Космический ландшафт. Теория струн и иллюзия разумного замысла Вселенной - Леонард Сасскинд
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
41
Когда Вселенная находится в верхней части горы, энергия вакуума заставляет её расширяться, проявляясь в виде космологической постоянной. Расширение Вселенной приводит к появлению своего рода сопротивления, называемого космическим трением.
42
Эти рассуждения применимы только к инженерным, математическим и физическим критериям простоты. Я не могу судить о простоте и сложности в музыке, поэзии или любом другом виде искусства.
43
Уравнения, описывающие распространение возмущений электромагнитного поля, очень похожи на уравнения, описывающие распространение звуковых волн, представляющих собой возмущения плотности среды, или на уравнения, описывающие распространение волны вдоль натянутой струны или верёвки. Все они носят общее название: волновые уравнения.
44
Общее практическое указание (а не строгое правило), которое действует в большинстве ситуаций и основано на опыте. – Примеч. пер.
45
Видимо, не все согласны с Уолтом Уитменом, написавшим:
«Когда я слушал учёного астрономаИ он выводил предо мною целые столбцы мудрых цифрИ показывал небесные карты, диаграммы для измерения звёзд,Я сидел в аудитории и слушал его, и все рукоплескали ему,Но скоро – я и сам не пойму отчего – мне стало так нудно и скучно,И как я был счастлив, когда выскользнул прочь и в полноммолчании зашагал одинокийСреди влажной таинственной ночиИ взглядывал порою на звёзды».
(Перевод К. Чуковского)Лично я предпочитаю эпитафию Ньютону от Александра Поупа:
«Был этот мир извечной тьмой окутан:“Да будет свет!” – И вот явился Ньютон».
46
Правильным многогранником называется многогранник, все грани которого образованы одинаковыми правильными многоугольниками. Грани тетраэдра, октаэдра и икосаэдра образованы равносторонними треугольниками, грани куба – квадратами, а грани додекаэдра – пятиугольниками.
47
Это замечание было написано весной 1994 года, но уже год спустя, когда я закончил работу над «Космическим ландшафтом», стервятники несколько поутихли.
48
О тёмной материи пойдёт речь в главе 5.
49
Лодка должна двигаться медленнее, чем волны на поверхности воды.
50
Для заметного изменения цвета лимон должен двигаться со скоростью, составляющей существенную долю от скорости света.
51
Использование для хаббловского коэффициента термина «постоянная» несколько сбивает с толку, потому что она изменяется со временем. В далёком прошлом постоянная Хаббла была гораздо больше, чем сейчас.
52
Под формой двумерного пространства я подразумеваю, конечно же, форму поверхности.
53
В настоящий момент я полностью игнорирую существование космологической постоянной. Как мы увидим позже, наличие ненулевой космологической постоянной в корне изменит наши выводы.
54
Не следует путать тёмную материю с тёмной энергией. Тёмная энергия – это проявление энергии вакуума.
55
Светимость – это мера скорости, с которой объект отдаёт энергию в виде света. Светимость электрической лампочки измеряется в ваттах. Если два объекта имеют одну и ту же светимость, тот, который находится ближе, выглядит ярче. Путём измерения видимого с Земли блеска сверхновых I типа можно определить расстояния, на которых они находятся.
56
Плазма – это газ, состоящий из ионизованных атомов. Другими словами, часть электронов в плазме покидает свои атомы и ведёт самостоятельную жизнь.
57
На рисунке изображён одномерный ландшафт, хотя в действительности он, конечно же, многомерный. Представьте себе, что я изобразил одномерный срез намного более сложной многомерной картины. Ближайшей аналогией будет профиль высоты одномерной дороги, пересекающей реальную двумерную земную поверхность.
58
Эта история была позже опубликована в журнале The New Scientist 1 ноября 2003 года.
59
Эта тема ещё раз будет рассмотрена в главе 7 в контексте теории струн. Существование атомов, молекул и жизни полностью зависит от того интересного факта, что фотон не имеет массы.
