Мюнхенская вселенная. Возвращение на Землю
Всем нам знакомо чувство удовлетворения, которое испытываешь после того, как решишь трудную задачу.
Хотя интеллектуальные шутки можно понять за считанные секунды, разгадывание загадок требует больше времени, благодаря чему удовольствие намного больше.
Вот , одни из самых сложных логических задач, которые не так просто решит ь.
Читайте также:
Проверьте себя , обладаете ли вы нужной смекалкой, чтобы разгадать эти загадки .
Ответы на загадки и объяснения вы узнаете под изображением . Однако не спешите увидеть ответ и постарайтесь подумать над решением .
Загадки с ответами
Загадка 1
Ответ 1 :
Секрет
Загадка 2
Вы пытаетесь выбраться из лабиринта, и перед вами три двери.
Дверь слева ведет в ад. Дверь в центре ведет к смертельному убийце. Дверь справа ведет ко льву, который не ел три месяца.
Какую дверь вы выберете?
Ответ 2 :
Дверь справа
Лев будет мертв, если его не кормить 3 месяца.
Загадка 3
Умирает старик, оставляя двух сыновей. В своем завещании он просит сыновей устроить скачки на лошадях, и тот, чья лошадь будет медленнее, получит наследство.
Двое сыновей устраивают гонки, но так как оба пытаются придержать лошадей, они обращаются к мудрецу и спрашивают его совета.
После этого, братья снова начинают скачки, но в этот раз на полной скорости. Что посоветовал им мудрец?
Ответ 3:
Поменять лошадей.
Если они поменяют лошадей, то тот, кто выиграет скачки, получит наследство, так как ему принадлежит проигравшая лошадь.
Загадки на логику
Загадка 4
Поверните меня на бок, и я стану всем. Разрежьте меня наполовину, и я превращусь в ничто. Что я?
Ответ 4:
8
Если перевернуть 8 на бок, она выглядит, как знак бесконечности. Если разрезать ее пополам, число 8 превратится в два нуля.
Загадка 5
Крестьянину нужно перевезти лису, курицу и мешок зерна через реку. Единственный путь через реку - на маленькой лодке, на которой помещается крестьянин и еще один из троих (лиса, курица или мешок).
Если оставить без присмотра, курица съест зерно, а лиса съест курицу. Однако лиса не будет пытаться съесть зерно, а лиса и курица не убежит. Как крестьянин перевезет всех через реку?
Ответ 5:
...
Крестьянину нужно делать следующее:
· Перевезти курицу через реку.
· Вернуться с пустой лодкой, взять зерно и перевезти его через реку.
· Взять курицу и перевезти ее обратно.
· Взять лису и перевезти через реку.
· Вернуться с пустой лодкой и перевезти курицу обратно через реку.
Загадка 6
У вас есть песочные часы на 7 минут и песочные часы на 11 минут. Как вы сварите яйцо точно за 15 минут?
Ответ 6:
Чтобы сварить яйцо точно за 15 минут, нужно сделать следующее:
· Перевернуть все песочные часы, когда вы начинаете варить яйцо.
· После того, как истечет время по 7-минутным часам, нужно их снова запустить.
· Через 4 минуты, когда истечет время на 11-минутных песочных часах, нужно снова перевернуть 7-минутные песочные часы.
· Подождите, пока не истечет время на 7-минутных песочных часах, что займет 4 минуты, и вы сварите яйцо за 15 минут.
Загадка 7
Вы идете по дороге и наткнулись на развилку. Один путь ведет к верной смерти, а другой к вечному счастью, но вы не знаете какой именно.
Один брат все время говорит правду, а другой все время лжет. Вы можете задать им только один вопрос. Как вы определите, какую дорогу выбрать?
Ответ 7:
Спросите каждого брата: "Если бы ты был твоим братом, то как бы сказал, какая дорога приведет к вечному счастью?"
· Допустим, что дорога направо ведет к вечному счастью. После того, как вы зададите вопрос, оба брата дадут вам одинаковый ответ: "Он бы сказал, что левая дорога приведет к вечному счастью".
· В любом случае, вы выберете противоположное тому, что они сказали, так как один говорит правду о том, что это ложь, а другой лжет о том, что это правда.
Логические загадки
8. Какое число будет следующим в этом ряду: 1, 11, 21, 1211, 111221, 312211, …
Ответ 8:
13112221
· Каждая последовательность чисел является словесным отображением последовательности, которая находится перед этим. Так, например, начиная с единицы, следующая последовательность будет "одна 1" ли "11". За ней будет последовательность "две 1" или "21" и так далее.
· Первая цифра – это 1 (количество) "1" (цифра от 0 до 9). Поэтому, если вы говорите "Одна 1", следующее число будет "11". Теперь получилось "две 1" или "21". После этого "одна 2 и одна 1", что дает нам 1211. Затем "одна 1, одна 2 и две 1", благодаря чему мы получаем 111221 и так далее.
Загадка 9
Четверо людей подошло к реке с узким мостом, по которому может пройти только 2 человека за один раз. На улице ночь, у них только один фонарик, который нужно использовать при пересечении моста.
Человек А может перейти мост за 1 минуту, человек В за 2 минуты, человек С за 5 минут, а человек D за 8 минут.
Когда двое людей переходят мост вместе, они должны проходить со скоростью того, кто медленнее. Смогут ли они пройти по мосту за 15 минут или меньше?
Ответ 9:
Они перейдут мост ровно за 15 минут.
Группа из 4 людей должны сделать следующее:
· Сначала А и В пересекут мост и А принесет обратно фонарик. Это займет 3 минуты.
· Затем, С и D перейдут и В принесет обратно фонарик. Это займет еще 10 минут.
· И наконец, А и В снова перейдут мост. Это займет еще 2 минуты.
Загадка 10
Во время последней переписи, мужчина сказал, что у него трое детей. Когда его спросили об их возрасте, он ответил, что произведением их возрастов является число 72.
Сумма их возрастов такая же, как номер дома. Переписчик смотрит на входную дверь, чтобы узнать номер дома и говорит, что все равно не знает.
Мужчина отвечает: "Я забыл сказать, что старший сын любит шоколадный пудинг". После этого, переписчик записывает возраст трех детей. Сколько лет детям?
Ответ 10:
троим детям 3, 3 и 8 лет.
Когда человек посмотрел на номер дома, он знал сумму возрастов детей. Однако он не мог сказать возраст детей. Поэтому у него было несколько вариантов. Только два варианта набора из цифр при умножении дают 72: (2,6,6) и (3,3,8).
После того, как мужчина сказал, что старший сын любит шоколадный пудинг, человек смог сделать выбор. Так как именно во втором варианте можно назвать старшего сына.
Загадка 11
Вы находитесь в темной комнате со свечой, дровяной печью и газовой лампой. У вас только одна спичка, что вы зажжете первым?
Ответ 11:
Спичку
Загадка 12
У вас пять мешков золота, которые выглядят одинаково, и в каждом по 10 слитков.
В одном из мешков поддельное золото. Единственная разница между ними состоит в том, что каждый кусок поддельного золота весит 1,1 грамм, в то время как настоящий слиток весит 1 грамм.
У вас есть точные цифровые весы, которые вы можете использовать всего один раз. Как вы определите, в каком мешке поддельное золото?
