Спросите Итана: откуда берётся “энергия” в тёмной энергии?


Чем дальше мы заглядываем, тем ближе то, что мы видим, оказывается к Большому взрыву. Текущий рекордсмен среди квазаров виден нам таким, каким он был, когда Вселенной было всего 690 млн лет. А ещё эти сверхдальние космологические зонды показывают нам Вселенную, в которой содержится тёмная материя и тёмная энергия, но не объясняют, откуда эта энергия берётся.

Если ваша вселенная заполнена всяческим материалом – будь то атомы, тёмная материя, излучение, нейтрино или что-то ещё – её практически невозможно сохранять в статичном состоянии. Ткань такой вселенной, по крайней мере, судя по Общей теории относительности, на крупных масштабах обязана либо расширяться, либо сжиматься. Но если вселенная заполнена тёмной энергией, как это, судя по всему, есть у нас, то происходит нечто ещё более странное: общее количество энергии, содержащейся внутри наблюдаемой нами Вселенной, со временем увеличивается, и конца этому не видно. Не нарушает ли это закон сохранения энергии? Именно об этом спрашивает наш читатель:

Общая энергия Вселенной увеличивается, поскольку энергия, присущая пространству-времени, постоянна, а Вселенная расширяется. Получается, что для создания дополнительного кубического километра пространства-времени требуется определённое количество энергии, ни больше, ни меньше. Эта энергия должна откуда-то браться. Во всех остальных случаях, известных нам, энергия (включая материю посредством E = mc2) не может появляться ниоткуда. Получается, что что-то отдаёт энергию нашей Вселенной, что заставляет её расширяться. Остановится ли этот процесс?

Но реальная научная истина по поводу всего происходящего гораздо более неприятна, чем вы могли бы себе представить.
(далее…)

Насколько быстро расширяется Вселенная?

Команды Хаббла и Гайи объединились, чтобы провести наиболее точное измерение на сегодня

В 1920-х Эдвин Хаббл сделал революционное открытие – оказалось, что Вселенная расширяется. Изначально такое положение вещей предсказывала Общая теория относительности Эйнштейна. Скорость этого расширения получила название “постоянной Хаббла”. К сегодняшнему дню с помощью современных телескопов – таких, как телескоп Хаббла – астрономы заново измерили и пересмотрели эту величину уже много раз.
(далее…)

Какой была Земля, когда на ней было так же жарко, как нам обещают в 2100 году?

У сегодняшних детей будут свои внуки, когда они доживут до момента, на котором заканчиваются все климатические прогнозы. Нет ли в прошлом каких-то подсказок насчёт нашего будущего?

Карта современной Антарктики, где показана скорость отступления (2010-2016) “линии сцепления”, на которой ледники теряют контакт с дном, а также океанские температуры. Одинокая красная стрелочка в восточной Антарктике – это ледник Тоттен, содержащий столько воды, что её хватит на поднятие уровня мирового океана на 3 метра.

Все, что случилось с нами, лишь пролог.
– Уильям Шекспир, “Буря”

2100-й год выглядит, как линия из ограничительных флажков, стоящих на финишной черте изменений климата – будто бы все наши цели заканчиваются именно тогда. Но, перефразируя предупреждение на зеркале заднего вида, он к нам ближе, чем кажется. У сегодняшних детей будут свои внуки, когда они доживут до момента, на котором заканчиваются все климатические прогнозы.
(далее…)

Спросите Итана: в каких фильмах правильно показаны путешествия во времени?


Поезд “Жюль Верн” из третьей части “Назад в будущее”. Возможно, Эйнштейн представлял себе совсем не это, когда формулировал свои мысленные эксперименты, связанные с теорией относительности, но степень научности всё же оценить можно.

То, как мы путешествуем во времени, со скоростью одна секунда за секунду, настолько скучно, что мы принимаем это, как само собой разумеющееся. Однако, согласно Эйнштейновской теории относительности, мы можем путешествовать во времени не только с разными скоростями (если увеличим скорость до величин, близких к скорости света), но и в разных направлениях, вперёд или назад, построив мост между двумя не связанными между собой местами пространства-времени. Путешествия во времени, вперёд или назад, давно уже были одним из лейтмотивов для нашего воображения и рассказов; кому не хотелось бы изучать неизвестное будущее или вернуться во времени, чтобы исправить прошлые ошибки? Однако сочинить корректную с научной точки зрения историю – это совершенно другая задача. Какие фильмы справились с этим лучше всего? Это и хочет узнать наш читатель:

Я – большой любитель фильмов про путешествия во времени (как бы их ни объясняли). Какие из фильмов лучше и точнее всего используют этот сюжетный инструмент?

