборот, плотность энергии мала, то расширение никогда не прекратится; такие модели называют открытыми; сумма углов треугольника меньше 180°. В случае открытых моделей, правда, нельзя с уверенностью сказать, какую «форму» имеет «все» трехмерное пространство и бесконечно ли оно: это «всё» должно по необходимости распространяться за пределы наблюдаемой Вселенной, и поэтому утверждения о его глобальной структуре невозможно сопоставить с наблюдениями. Темп расширения такой вселенной в будущем будет убывать, приближаясь к некоторому постоянному значению. Промежуточная возможность – тоже «открытая» Вселенная, но при этом с плоским – т. е. неискривленным – пространством (но с искривленным пространством-временем!), где сумма углов каждого треугольника есть точно 180°, а ее дальнейшее расширение, хоть и никогда не остановится, будет происходить в темпе, постепенно приближающемся к нулю. Напрашивается грубая, но не полностью бессмысленная аналогия с одним из первых упражнений по исследованию движения тел в условиях гравитации – задачей Кеплера: при не слишком большой энергии движения в сравнении с энергией притяжения тело движется по замкнутым эллипсам, а при больших значениях энергии движения – по незамкнутым гиперболам, когда тело уходит прочь, постепенно замедляясь до некоторой ненулевой скорости; в граничном случае параболы движение все-таки незамкнутое, но «замирает» по мере удаления от притягивающего центра.
Решение, описывающее открытую вселенную, Фридман нашел в 1924 г., примерно за год до своей смерти (от тифа из-за немытой груши, купленной на железнодорожной станции при возвращении в Петроград из свадебного путешествия по Крыму). Уравнения Фридмана остаются в точности теми же, какими они были получены почти сто лет назад, а вот наблюдательные возможности с тех пор расширились необычайно. Решения уравнений Фридмана для расширяющейся вселенной определенно говорят, что имеющаяся в ней энергия/материя, уж сколько есть, замедляет расширение своим притяжением. А с использованием нескольких остроумных идей (включающих наше понимание механизма сверхновых типа Ia) для этого факта была придумана наблюдательная проверка: ставилась задача узнать, насколько велико замедление. Результат, полученный двумя группами астрономов в самом конце XX в., не попал ни в один из обсуждавшихся трех сценариев расширения. Темп расширения Вселенной, по-видимому, увеличивается последние несколько миллиардов лет. Аналог этой ситуации в задаче про тело в поле притяжения – ускорение по мере удаления, т. е. отталкивание. Что же во Вселенной мы проглядели, что способно к расталкиванию далеких друг от друга космических объектов? Какая вообще материя способна расталкивать видимые нами объекты? Вроде бы никакая, потому что всякая масса/энергия порождает кривизну так, что участники движения ощущают притяжение.
Однако мы недаром упражнялись на этой прогулке в записи таблиц. Материя может говорить с пространством-временем десятью разными голосами: таблица энергии-движения-сил, появившаяся ранее, содержит не только энергию E и не только три компоненты количества движения P, Q, R, но еще и давления p, q, r; и, для полноты, еще касательные натяжения. И мы просто не успели остановиться и, выдохнув и вдохнув, еще раз сказать себе: кривизну создают все десять явлений. Уравнения Эйнштейна – это действительно штука с глубоким внутренним устройством; кроме энергии и количества движения, в них участвуют еще шесть величин, и сейчас самое время о них вспомнить. Касательные натяжения нам едва ли подходят, потому что мы продолжаем описывать мир, одинаковый по всем направлениям, а вот с давлением перспективы есть.
Энергия искривляет пространство-время. Количество движения искривляет пространство-время. Давление и натяжение искривляют пространство-время
Когда мы выбрали пыль в качестве наполнителя вселенных, мы тем самым нарочно забыли о давлении, т. е. положили его равным нулю перед тем, как решать уравнения Эйнштейна (в том конкретном виде для рассматриваемых вселенных, который называется уравнениями Фридмана). Попробуем теперь то же самое, но с давлением. Вселенная по-прежнему «вся одинаковая», поэтому все три буквы для давления p, q, r равны одна другой. А всего параметров у вселенной получается два: плотность и давление, причем давление участвует в производстве кривизны независимо от плотности. Если оно положительно, то эффект добавляется к тому притяжению, которое создает плотность энергии. Но если давление отрицательно, то его вклад создает расталкивание. Баланс между плотностью и давлением среды может оказаться таким, что на больших расстояниях побеждает расталкивание. Похоже, что у нас нет выбора, кроме как признать, что в космосе имеется нечто, производящее отрицательное давление.
Среда с отрицательным давлением сопротивляется не ее сжатию за счет каких-то внешних усилий (как обычные газы с положительным давлением: накачайте-ка велосипедные
На этой странице вы можете бесплатно читать книгу Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов бесплатно.
Похожие на Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов книги
- Сказки народов мира - Автор Неизвестен -- Народные сказки - Детский фольклор / Прочее
- Сказки немецких писателей - Новалис - Зарубежные детские книги / Прочее
- Сто лет недосказанности: Квантовая механика для всех в 25 эссе - Алексей Михайлович Семихатов - Физика
- АЛИЯ 70-Х... - Л. Дымерская-Цигельман - Историческая проза
- Как зарегистрировать бизнес в России: ООО, ИП, самозанятый - Ирина Некит - Менеджмент и кадры
