Стивен хокинг книги

Эта книга объединила семь лекций всемирно знаменитого ученого, посвященных происхождению Вселенной и представлениям о ней — от Большого Взрыва до черных дыр и теории струн. А главное, тому, как создать на основе частных физических теорий великую объединенную теорию всего.

Теория всего
Происхождение и судьба Вселенной

Введение

В этой серии лекций я попытаюсь вкратце обрисовать историю Вселенной, какой она нам представляется, от Большого Взрыва до черных дыр. Первая лекция содержит краткий обзор существовавших в прошлом представлений о строении мира и рассказ о том, как мы пришли к современной картине. Так что эту лекцию можно назвать хроникой теорий об истории Вселенной.

Вторая лекция объяснит, как теории гравитации Ньютона и Эйнштейна привели к заключению, что Вселенная не может быть стационарной — только расширяющейся, либо сжимающейся.

Это, в свою очередь, предполагает, что в какое-то время в интервале от 10 до 20 млрд лет тому назад Вселенная имела бесконечную плотность. То был Большой Взрыв, который, по-видимому, стал «началом» существования Вселенной.

В третьей лекции я расскажу о черных дырах. Они формируются, когда массивная звезда или даже более крупное образование схлопывается под действием собственного тяготения. В соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна субъекты, имевшие глупость угодить в черную дыру, будут потеряны навсегда. Они уже не смогут оттуда выбраться. В сингулярности черной дыры истории приходит конец. Впрочем, общая теория относительности — это теория классическая, не берущая в расчет принцип неопределенности квантовой механики.

А квантовая механика, как я покажу в четвертой лекции, допускает ускользание энергии из черных дыр. Черные дыры не так уж черны, как их малюют.

В пятой лекции я приложу идеи квантовой механики к Большому Взрыву и возникновению Вселенной. Это подведет нас к идее, что пространство-время может быть конечным по протяженности, но не иметь границы или края. Это было бы похоже на поверхность Земли, имеющую еще два дополнительных измерения. В шестой лекции я растолкую, как это новое предположение о границах способно объяснить разительное отличие прошлого от будущего при том, что законы физики симметричны относительно времени.

Наконец, в седьмой лекции я обращусь к нашим попыткам найти некую объединенную теорию, охватывающую квантовую механику, тяготение и все остальные физические взаимодействия. Если бы мы преуспели в этом, то смогли бы понять Вселенную и наше место в ней.

Первая лекция. Представления о Вселенной

Еще в 340 г. до н. э. Аристотель в сочинении «О небе» сформулировал два веских довода в пользу того, что Земля скорее круглая, как шар, нежели плоская, как тарелка. Во-первых, он осознал, что лунные затмения возникают из-за прохождения Земли между Солнцем и Луной. Тень Земли на Луне всегда круглая, а подобное возможно, только если Земля имеет сферическую форму. Будь наша планета плоским диском, тень ее была бы вытянутой, эллиптической, за исключением тех случаев, когда в момент затмения Солнце располагается прямо над центром диска.

Во-вторых, из опыта путешествий древние греки вынесли, что в южных странах Полярная звезда стоит ниже над горизонтом, чем в тех, что лежат ближе к северу. Из разницы видимых положений Полярной звезды в Греции и Египте Аристотель даже вывел приближенное значение окружности Земли — около 400 тыс. стадиев. Мы не знаем точно, чему равнялся древнегреческий стадий. Возможно, он составлял около 180 м. Тогда оценка Аристотеля примерно вдвое превосходит принятое ныне значение.

У древних греков имелся и третий аргумент в пользу шарообразности Земли: почему бы еще наблюдатель на берегу сначала замечал над горизонтом парус приближающегося корабля, а лишь затем — его корпус? Аристотель полагал, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды

движутся вокруг нее по круговым орбитам. Он считал так, поскольку в силу мистических соображений был убежден, что Земля — центр Вселенной, а круговое движение — самое совершенное.

ВI в. н. э. Птолемей развил эти идеи в целостную космологическую модель. Земля располагалась в центре, окруженная восемью сферами, несущими на себе Луну, Солнце, звезды и пять известных в то время планет (Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн). Планеты перемещались по малым окружностям, закрепленным на соответствующих сферах, что требовалось для объяснения их весьма сложных наблюдаемых движений по небосклону. На внешней сфере размещались так называемые неподвижные звезды, которые всегда остаются в одинаковом положении относительно друг друга, но все вместе совершают круговое движение по небу. Что лежит за пределами внешней сферы, оставалось неясным, эта область Вселенной не была доступна для наблюдений.

Модель Птолемея позволяла с достаточной точностью предсказывать видимые положения небесных тел.

Но для этого пришлось допустить, что Луна, двигаясь по своей траектории, в отдельные моменты подходит к Земле вдвое ближе, чем в другие.

А это означало, что периодически Луна должна казаться вдвое больше обычного. Птолемей знал об этом недостатке, тем не менее его модель была принята если не всеми, то абсолютным большинством. Она была одобрена христианской церковью, как картина мира, согласующаяся со Священным Писанием. Большим преимуществом в глазах богословов было то, что эта модель оставляла за пределами сферы неподвижных звезд достаточно места для рая и ада.

