Свет и звук – это известные нам волны. Но волны бывают и гравитационными.
Следовательно, пространству самому по себе и времени самому по себе суждено исчезнуть в тенях, и только лишь объединение их двоих сохранится в роли независимой реальности.
— Герман Минковский
Когда Эйнштейн предложил свою общую теорию относительности, она не просто потрясла основы физики, но и полностью разрушила их, чтобы построить новые. Вместо материи, существующей в точках пространства и моментах времени, она предположила, что у пространства и времени есть свои собственные измерения в четырёхмерной структуре пространства-времени, и эта структура меняется из-за присутствия и взаимодействия всей находящейся в ней материи и энергии. Её подтвердило несколько удивительных предсказаний, от гравитационного красного смещения, до изгибания звёздного света из-за присутствия материи.
Существует ли в какой-нибудь другой Вселенной иная версия вас?
Отправляйся, кроме этого мира существуют и другие.
— Стивен Кинг, «Тёмная башня»
Мы заявляем о точном представлении об истории Вселенной. Но насколько это верно?
Единственная причина для существования времени — чтобы всё не случилось одновременно
— Альберт Эйнштейн
И вот мы дожили до конца недели, а значит, пришло время выбирать очередной вопрос. Еженедельно вы отправляете свои вопросы и предложения, а я выбираю из них лучший для того, чтобы рассказать вам о Вселенной. Сегодняшний всеобъемлющий вопрос поступил от Скотта Роббинса, который хочет знать:Я запутался в истории Большого взрыва. Когда учёные говорят о начале Вселенной, формировании элементов и создании галактик, они указывают точные временные интервалы. Но где они берут эти числа? Эмпирически подтвердить их вряд ли возможно, но всё равно они указываются очень точно (и уверенно). Как учёные могут быть настолько уверены в этих данных, и откуда они берутся?И он даже дал ссылку на иллюстрацию вопроса.
Солнце почти полностью состоит из водорода и гелия, а на Земле этих элементов очень мало. Как это произошло?
Самое большое преимущество юности – это невозможность знать, что является невозможным.
— Адам Браун
Каждую неделю вы присылаете мне свои вопросы, из которых я выбираю наилучшие. Но иногда труднее всего ответить на самые простые вопросы. К примеру, посмотрите на Солнце и звёзды, а затем – на планеты. Можно было бы решить, что отличаются они лишь массой – что если сделать планету очень массивной, она станет звездой – но как вы тогда объясните простое наблюдение, сделанное Грегом Роджерсом:
Если Солнце (и все звёзды) в основном состоят из водорода и гелия, почему распределение вещества у планет отличается от них?
Распределение вещества планет не просто отличается от звёзд – оно совершенно другое.
Если всё началось с Большого взрыва, и расширялось, есть ли у всего центр?
Я хочу оставаться так близко к краю, как только могу, не падая с него. С края видно много такого, чего не увидишь с середины.
— Курт Воннегут
С каждым мгновением у нас появляется всё больше вопросов. Почему бы не ответить на крупнейшие? Каждую неделю я выбираю один вопрос, и на этой неделе честь досталась Эрику Винсенту, который спрашивает:
Где же центр? Уже некоторое время, из-за распределения материи, я отказываюсь верить в один большой взрыв, начавший Вселенную. В статье предполагается, что Земля – это центр Вселенной. Разве это не настолько же вероятно, как то, что гравитация всё время выигрывает, и что в нескольких местах Вселенной существует достаточно материи, чтобы стянуть всё к центру, без необходимости создавать бездоказательный термин (тёмная энергия). Я, конечно, не эксперт, поэтому мне интересно, где и почему я ошибаюсь.
По мере того как тёмная энергия всё больше доминирует, и далёкие галактики удаляются от нас с ускорением, что мы теряем, и что это значит для нас?
Что это за чувство, когда уезжаешь от людей, а они становятся всё меньше и меньше, пока их пылинки не рассеиваются у тебя на глазах? — это слишком огромный мир высится своим сводом над нами, и это прощание. Но мы склоняемся вперёд, навстречу новому безумству под небесами.
