Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной - Вайнберг С.
ISBN 5-93972-013-7
Скачать (прямая ссылка):
Осциллирующая модель привлекает некоторых космологов с философской точки зрения, особенно потому, что она, как и стационарная модель, деликатно избегает проблемы Генезиса. Однако эта модель сталкивается с серьезной теоретической трудностью. В каждом цикле, когда Вселенная расширяется и сжимается, отношение числа фотонов к числу ядерных частиц (или, более точно, энтропия на ядерную частицу) несколько увеличивается благодаря определенного типа трению (известному как «объемная вязкость»). Насколько мы знаем, Вселенная должна тогда начинать каждый новый цикл с новым, слегка большим отношением фотонов к ядерным частицам. Сейчас это отношение велико, но не бесконечно, так что трудно увидеть, каким образом могла Вселенная испытать перед этим бесконечное число циклов.
Как бы ни разрешились все эти проблемы, и какая бы космологическая модель ни оказалась правильной, ни в одной из них мы не находим утешения. Для человеческих существ почти неизбежна вера в то, что мы имеем какое-то особое отношение к Вселенной, и что человеческая жизнь есть не просто более или менее нелепое завершение цепочки случайностей, ведущей начало от первых трех минут, а что наше существование было каким-то образом предопределено с самого начала. Случилось так, что, когда я писал это, я находился в самолете по дороге домой из Сан-Франциско в Бостон и летел на высоте 30 ООО футов над Вайомингом. Земля подо мной выглядела
152
VIII. Эпилог: перспективы
Таблица 2. Свойства некоторых типов излучения
Излучение Длина волны, см Энергия Температура
фотонов, эВ черного тела, К
Радио (до УВЧ) > 10 < 0,00001 < 0,03
Микроволновое 0,01-10 0,00001-0,01 0,03-30
Инфракрасное 0,0001-0,01 0,01-1 30-3000
Видимое 1•10“5-10“4 1-6 3000-15 000
Ультрафиолетовое 10“7-2•10-5 6-1000 15 000-3 • 10®
Рентгеновское 10“9-10-7 1000-100 000 3 • 10е 3 • 108
Гамма-излучение < 10“9 > 100 000 >3-10®
Примечание. Каждый тип излучения характеризуется определенным интервалом длин волн, которые даны здесь в сантиметрах. Этому интервалу длин волн соответствует интервал энергий фотонов, которые даны здесь в электронвольтах. Температура черного тела есть та температура, при которой излучение черного тела будет иметь максимум по энергии, сконцентрированной вблизи данной длины волны; эта температура дана здесь в градусах Кельвина. (Например, длина волны, на которую настроились Пензиас и Вил-сон в своих наблюдениях космического фона излучения, равнялась 7,35 см, так что это — микроволновое излучение; энергия фотонов, испускаемых при радиоактивных превращениях ядер, обычно порядка миллиона электронвольт, так что это — гамма-излучение; поверхность Солнца имеет температуру 5800 К, так что Солнце испускает видимый свет.) Конечно, нет резких границ между отдельными типами излучения и не существует единого соглашения по поводу различных интервалов длин волн.
очень нежной и уютной — легкие облачка здесь и там, снег, ставший ярко-розовым, когда садилось Солнце, дороги, лентами протянувшиеся по всей стране от одного города к другому. Очень трудно осознать, что все это — лишь крошечная часть ошеломляюще враждебной Вселенной. Еще труднее представить, что эта сегодняшняя Вселенная развилась из невыразимо незнакомых начальных условий, и что ей предстоит будущее угасание в бескрайнем холоде или невыносимой жаре. Чем более постижимой представляется Вселенная, тем более она кажется бессмысленной.
Но если и нет утешения в плодах нашего исследования,
VIII. Эпилог: перспективы
153
есть, по крайней мере, какое-то утешение в самом исследовании. Мужчины и женщины не склонны убаюкивать себя сказками о богах и великанах или замыкаться мыслями в повседневных делах; они строят телескопы, спутники и ускорители и нескончаемые часы сидят за своими столами, осмысливая собранные данные. Попытка понять Вселенную — одна из очень немногих вещей, которые чуть приподнимают человеческую жизнь над уровнем фарса и придают ей черты высокой трагедии.
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Абсолютная светимость. Полная энергия, излучаемая любым астрономическим телом за единицу времени.
Адрон. Любая частица, принимающая участие в сильных взаимодействиях. Адроны делятся на барионы (такие, как нейтрон и протон), которые подчиняются принципу исключения Паули, и мезоны, которые не подчиняются этому принципу.
Ангстрем (единица длины). Одна стомиллионная доля сантиметра (10-8см). Обозначается А. Типичные атомные размеры составляют несколько ангстрем, типичные длины волн видимого света — несколько тысяч ангстрем.
Античастица. Частица с теми же массой и спином, как и другая частица, но с равными по величине и противоположными по знаку электрическим зарядом, барионным числом, лептонным числом и т. п. Для каждой частицы имеется соответствующая античастица, за исключением нескольких чисто нейтральных частиц вроде фотона и 7г°-мезона, которые сами являются своими античастицами. Антинейтрино есть античастица для нейтрино; антипротон есть античастица для протона и т. д. Антивещество состоит из антипротонов, антинейтронов и антиэлектронов, или позитронов.