Тем не менее в 1514 г. польский каноник Николай Коперник предложил гораздо более простую космологическую теорию. Сначала, опасаясь обвинений в ереси, он обнародовал свою модель анонимно. Он считал, что в центре располагается

неподвижное Солнце, а Земля и остальные планеты обращаются вокруг него по круговым орбитам. К несчастью для Коперника, прошло почти столетие, прежде чем его идеи были приняты всерьез. Лишь тогда два астронома — немец Иоганн Кеплер и итальянец Галилео Галилей — публично выступили в поддержку теории Коперника, несмотря на то что предсказываемые ею движения не вполне совпадали с наблюдаемыми. Теория Аристотеля-Птолемея фактически «умерла» только в 1609 г. В тот год Галилей приступил к изучению ночного неба при помощи недавно изобретенного телескопа.

Наблюдая Юпитер, Галилей заметил, что планету сопровождают несколько небольших спутников (лун), которые обращаются вокруг нее. Это опрокидывало убеждение Аристотеля и Птолемея, что все небесные тела обращаются непосредственно вокруг Земли. Конечно, можно было по-прежнему считать, что Земля покоится в центре Вселенной, а спутники Юпитера движутся вокруг нее по исключительно сложным траекториям, создающим видимость их обращения вокруг Юпитера. Однако теория Коперника была гораздо проще.

Примерно в это же время Кеплер развил модель Коперника, предположив, что планеты движутся не по круговым, а по эллиптическим орбитам. Предсказания теории теперь окончательно совпали с наблюдениями. Однако сам Кеплер рассматривал эллиптические орбиты как искусственную гипотезу, притом весьма досадную, потому что эллипс — фигура не столь совершенная, как крут. Открыв (почти случайно), что эллиптические орбиты соответствуют наблюдениям, Кеплер не мог согласовать это со своей идеей, что планеты обращаются вокруг Солнца под действием магнитных сил.

Объяснение нашлось гораздо позднее, в 1687 г., когда Ньютон опубликовал свои «Математические начала натуральной философии». Это, по-видимому, самый важный из когда-либо публиковавшихся научных трудов по физике. В нем Ньютон не только развил теорию движения тел в пространстве и времени, но и разработал математический аппарат для анализа этого движения. Вдобавок он сформулировал закон всемирного тяготения. Этот закон гласит, что каждое тело во Вселенной притягивается к любому другому телу с силой, величина которой тем больше, чем массивнее тела и чем ближе они находятся друг к другу. Именно эта сила заставляет тела падать на Землю. История же со свалившимся на голову Ньютона яблоком почти наверняка сомнительна. Сам Ньютон упоминает лишь о том, что идея о земном тяготении пришла к нему, когда он, пребывая в созерцательном настроении, заметил падение яблока.

     
   
     
 

Хокинг Стивен — скачать бесплатно все книги автора

  • Великий замысел
  • Жанр: Физика
  • Все мы существуем лишь непродолжительный период времени и на его протяжении способны исследовать лишь небольшую часть мироздания. Но люди — существа любопытные. Мы задаемся вопросами, мы ищем на них ответы.

    Живя в этом огромном мире, который бывает то добрым, то жестоким, и вглядываясь в бесконечное небо, люди постоянно задаются множеством вопросов: Как мы можем понять мир, в котором оказались? Как ведёт себя Вселенная? Какова природа реальности? Откуда всё это возникло? Нуждалась ли Вселенная в создателе? Многие из нас не тратят много времени на эти вопросы, но почти все из нас когда-либо об этом задумывались.Один из самых известных ученых нашего времени — Стивен Хокинг написал книгу, продолжающую тему, начатую в его предыдущих книгах. Хокинг ставит вопросы, на которые потом отвечает, прибегая к помощи последних достижений в области науки — Что положило начало существованию? Почему мы существуем? Почему законы физики именно такие, как они есть? Можем ли мы ответить на все эти вопросы, не прибегая к помощи «божественной интервенции»?

  • Читать книгу | Скачать книгу | Отзывы о книге(2)






21753868088680896809016811521516768087
 
Все для учащихся — рефераты, дипломы, справочники
 

Физик-теоретик Стивен Хокинг рассказал, что, по его мнению, было до начала времени, то есть, до Большого взрыва. Физик, пишет Live Science, придерживается распространенной в научном сообществе точки зрения, что не было ничего — ни времени, ни пространства.

«Чтобы лучше понять теорию, возьмите свой универсальный пульт и нажмите «перемотка назад». Ученые знают, что Вселенная постоянно расширяется. Когда вы двигаетесь назад во времени, то Вселенная сжимается. Если перемотать достаточно далеко, приблизительно на 13,8 миллиардов лет назад, то весь универсум сожмется до размера одного атома», — сказал Хокинг в интервью телеканалу National Geographic.

Теория, которая утверждает, что до Большого взрыва не было ни времени, ни пространства, называется «no-boundary proposal», что в переводе означает теория безграничного предложения. Согласно ей, время, в нашем привычном понимании, не существовало до того, как Вселенная начала расширяться.