— Джек Керуак, «В дороге»
С возрастом у меня всё лучше выходят прощания, но большинство из нас всё ещё не готовы к великой правде космического прощания, ожидающей нас. На этой неделе я получил отличные вопросы и предложения, и честь получить ответ переходит к Хоакину Богадо, который хочет узнать об исчезающих из нашего поля зрения галактиках:В блогозаписи «Исчезающая Вселенная» вы натолкнули меня на мысль, что из нашей Вселенной каждую секунду исчезает много ценной информации. Мои вопросы:1) как это влияет на теорию Большого взрыва и возраст Вселенной?2) Возможно ли узнать, какая часть Вселенной уже исчезла?Давайте начнём с того, что означает исчезновение вещей, и сделаем мы это через возвращение к идее Большого взрыва.
Вселенная выглядит причудливо: изобилие галактик, множество кластеров, но нет ничего сильно больше по размеру. Почему она стала именно такой?
Мы неправдоподобно небрежно относимся к формированию наших верований, но находим в себе неоправданную страсть к ним, как только кто-то предлагает лишить нас их компании
— Джеймс Харви Робинсон
Конечно, у большинства из нас есть представления о том, как наша Вселенная стала такой, какая она есть. Но некоторые детали, неважно, насколько они научно обоснованы, сбивают с толку. На этой неделе мне задаёт вопрос Том Андерсон:Тёмная материя притягивает, тёмная энергия отталкивает. Тёмная энергия непрерывно поддерживает расширение пространства между гравитационно связанными галактиками/кластерами, и текущее научное представление состоит в том, что она будет вечно расширяться, охлаждаться и всё закончится «большим замерзанием». Но гравитационно связанные системы не расширяются, и совместная сила тяготения тёмной и обычной материи равна или превосходит силе отталкивания тёмной энергии и обычной энергии. Почему же Вселенная вообще расширилась после Большого взрыва? Почему тёмная материя не оказала противодействия тёмной энергии в начале Вселенной?Вопрос насыщенный, так что давайте разделим его на части.
Ни в коем случае. Найденное нами, пусть и загадка, но уж точно не потерянная масса нашей Вселенной
Время вбирает всё в себя, время уносит прошлое всё дальше, и наконец остается только темнота. Тьма.
— Стивен Кинг
Но у нас пока ещё не конец времени, а конец недели. Время для ответа на следующий вопрос колонки «Спросите Итана», где, выбирая среди очень хороших вопросов, я выбрал вопрос Джо Лэтона, который спрашивает про недавнюю новость:Я читаю множество заголовков в физических изданиях, типа «Исследователи обнаружили возможный сигналот тёмной материи». Не могли бы вы, с присущей вам выразительностью, пояснить предысторию вопроса и суть данных новостей?Давайте же дадим Джо то, что ему нужно!
Достаточно сложно измерить даже магнитное поле Земли – как же мы тогда меряем его у Солнца, звёзд и удалённых галактик?
Не бывает ничего слишком чудесного, чтобы быть правдой, если только это согласуется с законами природы
— Майкл Фарадей
И снова у нас конец недели, и время для еженедельного ответа на ваши вопросы. Я просмотрел пришедшие вопросы, среди которых были и очень хорошие, но победителем становится Форбс Хирш, который спрашивает:
Как мы можем измерить магнитные свойства на расстоянии? Обычно это связано с Солнцем, северными или южными склонениями, силами, и т.п. Как мы можем «почувствовать» магнитные силы на таких расстояниях?
Начнём с того, чем мы занимаемся здесь, на Земле.
При расширении Вселенной излучение растягивается, и длины волн увеличиваются – но что происходит с материей?
Медленно растущее дерево приносит лучшие плоды
— Мольер
Сегодня конец недели, и поэтому мы, просмотрев ваши вопросы, выбрали один, который получит ответ в нашей колонке. Спрашивает Андрей Новак:Теория Большого взрыва утверждает, что при расширении пространства-времени свет смещается в область увеличения длин волн. А влияет ли это расширение на частицы материи? Ведь их размер конечен.Удивительный вопрос, если задуматься.