Ответ 12:
Возьмите 1 слиток из первого мешка, 2 из второго, 3 из третьего, 4 из четвертого, 5 из пятого. Если вес заканчивается на,1, значит поддельное золото находится в первом мешке. Если вес оканчивается на,2, поддельное золото во втором мешке и так далее.
Фанатичным математикам, обожающим подсчитывать всё на свете, давно хотелось узнать ответ на фундаментальный вопрос: сколько всего частиц во Вселенной? Учитывая, что приблизительно 5 триллионов атомов водорода могут поместиться на одной лишь головке булавки, при этом каждый из них состоит из 4 элементарных частиц (1 электрон и 3 кварка в протоне), можно с уверенностью предположить, что число частиц в наблюдаемой Вселенной находится за гранью человеческого представления.
Как бы то ни было, профессор физики Тони Падилла из Нотингемского университета разработал способ оценки общего количества частиц во Вселенной, не принимая в расчет фотоны или нейтрино, поскольку у них отсутствует (вернее, практически отсутствует) масса:
Для своих расчетов ученый использовал данные, полученные с помощью телескопа Планка, которые использовались для измерения реликтового излучения, являющегося самым старым из видимого светового излучения во Вселенной и, таким образом, формирующего подобие ее границы. Благодаря телескопу, ученые смогли оценить плотность и радиус видимой Вселенной.
Другая необходимая переменная — это доля вещества, содержащаяся в барионах. Эти частицы состоят из трех кварков, и наиболее известными барионами на сегодняшний день являются протоны и нейтроны, а потому в своем примере Падилла рассматривает именно их. Наконец, для расчета необходимо знание масс протона и нейтрона (которые примерно совпадают друг с другом), после чего можно приступать к вычислениям.
Что делает физик? Он берет плотность видимой Вселенной, умножает ее на долю плотности одних лишь барионов, а затем умножает результат на объем Вселенной. Получившуюся в результате массу всех барионов во Вселенной он делит на массу одного бариона и получает общее количество барионов. Но барионы нам не интересны, наша цель — элементарные частицы.
Известно, что каждый барион состоит из трех кварков — как раз они-то нам и нужны. Более того, общее число протонов (как все мы знаем из школьного курса химии) равно общему числу электронов, которые тоже являются элементарными частицами. Помимо этого, астрономы установили, что 75% вещества во Вселенной представлено водородом, а оставшиеся 25% - гелием, прочими же элементами при расчетах такого масштаба можно пренебречь. Падилла вычисляет количество нейтронов, протонов и электронов, после чего умножает две первые позиции на три — и у нас наконец есть итоговый результат.
3.28х10 80 . Более трех вигинтиллионов.
328.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.
Самое интересное, что, с учетом масштаба Вселенной, эти частицы не заполняют даже большую часть от ее общего объема. В результате, на один кубометр Вселенной приходится лишь одна (!) элементарная частица.
Вселенная в Господнем компьютере
Противопоставление науки и рели-гии, практиковавшееся в совет-скую эпоху, ушло в прошлое. Теперь не в диковинку публикации, в которых рели-гиозные и научные истины сосуществу-ют вполне миролюбиво как у тех, кто об-лачен в сутану или в рясу, так и у тех, кто бережно хранит дипломы кандидата и доктора наук по специальности "филосо-фия марксизма-ленинизма". В подавля-ющем большинстве такого рода публика-ций их авторы, следуя еще Блаженному Августину (IV-V вв.) истолковывают тек-сты Библии и Евангелия как символи-ческие намеки на научные истины. Либо же для доказательства существования Бога предлагаются схемы, в которых фи-гурируют тонкие, сверхтонкие, астраль-ные и другие материи, существование которых само требует доказательств.
Но еще сорок лет назад выдающийся польский писатель и философ Станислав Лем (1921—2006) нашел другой путь: он высказал мысль о создании модели Все-ленной в компьютере (см. книгу "Summa techologia", которая издана в 1964 году в Кракове и вышла в русском переводе в Москве в 1968 г.). В этой книге писатель предположил, что человечество однажды сможет построить в компьютере модель Вселенной, в которой разовьются жизнь, разум и цивилизация. При этом С. Лем по-лагал, что конструктор такого мира при-мет меры к тому, чтобы населяющие его разумные существа не могли догадаться о своей искусственности, дабы они не чувс-твовали себя узниками модели.
Автор этой статьи, не согласившись с фантастом в том, что касается забот конструктора оградить существ, насе-ляющих искусственную Вселенную, от знания об их "ненастоящести", в то же время взял идею искусственности мира на вооружение, и, вывернув ее наизнан-ку, поставили вопрос: "А не является ли наша собственная Вселенная моделью в Компьютере?" Если Создатель не ставит рогатки на пути к обнаружению искус-ственного характера нашей Вселенной, то не исключено, что соответствующие доказательства найти можно.
Так появились семь аргументов, ко-торые "льют воду на мельницу" идеи об искусственности нашей Вселенной.
Два из них касаются вопроса о дели-мости материи, пространства, времени и движения.
Компьютеры работают в дискретном режиме и информация в них представлена дискретно, в отдельных ячейках памя-ти. Следовательно, континуальность пространства, времени, материи и движе-ния говорили бы против нашей гипотезы, а дискретность — за. Память и скорость работы компьютеров ограничены, а пото-му бесконечности в компьютерах непредставимы. Поэтому, если бы материя, пространство, время и движение были де-лимы бесконечно, "компьютерная гипо-теза" не имела бы смысла, но если только до определенного предела — это была бы гирька на чашу весов в пользу того, что наша Вселенная — модель в Компьютере.
Что касается дискретности материи, то все очевидно: она не "размазана" по про-странству равномерно, а сконцентрирова-на в виде тел, атомов, нуклонов, электро-нов, кварков, глюонов... Физические по-ля, которые во многих теориях считаются непрерывными в противовес частицам, при более детальном рассмотрении тоже оказываются квантованными.
А как обстоят дела с пределами дели-мости материи, пространства, времени и движения? Древние греки Левкипп и Демокрит говорили, что существуют недели-мые атомы. Атом разделили. Но разве наш атом — это тот атом, который имели в виду древние философы? И не существует ли то, что можно было бы назвать, тран-слитерируя побуквенно с греческого, "ато-мосом", который абсолютно неделим?
В 1899 году Макс Планк в выступле-ниях на заседании Академии наук в Берлине, а потом — на заседании Об-щества испытателей природы в Мюнхе-не выдвинул идею о фундаментальной длине и фундаментальном промежутке времени и рассчитал их величины, ко-торые оказались равными, соответс-твенно, =1,6-10 35 м и =5,4-10"44 с. Эти величины (так же, как и некото-рые другие, например величина макси-мальной температуры) называются те-перь планковскими и считаются пре-дельными для нашего Мира, то есть пространство и время имеют минималь-ные порции; ход времени и перемещение в пространстве не непрерывны, а скачко-образны. Время идет прыжками от мо-мента к моменту, между которыми ника-кого времени не существует, не сущес-твует даже самого этого "между". Насколько малы эти прыжки, можно составить себе представление из следую-щих рассуждений (см., напр.: Розенталь И.Л. Вселенная и частицы. — М.: Зна-ние — 1990. — 64 С). Если поставить на бумаге "точку" (диаметром примерно 0,1 мм = 10 м), то эта "точка" будет в 10раз меньше диаметра Вселенной (диаметр Вселенной — порядка 1026 м). Если же теперь Вселенную уменьшить до размера "точки" и во столько же раз уменьшить "точку", то она еще будет в 10 раз больше планковской длины.