«Стрела времени бесконечно сжимается, Вселенная становится все меньше и меньше, никогда не достигая ясной отправной точки. Можно рассматривать мнимое и реальное время как начинающееся на Южном полюсе, и оно является точкой пространства-времени, где нормальные законы физики сохраняются. Нет ничего южнее Южного полюса, так что вокруг Большого Взрыва не было ничего».

  • Big Bang, или теория Большого взрыва – это базовая космологическая теория. Изначально Вселенная находилась в сингулярном состоянии, то есть, все концентрировалось в одной точке. Из этой точки и возникло пространство, в котором сегодня находятся галактики, звезды, планеты и мы, люди.

По словам ученого, обьяснить детальнее, что именно происходило перед Большим взрывом крайне сложно. «Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики», — считает Хокинг.

О Большом взрыве Хокинг подробно рассказывает в фильме «Настоящий гений».

Настоящий гений со Стивеном Хокингом — теория возникновения Вселенной

Загадки Вселенной

Источник изображения в анонсе: Wikipedia

Конечно, нельзя сравнить то, что теперешние дети знают о науке, со знаниями их родителей, не говоря уже о бабушках и дедушках. Мир быстро меняется, меняются и источники получения информации. Захочешь узнать, как устроен атом, загляни в Википедию. Но все же книжек, особенно хороших, ничто не заменит.

А тут сразу три отличные книги, из которых можно много чего узнать про самую современную науку, да еще такого, что совсем не сразу отыщешь в Интернете. Написаны эти книги одним из самых знаменитых ученых-астрофизиков нашего времени, Стивеном Хокингом. И написал он их не один, а вместе с дочерью, Люси Хокинг.

Стивену Хокингу самому писать очень трудно, уже много лет он тяжело болен, почти парализован. Вот и пригодилась помощь дочери, писательницы и журналистки.

А ей без него тоже не справиться, эти книжки хороши не просто занимательным сюжетом и детективной историей, они густо нашпигованы информацией о самых последних физических и астрономических открытиях, в которых вообще мало кто разбирается. Если не считать, конечно, Стивена Хокинга, который точно обо всем об этом знает лучше всех, потому что немало из этих открытий сделал он сам.

george_hoking1.jpgПервая книга трилогии «Джордж и тайны Вселенной» знакомит читателя с мальчиком Джорджем и его новыми друзьями – Анни, большой любительницей картофельных чипсов, и ее папой, Эриком, ученым, астрофизиком, то есть коллегой самого автора. Наука для Эрика – самое главное в жизни. А родители Джорджа – вегетарианцы и живут без телефона, телевизора и компьютера, потому что считают, что «наука и техника захватили весь мир» и «что все беды от науки и научных открытий».

Главный помощник Эрика – суперкомпьютер по имени «Космос». Компьютер умеет говорить и решать немыслимо сложные задачи, вот только характер у него немножечко капризный. Но приходится терпеть, ведь с помощью суперкомпьютера можно путешествовать в самые отдаленные точки Вселенной, побывать на астероидах, забраться в «черную дыру». Только скафандр бы не забыть.

Путешествия эти – возможно и воображаемые, зато информация в книге самая что ни на есть реальная. Авторы объясняют сложные физические проблемы понятным языком, почти детективные события книги перемежаются вставками образовательного характера, написанными Стивеном Хокингом и его коллегами-физиками. Помогают понять сложные физические проблемы и превосходные иллюстрации – виды земли из космоса и виды космоса с земли, конечно, с помощью современного супермощного телескопа.

hoking2.jpgВо второй книге, «Джордж и сокровища Вселенной», снова появляется очаровательный и весьма одушевленный суперкомпьютер «Космос», но после поломки он ведет себя ну просто как несносный подросток. А Джордж и Анни попадают в ловушку, подстроенную бывшим коллегой Эрика, а теперь его заклятым врагом, ученым Закари Линном, которого дети прозвали «Злинном». Но даже при всех опасностях путешествовать по далеким планетам ужасно интересно.

hoking3.jpgВ третьей книге, «Джордж и большой взрыв», читатель узнает, зачем нам нужно изучение космоса и зачем нужна наука, кто и почему противится ее развитию. Кому выгодно, чтобы люди не могли объединиться и начать использовать экологически чистые формы производства энергии? Кто не хочет, чтобы прекратились войны, голод и неравенство – а наука, безусловно, может помочь человечеству избавиться от этих страшных бедствий. Надо только объединить усилия ученых и защитников природы, таких, как родители Джорджа.

С каждой книжкой научные очерки все более усложняются, теперь речь уже идет различных теориях – Ньютона, Эйнштейна, квантовой теории, теории большого взрыва. В книге обсуждаются такие сложные понятия, как однородность и изотропность, вакуум и красное смещение.

Сюжет становится острее, приключения опаснее, но Джордж и Анни снова на высоте, они спасают не только Эрика и его научную репутацию, но всех остальных членов ученого братства, не говоря уже о суперсложном Большом адронном коллайдере, который может приоткрыть тайну возникновения Вселенной.

Leave a Comment