Давайте подумаем над тем, что должно быть в хорошем фильме про путешествия во времени, и как с этим обходятся ваши любимые фильмы.
(далее…)

Понимание чужого сознания – это миф

Даже эксперты не могут предсказать вспышки насилия или суицид. Мы наверняка просто обманываем себя, считая, что можем заглянуть в разум других людей.

– Не пойму, как ты воспринимаешь то, что я тебе говорю!
Подслушанный за ужином семейный спор.

После массового расстрела соседи стрелка поражены, и рассказывают репортёрам, что он был хорошим и добрым человеком. Бывшие одноклассники и сослуживцы описывают его, как бомбу, готовую взорваться. Эксперты связывают последнюю тираду Трампа с разнузданным нарциссизмом, ранней деменцией, агрессивным отцом, макиавеллевской проницательностью – или с искренним стремлением человека вернуть Америке былое величие… Продемонстрируйте пример любого человеческого поведения, и мы найдём ему пяток здравых объяснений. Всё это основывается на предположении о том, что мы с достаточно большой степенью достоверности можем понять, что происходит в голове у другого человека. Это предположение психологи называют моделью психики человека (МПЧ; а также – понимание чужого сознания, теория намерений, теория сознания, теория разума…). Считается, что эта возможность воспринимать тот факт, что у других людей имеется своё, отдельное сознание, в котором содержатся потенциально другие мнения и верования, намерения и желания, является одной из исключительных когнитивных способностей, отличающих нас от других существ.
(далее…)

Идея сингулярности перед Большим взрывом устарела


Иллюстрация нашей космической истории, от Большого взрыва и до сегодняшнего дня, в контексте расширяющейся Вселенной. Большому взрыву предшествовало состояние космической инфляции, но идея о том, что перед этим должна была существовать сингулярность, ужасно устарела.

Почти все слышали о Большом взрыве. Но если попросить разных людей, от обывателей до космологов, закончить предложение: “Вначале было…”, вы получите множество различных ответов. Один из наиболее распространённых – “сингулярность”, то есть, момент, когда вся материя и энергия Вселенной сконцентрировались в одной точке. Температура, плотность и энергия были бы сколь угодно, бесконечно большими, и это могло совпадать с зарождением самого пространства и времени.

Но эта картина не просто неверна, она уже лет 40, как устарела! Мы совершенно уверены в том, что с горячим Большим взрывом не было связано никакой сингулярности, и у пространства и времени могло вообще не быть момента зарождения. Вот, что нам известно, и откуда.
(далее…)

Спросите Итана: если Вселенная расширяется, почему не расширяемся мы?


Если Вселенная расширяется, можно понять, почему далёкие галактики удаляются от нас. Но почему не расширяются звёзды, планеты и атомы?

Одним из крупнейших научных сюрпризов XX века стало открытие расширения Вселенной. Удалённые галактики разбегаются от нас и друг от друга быстрее, чем ближе расположенные, будто бы растягивается сама ткань пространства. На крупнейших масштабах плотность материи и энергии Вселенной падали миллиарды лет, и продолжают это делать. А если мы заглянем достаточно далеко, мы увидим галактики, разлетающиеся так быстро, что ничто, что мы могли бы отправить к ним сегодня, не сможет их догнать – не хватит даже скорости света. Но нет ли в этом парадокса? Именно об этом спрашивает читатель:

Если вселенная расширяется быстрее скорости света, почему это не влияет на нашу солнечную систему и расстояния от Солнца до планет? И почему относительное расстояние между звёздами нашей галактики не увеличивается… или оно увеличивается?

Мысль читателя верна, и Солнечная система, расстояния между планетами и звёздами не увеличиваются при расширении Вселенной. Так что же расширяется в расширяющейся Вселенной? Давайте разбираться.
(далее…)

Как получилось, что размер Вселенной больше её возраста?

Мы знаем, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиардов лет, но размер наблюдаемой Вселенной при этом – 46 миллиардов световых лет. Как это возможно?

Природа требует, чтобы мы не превышали скорость света. Всё остальноё опционально.
– Роберт Бролт

Одно из самых удивительных открытий XX века произошло благодаря изучению огромных спиральных туманностей, рассыпанных по ночному небу.

Быстро выяснилось, что эти объекты – галактики, похожие на наш Млечный путь, находящиеся в тысячах световых лет от нас. Кроме того, большая их часть двигается по направлению от нас. Что ещё более интересно, так это то, что чем дальше от нас галактика, тем (в среднем) она быстрее удаляется. Всего через несколько лет были открыты и механизм и закон, управляющие этим явлением.
(далее…)