Да что там "точка"! Даже диаметр прото-на (101 м) в 1019 (единицас 19 нулями!) раз больший, чем планковская длина. То есть протон — это огромнейшее образование, которое состоит из 10°" (десять в пятьде-сят седьмой степени!) планковских ячеек.
А теперь вернемся к атомам Левкип-па и Демокрита (к "атомосам"). Они не-делимы. Ведь принципиально нельзя разделить то, что имеет наименьшую длину 1,6x10 ° м.
Итак, Материя, пространство, время и движение не непрерывны (контину-альны), а квантованы (дискретны, порционны).
Материя, пространство, время и движение делимы не до бесконечности, а имеют пределы делимости.
И именно эти, а не противополож-ные свойства можно запрограммиро-вать в компьютере.
А как обстоит дело со скоростью дви-жения?
До середины XIX ст. в физике происхо-дили споры между сторонниками так на-зываемого "дальнодействия" и "близкодействия". Дальнодействие состоит в мгновенной (без посредников, через пусто-ту) передаче воздействия (например, гравитационного или электрического) одного тела на другое, как бы далеко эти тела ни были расположены друг от друга, то есть принцип дальнодействия признает сущес-твование бесконечно большой скорости. Сторонники же "близкодействия" полага-ли, что тела взаимодействуют только с ко-нечными скоростями и при непосредс-твенном контакте либо же через физичес-кие поля (гравитационное, электромаг-нитное и пр.) — через посредников, кото-рые, в конечном итоге, тоже взаимодейс-твуют непосредственно с телом, их излу-чающим, и с телом, их поглощающим.
Сторонниками дальнодействия были выдающиеся ученые, в частности, Ампер и Кулон. И только Фарадей твердо встал на позицию близкодействия, а оконча-тельно закрепил эту позицию Максвел, создав в середине XIX века математичес-ки совершенную теорию электромагнит-ного поля, в которой доказал конечность скорости передачи взаимодействия.
Бесконечности — в том числе и беско-нечные скорости — запрограммировать в компьютере невозможно, потому побе-да сторонников "близкодействия" означает прибавление еще одной гирьки на чашу весов в пользу искусственного происхождения нашей Вселенной.
Но есть и еще более жесткие условия для того, чтобы Вселенную можно было запрограммировать в Компьютере. Среди конечных скоростей должна быть наи-большая — такая, быстрее которой дви-гаться невозможно. Из-за конечности па-мяти компьютера в нем можно запро-граммировать только конечное количес-тво скоростей. А среди конечного коли-чества конечных чисел должно быть наи-большее. Можно говорить даже о сущес-твовании одной единственной скорости. Это — принцип изотахии, введенный в обиход древнегреческим философом Эпи-куром. Согласно этому принципу, все атомосы имеют одну и ту же по величине скорость, но направление ее меняется при столкновениях, и потому итоговая скорость тела, состоящего из этих час-тиц, может быть как угодно малой.
Так вот, в нашей Вселенной наи-большая (не превышаемая никакой другой) конечная скорость есть. Это — скорость света, с =» 300 000 км/с (точ-нее: с = 299792458 м/с в вакууме).
Итак:
Не существует бесконечно боль-шой скорости; все скорости конечны.
Среди конечных скоростей сущее твует самая большая, то есть такая, выше которой скоростей нет.
Оба эти свойства (в отличие от про-тивоположных) согласуются с гипоте-зой об искусственности Вселенной.
Четыре изложенных выше аргумента можно назвать физическими — они еще не затрагивают Вселенную как целое. Три следующих аргумента имеют космо-логический характер. Они касаются раз-меров, границ и поведения Вселенной.
До начала XX столетия Вселенная считалась бесконечной. "Открылась без-дна, звезд полна; Звездам числа нет, без-дне дна", — поэтически выразил в сере-дине XVIII века М.В.Ломоносов обще-принятый тогда взгляд. Признание ко-нечности Вселенной породило бы казав-шуюся тогда неразрешимой проблему границы Вселенной: если граница есть, то что за той границей? Если что-то есть, то это не граница Вселенной, а если ниче-го нет, то как с ничем можно граничить?
Но это — псевдопроблема, она не воз-никает, если не отождествлять понятия "конечность" и "ограниченность".
Первый, кто пошел именно по такому пути, был Альберт Эйнштейн. В 1917 го-ду он создал гипотетическую модель, в которой Вселенная конечная, но неогра-ниченная: эта Вселенная помещается в искривленном, неевклидовом пространстве, которое представляет собой трехмер-ную поверхность четырехмерного шара. Вслед за моделью Эйнштейна (она ква-зистационарная) появились модели В. Де Ситтера (Willem de Sitter), А.А.Фридма-на, католического священника Ж. Ле-метра (Georges Lemaitre), в которых Все-ленная уже расширялась (либо сжима-лась, в зависимости от параметров); та-кие модели продолжают создаваться и те-перь. Сторонники конечности Вселенной считают, что ее диаметр порядка 1,53х1026 м (расстояние до горизонта Все-ленной 13,7 млрд. световых лет).
Опять-таки, вспомним, что в компью-терах бесконечности непредставимы, так как память компьютеров ограниче-на. А потому конечность Вселенной — еще одна альтернатива в дилемме "бес-конечность или конечность", которая согласуется с гипотезой о том, что наша Вселенная — модель в Компьютере.
Чтобы не было границы у Вселенной, которая существует "сама по себе", а не смоделирована в компьютере, необходи-мо, чтобы пространство было неевкли-довым. Однако же кривизну пространс-тва до сих пор обнаружить не удалось.
Если же Вселенная является моделью в Компьютере, то Программу можно со-ставить так, чтобы ни на одном из тактов ни один фрагмент материи при правилах функционирования Программы (законах физики — с точки зрения обитателей модельного мира) не требовалось перемес-тить в ячейку пространства, которой нет. Проблема границы с "ничто" могла бы в случае такой программы возникнуть толь-ко при наличии ошибки в программе — ошибки, при которой на некотором вре-менном шаге фрагмент материи "выпи-сывается" из существующей ячейки пространства и "переписывается" в несуществующую, т.е. попросту никуда не пе-реписывается, — это "чудо исчезновения материи". В случае безошибочной про-граммы "чуда" не произойдет: Вселенная в Компьютере может быть одновременно конечной, евклидовой и безграничной.
Но для этого недостаточно отсутствия бесконечной скорости и наличия верхнего предела среди конечных скоростей. В ста-ционарной Вселенной при наличии беско-нечной скорости "чудо исчезновения мате-рии" происходит уже на первом такте рабо-ты модели (I), при отсутствии бесконечной скорости "чудо" все равно произойдет, хотя и не сразу (II). Чтобы избежать "чуда", не-обходимо еще расширение Вселенной: вве-дение все новых и новых ячеек пространс-тва по периферии Вселенной (III).
Такова и есть наша Вселенная (как видно, Бог не любит чудес) — в 1929-1931 гг. Эдвин Хаббл опубликовал результаты своих астрономических наблюдений: га-лактики разбегаются. Вселенная расши-ряется! Разбегание галактик — еще один аргумент в пользу того, что Вселенная — модель в Компьютере.
