Педро Феррейра - Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности
Название: Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности
Автор:
Жанры: Физика | Научно-популярная литература | Зарубежная образовательная литература
Серия: New Science
ISBN: Нет данных
Год: 2014
О чем книга "Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности"

Каждый человек в мире слышал что-то о знаменитой теории относительности, но мало кто понимает ее сущность. А ведь теория Альберта Эйнштейна совершила переворот не только в физике, но и во всей современной науке, полностью изменила наш взгляд на мир! Революционная идея Эйнштейна об объединении времени и пространства вот уже более ста лет остается источником восторгов и разочарований, сюрпризов и гениальных озарений для самых пытливых умов.

История пути к пониманию этой всеобъемлющей теории сама по себе необыкновенна, и поэтому ее следует рассказать миру. Британский астрофизик Педро Феррейра решил повторить успех Стивена Хокинга и написал научно-популярную книгу, в которой доходчиво объясняет людям, далеким от сложных материй, что такое теория относительности и почему споры вокруг нее не утихают до сих пор.

Бесплатно читать онлайн Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности


© ООО Издательство «Питер», 2014

© Houghton Mifflin Harcourt

© Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2015

© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство «Питер», 2015

* * *

Благодарности

Эта книга появилась благодаря двум людям. Патрик Уолш (Patrick Walsh) не только убедил меня написать о предмете моей страсти, но и предоставил мне такую возможность. Кортни Янг (Courtney Young) взяла мою рукопись и с удивительным тактом, но одновременно с твердостью превратила ее в книгу, которую хочется прочитать.

Я полагался на замечания, советы и критику, которые мне на протяжении многих лет давали коллеги, друзья, члены семьи, читатели и писатели. Вот их список (возможно, неполный): Энди Албрехт (Andy Albrecht), Арлен Андерсон (Arlen Anderson), Тесса Бейкер (Tessa Baker), Макс Банадос (Max Banados), Джулиан Барбур (Julian Barbour), Джон Бэрроу (John Barrow), Адриан Бикрофт (Adrian Beecroft), Яаков Бекенштейн (Jacob Bekenstein), Джоселин Белл Бёрнелл (Jocelyn Bell Burnell), Орфей Бертолами (Orfeu Bertolami), Стив Биллер (Steve Biller), Майкл Брукс (Michael Brooks), Харви Браун (Harvey Brown), Фил Булл (Phil Bull), Алекс Баттерворс (Alex Butterworth), Филипп Канделас (Philip Candelas), Ребекка Картер (Rebecca Carter), Крис Кларксон (Chris Clarkson), Тим Клифтон (Tim Clifton), Фрэнк Клоуз (Frank Close), Питер Коулс (Peter Coles), Аманда Кук (Amanda Cook), Марк Дэвис (Marc Davis), Ксения де ла Осса (Xenia de la Ossa), Сесиль Девитт-Моретт (Cécile DeWitt-Morette), Майк Дафф (Mike Duff), Джо Данкли (Jo Dunkley), Рут Дюрер (Ruth Durrer), Джордж Эфстатиу (George Efstathiou), Джордж Эллис (George Ellis), Грэм Фармело (Graeme Farmelo), Хьюго и Карин Джил Феррейра (Hugo and Karin Gil Ferreira), Эндрю Ходжес (Andrew Hodges), Крис Ишам (Chris Isham), Эндрю Яффе (Andrew Jaffe), Дэвид Кайзер (David Kaiser), Янна Левин (Janna Levin), Рой Маартенс (Roy Maartens), Эд Макъюли (Ed Macaulay), Жуан Магейжу (Joao Magueijo), Дэвид Марш (David Marsh), Джон Миллер (John Miller), Ланс Миллер (Lance Miller), Жозе Мауро (José Mourao), Самая Ниссанке (Samaya Nissanke), Тим Палмер (Tim Palmer), Джон Пикок (John Peacock), Джим Пиблс (Jim Peebles), Роджер Пенроуз (Roger Penrose), Жоао Пиментел (Joao Pimentel), Эндрю Понтцен (Andrew Pontzen), Франс Преториус (Frans Pretorius), Димитриос Псалтис (Dimitrios Psaltis), Мартин Рис (Martin Rees), Бернар Шатц (Bernard Schutz), Джо Силк (Joe Silk), Константинас Скордис (Constantinos Skordis), Ли Смолин (Lee Smolin), Джордж Смут (George Smoot), Андрей Старинец (Andrei Starinets), Келли Стел (Kelly Stelle), Франческо Силос-Лабини (Francesco Sylos-Labini), Кип Торн (Kip Thorne), Нил Турок (Neil Turok), Тони Тайсон (Tony Tyson), Гиза Вешкальнис (Gisa Weszkalnys), Джон Уитер (John Wheater), Адам Уишарт (Adam Wishart), Лукас Виловски (Lukas Wilowski), Андреа Вульф (Andrea Wulf) и Том Злосник (Tom Zlosnik). Их вклад неоценим, а за любые ошибки и заблуждения, оказавшиеся в окончательной версии текста, ответственность лежит исключительно на мне.