60
В английском языке кварки носят названия up (верхний), down (нижний), strange (странный), charmed (очарованный), bottom (нижний) и top (верхний). В литературе встречаются варианты имён двух последних кварков: beauty (прелестный) и true (правдивый). Часто кварки обозначаются первыми буквами их названий. В переводе во избежание путаницы используются однобуквенные названия кварков. – Примеч. пер.
61
Более строго, сильное взаимодействие между нуклонами обеспечивается путём обмена пионами – частицами, состоящими из кварка и антикварка. Если массы u– и d-кварка увеличатся, то увеличится и масса пиона, что приведёт к резкому изменению сил, действующих между нуклонами.
62
Когда я говорю «элементы», я имею в виду атомные ядра. Электронами они обзавелись гораздо позже.
63
Водород является простейшим химическим элементом – его ядро состоит из одного-единственного протона.
64
Степень чувствительности возможности синтеза углерода к значениям различных констант была предметом широкого обсуждения. Одни полагали, что диапазон безопасного изменения констант составляет единицы процентов, другие, в числе которых был Стивен Вайнберг, считали, что константы можно изменять на десятки процентов, но все соглашались с тем, что возможность синтеза углерода требует достаточно точной настройки фундаментальных констант.
65
Физики называют это проблемой калибровочной иерархии, но удовлетворительного решения её до сих пор не существует.
66
К тому времени, что я закончил писать «Космический ландшафт», Дин стал одним из главных сторонников антропного принципа и считает, что некоторые особенности природы с большой вероятностью носят характер внешней причины и могут быть поняты только с позиции антропного принципа. Бэнкс же по-прежнему настроен скептически.
67
Разница между двадцатью и десятью миллиардами лет не принципиальна для нашей дискуссии. Если бы время жизни протона составляло 10 миллиардов (1010) лет, это означало бы, что один из десяти миллиардов протонов распадался бы в течение года. Если мы умножим одну десятимиллиардную на 1028 протонов, из которых состоит человеческое тело, то получим число протонов, распадающихся в нём за один год, – 1028/1010 = 1018.
68
Если у кого-то создалось впечатление, что мы со Смолиным враги, то это вовсе не так. На самом деле Смолин – мой хороший друг, вызывающий у меня большое восхищение. Но по этому конкретному вопросу наши мнения кардинально расходятся.
69
См. главу 7.
70
Термин «адрон» был предложен в 1962 году советским физиком Л. Б. Окунем на Международной конференции по высокоэнергетической физике в ЦЕРНе. – Примеч. пер.
71
Префикс «бари» по-гречески означает «тяжёлый». Когда придумывались имена элементарных частиц, нуклоны и их близкие родственники были самыми тяжёлыми из известных частиц. Слово «мезон» указывает на что-то среднее. Мезоны легче нуклонов, но гораздо тяжелее электронов.
72
Слово «глюон» происходит от английского слова glue – клей. – Примеч. пер.
73
Термин «партон» происходит от английского слова part – часть. Партоны – точечные частицы, из которых состоят адроны, обнаружены в экспериментах по неупругому рассеянию адронов на электронах и других адронах. Партонная модель была предложена Ричардом Фейнманом в 1969 году. Впоследствии партоны были отождествлены с кварками и глюонами. – Примеч. пер.
74
Нильсен использовал для своих диаграмм название «рыболовная сеть».
75
Это утверждение может смутить некоторых читателей, знакомых с таким свойством электронов или фотонов, как спин. Но спин элементарной частицы не имеет ничего общего с вращением баскетбольного мяча, куска теста или адрона. Спин, например, электрона никогда не может быть изменён и всегда равен половине постоянной Планка, в то время как вращение баскетбольного мяча или адрона можно затормозить или ускорить, изменив его момент количества движения.
76
Тактика «прыжков лягушки», разработанная генералом Макартуром, заключалась в последовательном захвате одной за другой всех островных баз Японии на Тихом океане. – Примеч. пер.