Заметим, что между разбеганием га-лактик и расширением Вселенной нет полного тождества. Если материя поме-щена в некоторой части пространства, то до определенного шага времени про-странство можно не наращивать — пока рассеивание материи будет происходить, не требуя новых ячеек. В этом случае раз-бегание галактик (разлетание материи) происходит без расширения Вселенной, то есть без добавления новых ячеек прос-транства. Расширение Вселенной (расширение в прямом смысле слова) начнется с того момента, когда начнут добавляться новые ячейки пространства. Отсюда сле-дует: чтобы избежать противоречий в Программе, необходимо при каждом шаге времени добавлять по обводу пространс-тва один слой новых ячеек пространства. Расширение Вселенной (не вполне тож-дественное разбеганию галактик!) должно происходить со скоростью света.
Итак,
Вселенная конечна.
Вселенная безгранична.
Вселенная расширяется. Именно такое сочетание свойств
Вселенной дает возможность запро-граммировать ее в Компьютере.
А как же быть с теориями, согласно ко-торым Вселенная может не только расши-ряться, но и сжиматься (тогда галактики "сбегались" бы)? Да пусть себе сжимает-ся! Но при этом пусть... "расширяется"! Процесс должен быть двойным: сжатие (изъятие ячеек пространства) — внутри пространства, расширение (добавление новых ячеек) — по периферии. Если при-бавляться будет больше ячеек, чем изы-маться, Вселенная суммарно будет рас-ширяться, если наоборот — будет сжи-маться. (Вопрос о добавлении ячеек про-странства не только по периферии, ради краткости, не рассматриваем.)
Подводя общий итог, приходим к выводу: во всех семи рассмотренных альтернативах реализуется тот из двух противоположных вариантов, который не противоречит гипотезе об искус-ственности нашей Вселенной.
Так существует ли наша Вселенная, если она — всего лишь модель? Конеч-но, существует! Но в компьютерной "коробочке"у Бога.
В заключение публикации коснемся вопросов о тактовой частоте Господнего Компьютера и о Начале и Конце Мира.
О свойствах Господнего Компьютера узнать мы можем немного, не больше, чем существа, которых смоделировали бы мы — о нашем компьютере. (Дополни-тельная информация может быть получе-на только путем, который религии назы-вают "Божественным Откровением"; это-го вопроса мы здесь касаться не будем.)
И все-таки кое-что мы знаем.
Например, о мощности Компьютера можно сказать без расчетов: она огромна.
Можно, кроме того, оценить нижнюю границу тактовой частоты Компьютера. Если 5,4x10 -44 с — это и есть длитель-ность одного такта (точнее: промежуток между двумя соседними тактовыми им-пульсами), то значение, обратное дан-ной величине и есть частота Компьюте-ра, т.е. =1,85x10 43тактов в секунду.
Но, возможно, эта оценка занижена. Она может быть близкой к истине только в том случае, если Компьютер работает полностью в режиме параллельных вычисле-ний, то есть если все расчеты для каждого шага в работе Модели, осуществляются за один такт работы, без каких-либо последо-вательных расчетов. Однако не исключе-но, что в действительности один времен-ной шаг в нашей Вселенной — то есть рас-чет состояния Вселенной для последующе-го момента по его состоянию в настоящий момент — требует последовательных (и, возможно, в большом количестве) вычислений, которые выполняются более чем за один такт работы Компьютера. И, кроме того, количество тактов от хода к ходу, от итерации к итерации, может быть разным в зависимости от состояния Вселенной в со-ответствующие моменты вре-мени — например, оно зависит от количества ячеек прос-транства, которые в данный момент определяют размер Вселенной, или от правил пе-рехода (законов Природы — с нашей, внутренней относи-тельно Вселенной, точки зре-ния), которые действуют при том или ином, разном для разных моментов, состоянии материи.
Таким образом, можно считать, что частота Господ-него Компьютера превыша-ет 1,85х104 тактов в секун-ду (имеется в виду секунда нашего времени), а числен-ное отношение длительнос-тей в Господнем Компьюте-ре (назовем эту длительность Истинным Временем) и в нашей Вселенной (назовем эту длительность нашим временем) не яв-ляется константой.
Что касается Начала, то современные теории являются вариантами теории Большого Взрыва. Одни из них кладут На-чало в единственную точку, в которой плотность материи была бы бесконечно ве-лика; так получается математически, но из-за того, что математическое описание эволюции Вселенной, вероятно, отклоня-ется от физической реальности вблизи Начала — это та зона времени, в которой теория не срабатывает. Согласно другим теориям, Вселенная началась с элемен-тарной ячейки пространства с объемом »4,1х10-105 м3. Гипотеза красивая, нотогда можно рассчитать, что в ячейке помещает-ся не больше чем =2,2х10 -5г материи, что на 60 порядков меньше, чем в современной Вселенной. Чтобы спасти гипотезу, допус-кают, что 2,2x10 -5 г — это масса Вселенной для внешнего наблюдателя, а для внутрен-него она в 1060 раз большая; или постули-руют возникновение новых порций мате-рии в процессе течения времени.
Не исключено, что количество мате-рии в Начале было таким же, как и те-перь, а Вселенная никогда не была сконцентрирована в одной элементарной ячейке пространства. Вселенная, запрог-раммированная как клеточный автомат, представляла собой мозаику пустых и за-полненных материей ячеек пространс-тва. Путь развития Вселенной зависит от начального распределения этих ячеек и от правил "Игры", то есть (с нашей, внут-ренней точки зрения) от законов физики.
Вероятно, Тот, Кто запрограммировал Компьютер, проводит серию эксперимен-тов, меняя правила игры и — при одних и тех же правилах — меняя количество и распределение пустых и заполненных ячеек пространства в Начале. Если это так, то серия для человеческого разума не-обозримо велика, ведь вероятность имен-но такого, как в нашей Вселенной, сочетания параметров почти нулевая, 10"100.
Тепер о Конце. Если плотность вещес-тва во Вселенной ниже критической, то расширение будет "вечным". Но вечна ли эта "вечность"? Вряд ли. Ведь Тот, Кто Запрограммировал Компьютер, сделал это, по всей видимости, с какой-то целью. И когда эта цель будет достигнута, насту-пит "Конец Света". Это будет вовсе не тот Армагеддон, которым пугают нас время от времени. Здесь не уместна и аналогия с индивидуальной смертью, которая за-частую представляет собой длительный и мучительный процесс. В случае со Все-ленной после некоторого временного ша-га следующий шаг не рассчитывается; он просто не наступит, вот и все. Конец.
Так ли это? Так. Но есть одно "но". У Господа нет Компьютера, т.к. Бог бесконе-чен — и Компьютеру уже некуда поместиться. Неужели приведенные выше рас-суждения из-за этого гибнут? Отнюдь нет. Вспомним о часто используемых аналоги-ях между работой компьютера и человечес-кого мозга. От этого один шаг до аналогии между образом в человеческом мозгу — и образом в Божественном Сознании. Автор склоняется к мысли, что именно так и есть в действительности. При этом все приве-денные выше аргументы сохраняют силу.