Команда агентства Conville and Walsh была невероятно доброжелательно настроена к данной книге, а коллеги из Оксфордского университета полны энтузиазма и готовы помочь.

Пролог

Доклад Артура Эддингтона на совместном заседании Королевского и Астрономического обществ 6 ноября 1919 года в корне изменил парадигму гравитационной физики. С торжественной монотонностью кембриджский астроном описал свое путешествие на маленький, поросший буйной зеленью остров Принсипи у западного побережья Африки, где с помощью телескопа он сфотографировал полное солнечное затмение, постаравшись запечатлеть находящееся за Солнцем неяркое звездное скопление. Измерив положение звезд, Эддингтон обнаружил отклонения от закона всемирного тяготения, открытого покровителем британской науки Исааком Ньютоном и безоговорочно принимавшегося в течение более чем двух столетий. Астроном утверждал, что место этого закона теперь занимает новая и более правильная теория, предложенная Альбертом Эйнштейном под названием «общая теория относительности».

В то время теория относительности Эйнштейна была известна не только своим потенциалом в плане объяснения происходящих во Вселенной явлений, но и своей невообразимой сложностью. После церемонии, когда слушатели и докладчики уже готовились выйти в лондонские сумерки, к Эддингтону подошел польский физик Людвиг Зильберштейн. Зильберштейн был автором книги о более ограниченной «специальной теории относительности» Эйнштейна и с интересом следил за выступлением Эддингтона. Он сказал: «Профессор Эддингтон, вы, должно быть, один из трех человек в мире, понимающий общую теорию относительности». Заметив замешательство Эддингтона, Зильберштейн добавил: «Не скромничайте». Эддингтон решительно взглянул на него и произнес: «Напротив, я пытаюсь понять, кто же является третьим».

К моменту моего первого знакомства с общей теорией относительности названную Зильберштейном цифру уже можно было скорректировать в сторону увеличения. В начале 1980-х я услышал, как Карл Саган рассказывает о сжатии и растяжении времени и пространства в телесериале «Космос». Я немедленно попросил отца объяснить мне эту теорию. Он ограничился словами о том, что она крайне сложна. «Вряд ли кто-то понимает общую теорию относительности», – вот как он сказал. Но остановить меня было непросто. В этой странной теории с ее искривленными сетками пространства-времени, обернутыми вокруг пустынных впадин небытия, имелось что-то до крайности притягательное. Действие принципа общей относительности можно было наблюдать в старых эпизодах «Звездного пути», когда «черная звезда» отправляла в прошлое космический корабль «Энтерпрайз» или когда Джеймс Т. Кирк путался в измерениях пространства-времени. Неужели понять все это настолько сложно?

Несколькими годами позднее я изучал инженерное дело в Лиссабонском университете, в тяжеловесном здании из камня, железа и стекла, представлявшем собой превосходный образчик архитектуры времен Салазара. Обстановка удивительно подходила для бесконечных лекций, обучающих нас полезным вещам: искусству создания компьютеров, мостов и машин. Некоторые студенты спасались от этого занудства, читая в свободное время материалы по современной физике. И каждый мечтал стать Альбертом Эйнштейном. Время от времени на наших лекциях излагались некоторые из его идей. Мы узнали о связи массы с энергией и о том, что свет на самом деле состоит из частиц. Когда дело дошло до изучения электромагнитных волн, нас познакомили со специальной теорией относительности. Эйнштейн сформулировал ее в 1905 году, когда ему было двадцать шесть, то есть всего на несколько лет больше, чем нам. Один из наиболее просвещенных преподавателей посоветовал нам почитать оригинальные труды Эйнштейна. В сравнении с нудными упражнениями, которые мы были вынуждены делать, это были шедевры выразительности и ясности. Однако общая теория относительности – созданная Эйнштейном грандиозная теория пространства-времени – в нашу программу не входила.


