Когда мать мальчика поинтересовалась, о чем они говорили, сын ответил: «Я спросил у Эйнштейна, ходил ли он сегодня в туалет». Мать была в ужасе, зато Эйнштейн ответил: «Приятно, когда хоть кто-то задает мне вопрос, на который я в состоянии ответить».
Никогда больше Эйнштейн не принимал беспрекословно мнение авторитетного человека как истину в последней инстанции.
Физики знали, что свет состоит из волн, поэтому, рассуждал Эйнштейн, если бы удалось догнать луч света и пристроиться рядом, он показался бы вам совершенно неподвижным. Это означает, что для летящего рядом наблюдателя луч света выглядел бы как застывшая волна, как неподвижная фотография волны. Он не колебался бы во времени. Молодому Эйнштейну, однако, такая картинка показалась бессмысленной. Никто и никогда не видел застывшей волны; подобного описания не было нигде в научной литературе. Свет, с точки зрения Эйнштейна, представлял собой особый случай. Догнать световой луч невозможно. Застывшей волны не существует.
Согласно легенде, к Эддингтону, когда тот покидал заседание, подошел другой ученый и сказал: «Ходят слухи, что теорию Эйнштейна понимают только три человека во всем мире. Должно быть, вы один из них». Эддингтон молчал, и ученый добавил: «Не скромничайте, Эддингтон». Тот пожал плечами и ответил: «Дело не в скромности. Я пытаюсь понять, кто же третий».
Еще одно странное предсказание общей теории относительности — черные дыры, которые считались фантастикой, пока Шварцшильд в 1916 г. не вернул к жизни концепцию «темных звезд». К настоящему времени телескоп «Хаббл» и радиотелескоп VLA подтвердили существование более чем пяти десятков черных дыр, в основном в центрах крупных галактик. Мало того, сегодня многие астрономы считают, что примерно у половины из триллионов галактик имеются черные дыры в центре.
Поскольку теория суперструн — это теория рождения Вселенной, единственный способ проверить ее — воссоздать Большой взрыв, то есть получить в ускорителе элементарных частиц энергии, примерно соответствующие энергии начала Вселенной. Для этого понадобился бы ускоритель размером с галактику, а это нереально даже для высокоразвитой цивилизации. Однако большая часть исследований в физике сегодня проводится косвенными методами, поэтому можно смело надеяться, что Большой адронный коллайдер позволит получить энергии, достаточные для тестирования этой теории. Коллайдер может ускорять протоны до триллионов электронвольт — энергии, достаточной, чтобы разбивать атомы. Физики надеются, анализируя осколки подобных фантастических столкновений, обнаружить новый тип частиц — суперчастицы, или «s-частицы», представляющие собой более высокие гармоники, или октавы, суперструн.
После двух тысяч лет исследования свойств материи, с тех пор, когда Демокрит и другие греки задались вопросом о составе Вселенной, физика произвела на свет две конкурирующие теории, совершенно несовместимые между собой. Первая — это квантовая теория, которой нет равных при описании мира атомов и элементарных частиц. Вторая — общая теория относительности Эйнштейна, подарившая нам захватывающие дух теории черных дыр и расширяющейся Вселенной. Главный парадокс в том, что эти две теории — полные противоположности. Они исходят из разных начальных предположений, пользуются разной математикой и опираются на разные физические картины. Квантовая теория построена на дискретных пакетах энергии, называемых «квантами», и описывает танец элементарных частиц. А теория относительности основана на гладких поверхностях.
После многих лет спекулятивных построений в 2002 г. было показано, что у нас под боком, в галактике Млечный Путь, имеется собственная черная дыра, которая весит примерно столько же, сколько четыре миллиона солнц. Таким образом, Луна обращается вокруг Земли, Земля — вокруг Солнца, а Солнце вокруг черной дыры.
Согласно расчетам, сделанным еще в XVIII в. Джоном Мичеллом и Пьером-Симоном Лапласом, масса темной звезды или черной дыры пропорциональна ее радиусу[33]. Радиус черной дыры в центре нашей Галактики соответствует примерно одной десятой радиуса орбиты Меркурия. Поразительно, что такой маленький объект может влиять на динамику всей Галактики. В 2001 г. астрономы, исследовавшие эффект линзирования по Эйнштейну, объявили, что в пределах галактики Млечный Путь обнаружена блуждающая черная дыра. По мере движения она искажала свет находящихся рядом с ней звезд. Отследив движение этого искажения света, астрономы смогли рассчитать траекторию объекта. (Блуждающая черная дыра, приближающаяся к Земле, могла бы вызвать катастрофические последствия. Она съела бы Солнечную систему целиком и не подавилась.)
Позже Эйнштейн с теплотой вспоминал: «Я обожаю швейцарцев, потому что, в общем и целом, они более человечны, чем другие народы, среди которых мне приходилось жить».
Он писал: «Все физические теории, какой бы математикой они ни выражались, должны допускать простое описание, понятное даже ребенку».
Бог создал осла и дал ему толстую шкуру».
Забавно отметить, что в популярном телесериале «Звездный путь» экипаж «Энтерпрайза» выпускает во врага «фотонные торпеды». В реальности простейшим пусковым устройством для фотонных торпед является обычный фонарик.
В настоящее время физики, как в свое время Эйнштейн, уверены, что в мгновение Большого взрыва все симметрии мира были едины. Четыре фундаментальных взаимодействия, которые мы видим в природе (гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое ядерные взаимодействия) в момент рождения Вселенной были едины и составляли некое «супервзаимодействие», а позже, по мере остывания Вселенной, разделились. Эйнштейнов поиск единой теории поля казался невозможным только потому, что сегодня силы мира ужасным образом разделены на четыре части. Эйнштейн считал, что, если бы мы могли вернуться в прошлое на 13,7 млрд лет, к моменту Большого взрыва, мы бы увидели космическое единство Вселенной во всем его величии.
Плохие погодные условия — дождевые облака, заслонившие солнце, — чуть не погубили весь эксперимент. Но в нужный момент, в 13:30, тучи чудесным образом разошлись и позволили сфотографировать звезды.
Новая научная истина, как правило, побеждает не потому, что ее оппоненты признают свою неправоту, а потому, что эти оппоненты постепенно вы
гда хоть кто-то задает мне вопрос, на который я в состоянии ответить».
Физик Д
Пытаясь объяснить загадочные силы — электричество и магнетизм, — физик шотландец Джеймс Клерк Максвелл из Кембриджского университета разработал в 1860-е гг. теорию света, основанную не на ньютоновых силах, а на новой концепции так называемых полей.
Секунда на Земле по длительности в точности равна секунде на Марсе и Юпитере.
Ньютон основывал свои идеи на здравом смысле
fb2epub
Перетащите файлы сюда, не более 5 за один раз