В свете этих рассуждений и материалис-ты и идеалисты неправы. Идеалисты счита-ют, что Мир материален, а Бог — нет; мате-риалисты считают, что Мир материален, а Бога нет. Но если Мир — только образ в Со-знании Бога, то материальнее всего Бог, а Мир только кажется материальным его оби-тателям, и еще менее материальны образы в сознании обитателей искусственного ми-ра или в созданных ими компьютерах…
Юрий Шинкарюк. г. Киев
Знаете ли вы, например, что, если Сатурн поместить в ванную с водой, он поплывет, что день на Венере длится дольше, чем год, а Луна каждый год удаляется от Земли на 3,8 сантиметра. По земной орбите летает более 8 тыс. кусков космического мусора и существует алмаз, парящий по Галактике, размер которого превышает размер Земли. Космонавты утверждают, что космос пахнет обжаренным стейком, горячим металлом и сварочным дымом, а ученые говорят, что у Галактики вкус малины и запах рома. Иногда ученым удается разгадать эти загадки, а иногда приходится много лет биться над ответами и не находить их. Возможно, потому, что некоторые загадки должны оставаться? Итак, "Yтро.ru" представляет десять самых интересных загадок Вселенной
1. Теория Большого взрыва
Ученые уверены, что космос сформировался после так называемого Большого взрыва, до которого не существовало ничего - ни времени, ни материи, ни света. А потом случилось необъяснимое расширение энергии (взрыв), и образовалась величайшая загадка - Вселенная. Причем взрыв произошел за считанные секунды, после чего Вселенная, которая поначалу была огненным шаром, начала стремительно расти и остывать. И, кстати, Большой взрыв совсем не похож на фейерверк, это было, скорее, очень быстрое расширение пространства.
2. Нас ждет Большое замораживание
Поскольку Вселенная произошла в результате взрыва, то самая вероятная кончина для нее - Большое замораживание, полагают ученые. А случится оно в результате того, что из-за постоянного движения и расширения множества галактик Вселенная в конце-концов лишится тепла, то есть полезной энергии.
Приблизительный возраст Вселенной - 13,7 миллиарда лет
3. Возраст Вселенной составляет 13,7 миллиарда лет
На самом деле 13,7 млрд - это не точная цифра, но самая близкая к истине. Именно ее называет команда WMAP, которая собрала всю необходимую информацию для примерной оценки возраста Вселенной. А основана эта информация на измерениях реликтового излучения и изменении содержания некоторых радиоактивных ядер. Наблюдения, сделанные на шаровых скоплениях, которые содержат старые звезды, также указывают на значения, близкие к этому - 13,7 млрд лет.
4. Черные дыры
Это, пожалуй, самое страшное и странное явление во Вселенной. Черные дыры скрываются в ядрах галактик, поглощая миллионы и миллиарды звезд, и они настолько тяжелы, что искривляют пространство и время. Кстати, Солнце никогда не станет черной дырой, утверждают ученые, поскольку для этого нужна масса, превосходящая солнечную в 10 - 15 раз. А для того, чтобы черная дыра поглотила, например, Землю, к ней надо еще попытаться приблизиться.
5. Падающие звезды
Наверняка вы хотя бы раз в жизни видели падающую звезду и даже загадывали желание. Так вот, на самом деле это не звезды, а метеориты, сгорающие в атмосфере Земли. Но есть и хорошая новость: падающие звезды тоже существуют. Одна на сто миллионов. И первую из "падающих звезд" ученые обнаружили не так давно - в 2005 году. Она двигалась сквозь Галактику с бешеной скоростью - около 900 км/с, что в десять раз превышает обычную скорость. Зато ежедневно во Вселенной рождается приблизительно 275 млн новых звезд.
Ежедневно во Вселенной рождается около 275 миллионов новых звезд
6. Темная материя
То, что мы называем "темной материей", составляет примерно 23% от Вселенной и невидимо для человеческого глаза. Это гипотетическая форма материи, которая не имеет электромагнитного излучения и не согласуется с ним. Поэтому большая часть веществ во Вселенной невидима. А все видимое - планеты, звезды, кометы, астероиды, пыль, газ и частицы - это всего 4% от Вселенной. Ученые уже много лет лихорадочно пытаются увидеть "темную материю" с помощью своих инструментов, но пока им это не удается.
7. Темная энергия
А еще существует "темная энергия". Во Вселенной она занимает 73%, пронизывает космос и удаляет галактики друг от друга на сверхскоростях. Темпы этого роста настолько велики, что однажды, по мнению британских ученых, это приведет к Большому расколу. То есть сила "темной энергии" преодолеет гравитацию и начнется цепная реакция: она разъединит звезды с планетами, потом силы, которые удерживают вместе частицы, потом молекулы этих частиц и, наконец, атом и субатомные частицы. Тут-то и случится Большой раскол. Но мы до него, скорее всего, не доживем.
8. Планеты
Мы живем на Земле и хотя бы примерно представляем себе, как здесь все происходит, а вот остальные планеты Солнечной системы и, тем более, вне ее, по-прежнему остаются для человека самой большой загадкой. Например, ученые пока не могут объяснить, как из газа и пыли сформировались когда-то скалистые планеты. А первую планету за пределами Солнечной системы они обнаружили только в 1999 году. Потом, в 2008-м, обнаружили первую экзопланету, полностью покрытую горящим льдом, находящуюся на расстоянии 33 световых лет от Земли. На данный момент достоверно подтверждено существование 1849 экзопланет в 1160 планетных системах, из которых в 471 имеется более одной планеты.
Первая планета за пределами Солнечной системы была обнаружена в 1999 году
9. Гравитация
Гравитация - это взаимодействие между всеми материальными телами на Земле и во Вселенной. Ее сила заставляет звезды гореть, а планеты находится рядом друг с другом, потому что именно гравитация формирует орбиты. Однако источник гравитации вне материй до сих пор остается абсолютной загадкой для ученых. Хотя некоторые из них считают, что за гравитацию отвечают очень мелкие частицы под названием "гравитоны", но задаются вопросом - можно ли их обнаружить.
10. Параллельные Вселенные
Ежеминутно и даже ежесекундно наша Вселенная делится на множество сущностей, каждая из которых продолжает свое развитие, уверены квантовые физики. Но никто из них не может сказать точно, существует ли Мультивселенная на самом деле.
В главное здание университета можно зайти совершенно свободно. Здесь нет никаких вахтеров. Вообще здесь все открыто - иди, куда хочешь. И это притом что университет вполне может считаться исторической реликвией: герцог Людвиг IX основал его еще в 1472 году.
Вообще-то университет огромный, здесь учатся 55 тысяч человек. - Космолог Вячеслав Муханов разрывается между моими вопросами и просьбами фотографа принять ту или другую величественную позу.
Вы чувствуете себя здесь дома?
Ну, в какой-то степени я всегда останусь чужаком. Если хочешь, чтобы тебя за своего считали, нужно говорить без акцента, нужно вырасти здесь, чтоб усвоить какой-то общепонятный местным контекст - как простенькие вопросы в программе «Кто хочет стать миллионером?», на которые наш человек ответит не задумываясь, а иностранец - нет.
Вам нравится Мюнхен?
Мюнхен - город как раз подходящего размера: не слишком большой и не слишком маленький. Здесь хорошая кухня, готовят просто и со вкусом. Ведь слишком изощренные вещи приедаются. Конечно, идеальных мест нет: лучший в мире кофе готовят в Италии, но там не найти хорошего круассана, а французам никогда не сделать такой кофе - в общем, нет места на Земле, где можно получить хороший круассан с хорошим кофе.
Но я часто путешествую. Хорошо быть профессором: раз в неделю я читаю лекцию, один семестр - три месяца, второй семестр - три месяца, а остальное время свободен.