С этой книгой читают
«Карло Ровелли – это человек, который сделал физику сексуальной, ученый, которого мы называем следующим Стивеном Хокингом». – The Times MagazineЧто есть время и пространство? Откуда берется материя? Что такое реальность?«Главный парадокс науки состоит в том, что, открывая нам твердые и надежные знания о природе, она в то же время стремительно меняет ею же созданные представления о реальности. Эта парадоксальность как нельзя лучше отражена в книге
Фантастические масштабы и диапазон тем, которыми занимается современная физика, поражают воображение. Мы знаем, из чего состоит всё (или почти всё), что нас окружает, видим невидимое, исследуем связи всех кубиков мироздания, можем проследить эволюцию Вселенной чуть ли не с момента зарождения пространства и времени, а законы физики позволяют создавать технологии, которые меняют нашу жизнь.Всё, что окружает вас в настоящий момент, всё, что создало
Венкатраман «Венки» Рамакришнан – американский и британский биохимик, лауреат Нобелевской премии по химии за 2009 год совместно с Томасом Стейцем и Адой Йонат «за исследования структуры и функций рибосомы». С 2015 года президент Королевского общества, член Национальной академии наук США. Все знают о ДНК, молекуле, которая хранит наши гены. Но ДНК бесполезна без рибосомы – уникального процессора, расшифровывающего генетический код. Именно рибосома
Познакомьтесь с историей генетической революции, рассказанной Джеймсом Д. Уотсоном, лауреатом Нобелевской премии. Гениальный ученый отправляет нас в величайшее научное путешествие, охватывающее все вехи генетической революции – от открытия двойной спирали до открытий последнего десятилетия. Открытие человечеством двойной спирали ДНК по значимости можно сравнить только со свершениями эпохи Просвещения. Естественный отбор все еще действует, но генн
Книга подготавливает читателя к несколько сложному понятию сложения ядра атома в среде космических пространств и практически дарит теорию опознавания, так называемого антивещества, благодаря которому и осуществляется жизнь в космических широтах. На время отрываясь от сложности науки, она знакомит с некоторыми моментами нашей истории, отражение которой непременно наблюдается в нашем современном мире. И, наконец, оглашает заключительные выводы на с
Книга подробно знакомит читателя с процессом возникновения внутреннего голоса человека, а также поясняет, на базе чего возникает чувство обоняния и прямого видения окружающего. Указывает на особую роль голосистости нашей земной среды, которая непосредственно сказывается на мозговой активности человека. Знакомит также с некоторыми, пока неизученными свойствами нашего мозга и указывает на существенную разницу между живым и кибернетическим организмо
Книга рассказывает о причинах возникновения силы природной стихии, обрушающейся время от времени на какой-то участок земной территории. В частности, речь идет о силе возникновения ураганных ветров. Она также поясняет, как правильно понимать смысл общего экологического бедствия, как воздействуем на природу лично мы сами, и каким именно способом загрязняем окружающую среду. И, наконец, предлагает задуматься над всем этим, пока еще есть время для ус
Книга познакомит читателя с некоторыми параметрами нового вида космического вооружения. Также расскажет о том, с какой целью оно может быть использовано, когда, кем и как. В целом, это познавательного характера произведение, ознакомление с которым явно не повредит и прибавит какую-то толику ума к той части, которая уже есть.
Подлинной вершиной всего пушкинского цикла являются восьмая и девятая статьи, в которых разбирается «Евгений Онегин». Это до сих пор во многих отношениях – лучшее из всего написанного о романе Пушкина.Социологическая трактовка Пушкина наиболее ярко проявилась в статьях об «Евгении Онегине». Подчеркивая гуманизм и народность Пушкина, Белинский указывал на их сословно-классовую основу: «Он нападает в этом классе на все, что противоречит гуманности,
Подлинной вершиной всего пушкинского цикла являются восьмая и девятая статьи, в которых разбирается «Евгений Онегин». Это до сих пор во многих отношениях – лучшее из всего написанного о романе Пушкина.«Велик подвиг Пушкина, что он первый в своем романе поэтически воспроизвел русское общество того времени и в лице Онегина и Ленского показал его главную, то есть мужскую, сторону; но едва ли не выше подвиг нашего поэта в том, что он первый поэтическ
Новогодняя история о том, что чудеса случаются. Обычные страхи могут быть совсем не страхами, а чем-то особенным! Добрая сказка о том, что старшие дети в семье – это помощники родителям, защитники младших! А старый Ясень у дома – это тоже член семьи, он все понимает, все чувствует и все видит! Сказка учит тому, что ко всем и ко всему нужно относиться с уважением! В этом – философский подтекст сказки.
Классический сборник упражнений по математике. В книге представлены все основные темы по математике за курс 3 класса. Каждая тема состоит из 10 заданий, целью которых является как отработка новых знаний, так и повторение пройденного материала. При этом выполнение заданий не отнимает много времени. Книга будет полезна в качестве дополнительного материала к учебнику, ее можно использовать при подготовке к самостоятельным или контрольным работам. По