А как же раздумья об устройстве Вселен ной?
В теоретической физике нечасто попадаются хорошие задачи, которые в принципе решаются. Даже художнику легче - нашел свой стиль и рисуй. А здесь ты как золотоискатель: нашел один раз что-то, а потом десять лет ничего не встречается. Ну, статьи-то всегда какие-то научные можно кропать, но это неинтересно.
Где находится край мира
Мы сидим в кабинете среди стеллажей с книгами по астрофизике, рядом доска, сплошь исписанная красивыми непонятными формулами. Вячеслав Муханов курит сигарету за сигаретой, то и дело вскакивает из-за стола и хватает мел, чтобы нарисовать «квантовые флуктуации», «горизонт событий» и другие зубодробительные понятия. Многие вещи ему приходится повторять по нескольку раз - у меня в голове никак не складывается космологический пазл.
В этой комнате может в каждый момент времени рождаться новая Вселенная. - Муханов обводит взглядом комнату, словно проверяя, сколько новых Вселенных родилось, пока мы говорили. - Если расширение подхвачено темной энергией, то маленькая Вселенная, которая образовалась в результате квантовой флуктуации, может стать совершенно огромной. Просто мы ее не видим, потому что дверка, которая нас с ней связывает, имеет колоссально маленькие масштабы.
Подождите, не так быстро! Вы - один из творцов современной картины Вселенной, то есть знаете о ней чуть ли не больше всех. Вот я и хочу, чтобы вы по порядку рассказали, на что похожа Вселенная как целое, как она выглядит «сверху»?
Вообще-то космология началась лет сто назад, когда установили, что некоторые размазанные пятнышки на фотографиях звездного неба - это отдельные галактики. В 20-х годах Фридман написал две статьи по поводу того, что Вселенная может расширяться, оценил ее возраст - сейчас он известен точно: 13,7 миллиарда лет - и общую массу.
Все эти звезды, которые мы видим на небе, принадлежат нашей Галактике, всего их в ней около 100 миллиардов. Если из одного конца галактики послать свет, он дойдет до другого конца примерно за 100 тысяч лет. А между двумя галактиками свет в среднем летит 3 миллиона лет. Галактик в нашей Вселенной тоже 100 миллиардов - видите, все очень просто.
А откуда мы знаем, что галактик 100 миллиардов, - мы что, видим всю Вселенную?
Мы видим ближайшие галактики, можем измерить между ними расстояние и можем оценить, сколько галактик приходится на какой-то заданный объем. И мы видим самые яркие объекты, близкие к краю Вселенной.
Это вроде края земли?
Речь идет о крае видимой Вселенной, который находится на расстоянии в 13,7 миллиарда световых лет. Сигнал распространяется максимум со скоростью света. Максимальное расстояние, которое мы можем сегодня увидеть, - это скорость света умножить на время существования Вселенной. С каждым годом к нам приходит свет из все более отдаленных областей, и мы можем видеть чуть больше. Проживем вот еще несколько миллиардов лет - увидим еще кучу галактик.
Шарик или лист?
Если представить Вселенную как поверхность воздушного шарика, который кто-то когда-то начал надувать, - мы ведь должны увидеть ее всю, ведь ее площадь конечна, а раздувается она медленнее скорости света…
Нет, Вселенная, скорее всего, однородна и бесконечна, и чтобы увидеть ее всю, вам нужно бесконечное количество времени. Вы лучше вместо шарика представьте бесконечную резиновую плоскость, которая все время растягивается, расстояние между любыми двумя точками на ней увеличивается. Она была бесконечной и в самом начале, но тогда расстояние между разными точками было намного-намного меньше, была гораздо больше плотность энергии и невероятная температура.
А почему мы думаем, что Вселенная бесконечна?
Это уже спекуляция, некая аппроксимация того, что мы знаем сегодня, наиболее естественная гипотеза. «Большая Вселенная», скорей всего, бесконечна и существует бесконечно долго. Если бы мы прожили миллиарды миллиардов лет, мы увидели бы гораздо больший кусок Вселенной, который по строению может сильно отличаться от нашего куска.
Ученые мужи вроде пишут, что в начале времен была сингулярность и весь «резиновый лист» был одной точкой, космическим яйцом и все такое.
Про сингулярность лучше уже не говорить, это понятие устарело. Представьте себе, что все 100 миллиардов галактик вначале помещались в пространстве размером со спичечный коробок. Но это условный коробок, он не был отделен от остального мира, вокруг было все то же бесконечное пространство, в каждом спичечном коробке которого была энергия, достаточная для того, чтобы породить 100 миллиардов галактик. И вся эта бесконечность расширяется, а может, внутри нее все время рождаются новые и новые «шарики» - локальные Вселенные, подобные нашей.
Стоп-стоп, мы ведь уже договорились, что Вселенная была бесконечна с самого начала.
Это ведь область спекуляций. Может быть, она была бесконечна, а может быть, был маленький шарик, который образовался случайно и растянулся до огромных масштабов. Что мы можем сказать точно - так это то, что в результате доминирования темной энергии произошло стремительное раздувание универсума, инфляция, и образовалась та Вселенная, которую мы видим сегодня.
Когда началась инфляция?
Это было очень рано, через ничтожную долю секунды после рождения Вселенной. Инфляция была обусловлена темной энергией, которая потом распалась и образовала обычные частицы: кварки, фотоны, нейтрино - все-все, что мы знаем. Плотность распределения этих частиц была разной, и из-за этого они под действием гравитации стали объединяться в более крупные структуры.
Наблюдения и предсказания
Я профессор, у меня кафедра - третья часть этажа тут для меня и моих сотрудников, - рассказывает Муханов. - Раньше во всем университете был один профессор теоретической физики, теперь - семь. Потому что деньги стали давать, после того как атомную, а потом водородную бомбу сделали. Теперь дают по инерции: вдруг еще чего-нибудь такое сделаем. Космологией ведь долго никто серьезно не занимался, к ней переходили люди, которые уже сделали что-то полезное. В России - Зельдович, Сахаров, Гинзбург, то есть создатели атомной и термоядерной бомб. Они знали кучу всяких вещей, которых нормальные физики не знали, потому что они были засекречены.
Но как связаны бомба и космология?
Например, было известно, что в наблюдаемой Вселенной 25% гелия. Но откуда он берется? Только в результате термоядерных реакций. Термоядерные реакции происходят в звездах, но, чтобы получить такую цифру, нужно, чтобы звезды светили в сто раз сильнее, чем сейчас, чтобы небо было в сто раз ярче. Поэтому пришли к выводу, что это вещество образовалось вскоре после рождения Вселенной, и она должна была быть очень горячей. Все наиболее интересное в истории Вселенной происходило в первые минуты и доли секунды.
Давайте снова вернемся к рождению Вселенной. Что мы знаем о том, с чего все началось?
Здесь есть две возможности. Одна возможность такая, что у вас из ничего образовался маленький шарик с массой 10 5 степени грамма, а в результате инфляции из темной энергии народилось вещества 10 55 грамма, на 100 миллиардов галактик. Вторая возможность - может быть, уже до этого момента была какая-то бесконечная Вселенная, а в этой бесконечной Вселенной какой-то кусочек был подхвачен инфляцией и образовал то, что мы видим сегодня.
Значит, сейчас мы можем видеть, что про изошло в нашем куске Вселенной за последние 13,7 миллиарда лет?
Вселенная стала оптически прозрачной только через 100 тысяч лет после своего рождения. До этого она была слишком плотной, и весь свет поглощался веществом, его частицы, фотоны, рассеивались среди протонов, нейтронов, электронов. До этого пространство заполняли свободные электрически заряженные частицы, а тут они образовали нейтральные атомы водорода. Через них свет проходит гораздо легче, и вот в этот момент Вселенная становится прозрачной.
И что же мы можем наблюдать во Вселенной возрастом в 100 тысяч лет?
Мы можем видеть, как было распределено вещество. И можем видеть это с помощью реликтового излучения. Оно было открыто в 1964 году совершенно случайно. Сейчас температура этого излучения всего три градуса, а раньше, через 100 тысяч лет после рождения Вселенной, она была три тысячи градусов. Еще раньше, через три минуты после рождения, во Вселенной как бы взорвалась куча термоядерных бомб, в результате чего образовался гелий. Знаете, в термоядерной бомбе энергия выделяется, когда протоны и нейтроны образуют гелий. Так вот, вещество во Вселенной на 75% состоит из водорода, на 25% - из гелия, остальные элементы представлены в совершенно ничтожных количествах.
А как мы узнаем про то, что было со Вселенной до этого?
Непосредственно ничего увидеть нельзя. Выдвигаются гипотезы, на их основании делаются предсказания. Проверяя эти предсказания, мы подтверждаем или опровергаем гипотезы. Одно из предсказаний инфляционной теории - о том, что плотность вещества во Вселенной такова, что геометрия пространства является плоской. В течение долгого времени это предсказание противоречило наблюдениям, и только после открытия темной энергии все встало на свои места.
То есть вы чего-то такого ожидали?
Ожидать-то ожидали, но это противоречило тому, что видели, а факты - упрямая вещь. Когда в 80-х мы создавали теории о том, какой она была, то даже и не надеялись, что наши теории в принципе можно будет проверить. Но за последние 30 лет в космологии произошел колоссальный прорыв. Все началось с COBE - эксперимента Cosmic Background Explorer, за который Смут получил в 2006 году Нобелевскую премию. Исследуя реликтовое излучение, они обнаружили, что Вселенная в возрасте 100 тысяч лет была не такой уж однородной - температура в разных местах варьировала на одну тысячную процента.
Тогда ничего не было, ни галактик, ни звезд. Это была смесь газов - водорода и гелия. Но их плотность в одном месте была не в точности такая же, как в другом, были вариации в одну тысячную процента. Ничтожные, но по мере расширения Вселенной неоднородности усиливались, и благодаря им образовались звезды, галактики и все остальные структуры.
От квантов к галактикам.
Но почему возникли эти маленькие неоднородности?
Для меня это как раз самый основной, принципиальный вопрос, которым я занимался. Это мой главный научный результат, который я получил, будучи еще студентом.
За него вы и премию получили?
Tomalla? Да. Так вот, откуда эти неоднородности образовались? Мы предположили, что в зарождающейся Вселенной в первые доли секунды после Большого взрыва тоже была темная энергия. Это другая темная энергия, она с сегодняшней напрямую не связана, но она тоже отвечала за ускоренное расширение Вселенной. Во время этого ускорения неоднородности образовывались из квантовых флуктуаций.
Слышали когда-нибудь про принцип неопределенности Гейзенберга? Он, кстати, учился здесь. Если вы возьмете мельчайший кусочек материи, вам не удастся его зафиксировать, локализовать, он как бы будет дрожать - это так называемая квантовая неопределенность. Это дрожание каждого кусочка материи приводит к тому, что у вас появляются маленькие-маленькие неоднородности, так называемые вакуумные колебания, вакуумные флуктуации, квантовые флуктуации.
Ну, это если я его буду брать. А сам по себе он тоже будет дрожать?
Будет сам по себе.
То есть вот этот вот электрон сам по себе - о нем нельзя сказать, что он находится в каком-то месте и движется с какой-то скоростью: он так не делает.
Да, это квантовые флуктуации, они связаны с тем, что электрон может проявлять себя и как частица, и как волна. Они существенны только в масштабах атома, но если совместить эту модель с моделью инфляции - ускоренного расширения молодой Вселенной и доминирования ранней темной энергии, - они как раз усиливаются настолько, чтобы образовать неоднородности в плотности вещества, благодаря которым потом появятся звезды и галактики. Такой вот скачок от событий в микромире к образованию галактик.
Темные начала
«Темная» - это значит «неизвестно какая»?
Да, темную энергию мы вводим как гипотетическую конструкцию, чтобы усилить эти флуктуации на 50 порядков величины. 50 порядков - немыслимо много. Эта темная энергия обладала свойством антигравитации. Когда Вселенная родилась, она состояла из темной энергии, и та сила, которая сейчас известна как гравитация, тогда действовала как антигравитация - это и называется стадией инфляции, ускоренного расширения.
Потом произошел фазовый переход - из темной энергии образовалось обычное вещество. Вещество обладает гравитацией, которая начинает замедлять расширение. Как на машине: вначале мы разгонялись, а потом нажимаем на тормоза. Но сейчас опять обнаружили темную энергию, которая снова начала доминировать, и сейчас расширение Вселенной опять начинает ускоряться. И за эту темную энергию, которая отвечает за сегодняшнее ускорение Вселенной, как раз только что дали Нобелевскую премию.
Добавим к этому еще темную материю - темную, потому что мы ее непосредственно не видим. Но мы можем измерить исходящую от нее гравитацию и на этом основании сказать, что она тоже входит в галактики и скапливается там.
И где она находится, как распределена?
Она тоже неравномерно распределена. Ну, вокруг Земли, скажем, ее побольше скапливается, из-за того что у Земли есть гравитационное поле. А субстанция, которая называется темной энергией, - это некий конденсат, который равномерно распределен по Вселенной и нигде не скапливается. Плотность этой темной энергии в нашей комнате очень низкая, такая, как если бы я один протон поместил в 1 кубический метр. Она пронизывает всю Вселенную, но из-за низкой плотности ее влияние существенно только для больших масштабов.
Что еще можно сказать о темной материи?
Ее в пять раз больше, чем той материи, которую мы знаем. Она сконцентрирована в галактиках, образует короны вокруг галактик и их скоплений.
А если мы взвешиваем Землю или Солнце, то сколько эта темная материя вносит в их массу?
Очень немного. Внутри Земли плотность обычных частиц гораздо больше, чем плотность этой темной материи. Частицы темной материи не образуют такие сгустки, как частицы обычной материи, потому что не участвуют в электромагнитных взаимодействиях.
Что известно о частицах, из которых состоит темное вещество?
Они, судя по всему, довольно тяжелые, как минимум в тысячу раз тяжелее протона. Есть куча экспериментов, в которых пытаются найти эти частицы, непосредственно увидеть.
Там только один вид частиц или, может быть, разные?
Неизвестно. Естественно, самое простое - предположить, что это один вид частиц. Но природа не всегда следует принципу простоты.
Может, там целый мир со своими структурами и темными человечками?
Нет, без электромагнитных взаимодействий сложных структур не образовать.
Если мы когда-нибудь технически овладе ем этой темной энергией, у нас будет антигравитация?
Ну, ее очень мало вокруг. Мы ведь и гравитацию чувствуем только от гигантских объектов типа Земли. А плотность распределения темной энергии еще гораздо меньше, чем плотность вещества, так что мы не сумеем ее накопить в достаточном количестве.
Почему мы говорим, что сейчас темная энергия одна? Может, их сейчас много разных, с чего мы решили, что она едина?
Нет, может быть, их и много, таких энергий, - мы этого не знаем. Единственное, что об этом известно, - то, что есть энергия, которая отвечает за антигравитацию и за то, что Вселенная в целом опять начинает ускоренно расширяться.
Резиновый мир
Первая темная энергия превратилась в обычные частицы, но откуда тогда сейчас взялась новая темная энергия?
Она все время была, скорее всего, просто, пока Вселенная не расширилась до нынешних масштабов, ее плотность была гораздо меньше, чем плотность этих частиц, поэтому ее антигравитационное воздействие было незначительным. У темной энергии есть потрясающее свойство: когда она расширяется, плотность ее не меняется. И она стала доминировать, потому что плотность обычного вещества просто упала.
Может, нынешняя темная энергия - это остатки старой темной энергии. Может быть, там было два сорта темной энергии: одна - которая распалась на частицы, а другая, которой было гораздо меньше, дожила до сегодняшнего момента.
И даже этот небольшой остаток темной энергии составляет большую часть энергии Вселенной сейчас?
Да. Но в нашей комнате, как я говорил, ее очень мало, потому что она однородно распределена. Вещество собрано в звезды и планеты, а она размазана по всему пространству, и в сумме ее получается раз в двадцать больше, чем вещества, потому что звезды и планеты в масштабах Вселенной - это просто маленькие точки в пустоте.
А давно Вселенная опять стала ускоряться?
Когда среднее расстояние между галактиками было приблизительно раза в два поменьше, чем сейчас.
Резина растягивается равномерно. А Вселенная - она разве равномерно растягивается? Ведь между нами расстояние не увеличивается.
Между нами расстояние не увеличивается, потому что между галактиками, которые далеко находятся, действует только гравитационная сила. А здесь, в этой комнате, действуют еще другие силы, например электромагнитная, и она гораздо больше, чем гравитационная. И наша Галактика тоже не расширяется, потому что тут скопилось столько вещества, что гравитационная сила удерживает ее от расширения. Даже целое скопление галактик может образовывать гравитационно связанный объект и не расширяться. Лишь далекие галактики убегают друг от друга.
В каком-то фильме я видел, что скопления галактик тоже связаны и образуют структуру, подобную сотам…
Правильно, они образуют паутинную структуру. Крупные скопления связаны так называемыми филаментами, то есть на линиях между ними тоже много галактик расположено. Между этими линиями-филаментами есть так называемые стенки, где тоже повышенная плотность галактик. А между стенками пустота. И все это образовалось благодаря ничтожным первичным неоднородностям в распределении вещества.
Что мы можем сказать о будущем? Вроде бы раньше были две теории: одна говорила, что мир снова начнет сжиматься, а другая предсказывала вечное разбегание.
То, что Вселенная не начнет сжиматься, - это почти точно, хотя 100% гарантии нет. Если темная энергия не распадется, то далекие галактики исчезнут из нашего поля зрения, потому что у ускоренного расширения есть такое свойство: после того как расстояние между двумя галактиками станет слишком большим, пространство уносит галактику быстрее, чем движется свет. Это как в черной дыре - свет не может убежать из черной дыры и падает в нее вместе с пространством, как лодка с гребцом, который плывет против течения, но скорость течения выше, чем скорость гребца.
Вселенная с темной энергией - она как черная дыра, вывернутая наоборот. После того как галактика ушла на какое-то расстояние, она так сильно начинает бежать от нашей галактики, что свет, который она испускает, до нас добраться уже не сможет. Поэтому, если в будущем эта темная энергия будет доминировать, на небе останутся только звезды, а другие галактики убегут, уйдут за горизонт событий, как принято говорить в космологии. А если темная энергия нестабильная, то она может распасться на обычные частицы, и Вселенная опять перестанет ускоренно расширяться.
Возвращение на Землю
Выходим из отделения теоретической физики, обходим велосипеды перед входом - тысячи их. Германия - рай для велосипедистов, они выглядят не смертниками в потоке машин, а полноправными хозяевами города. Автомобилисты покорно ждут, пока велосипедисты с пешеходами уступят им дорогу.
Мы прохаживаемся между университетских зданий, разбросанных по одному из старых районов Мюнхена вперемешку с картинными галереями - концентрация культуры здесь просто запредельная.
В этом районе всегда жили артисты и художники, богема. Вон в том квартале живут Плисецкая и Щедрин. Вот улица, где жил Кандинский. В музее неподалеку отсюда крупнейшее в мире собрание его работ. А вон музей современного искусства, там один из экспонатов - компьютер «Эппл 1», хотя, по-моему, у первых моделей «Эпплов» на редкость бездарный дизайн.
В районе много исторических мест, связанных с нацизмом, но о них здесь говорить не любят, чаще вспоминают, что в университете состоялось чуть ли не единственное в Германии гражданское выступление против нацизма за все время правления Гитлера: в 1943 году студенты из антигитлеровской организации «Белые розы» разбросали листовки. Их сцапали по доносу дворника и отправили на гильотину. По дороге мы посещаем посвященную им экспозицию в одном из помещений университета - на старых фотографиях симпатичные ребята, благородные лица…
Ой, вы же нам не показали свою лаборато рию…
Какая лаборатория, я теоретик! Все, что у меня есть, - это ручка, бумага и студенты.
На каком языке лекции читаете?
В прошлом семестре я на немецком читал механику для 350 студентов, в этом буду читать общую теорию относительности на английском.
Они что, все станут физиками?
Куча народа после нашего факультета работает в банках, в финансовой сфере - кстати, многие русские физтехи, осевшие в Америке и не нашедшие себя в физике, ушли на Уолл-стрит.
А от космологии стоит ждать каких-то практических результатов? Допустим, любители фантастики ждут не дождутся гиперпространственных тоннелей, чтобы путешествовать к звездам.
Это, скорее всего, останется фантастикой, в реальности ничего такого нет и, наверное, не может быть в принципе. Некоторые современные теории - это слишком буйная игра фантазии, теоретические спекуляции. Ничего плохого в этих спекуляциях нет, это просто игра ума людей, которые очень хорошо знают физику. Впрочем, наши работы тоже в свое время были спекуляцией, когда мы их писали, мы и предположить не могли, что все это найдут и измерят.
Вячеслав Муханов
Профессор, космолог, руководитель кафедры астрочастиц Мюнхенского университета имени Людвига — Максимилиана. Родился в 1956 году, учился в МФТИ, с 1992-го работал в Цюрихе, с 1997-го — в Мюнхене. Один из создателей инфляционной теории, которую считают самым важным вкладом в теоретическую физику за последние 30 лет. В 1981 году в сотрудничестве с Г. Чибисовым разработал модель возникновения крупномасштабной струк-туры Вселенной из квантовых флук-туаций. Предсказания этой теории были недавно подтверждены в экспериментах по измерению флуктуаций температуры реликтового излучения. В 2009 году вместе с А. Старобинским получил Tomalla Prize — одну из самых престижных наград в астрофизике, которую вручают за выдающийся вклад в общую теорию относительности и теорию гравитации.
