Этот человек легендарный физик, светоч науки 20 столетия. Ему принадлежит создание общей теории относительности и специальной теории относительности, а также мощный вклад в развитие остальных областей физики.
Именно ОТО легла в основу современной физики, объединив пространство со временем и описав практически все видимые космологические явления, в том числе и допустив возможность существования кротовых нор, черных дыр, ткани пространства-времени, а также других явлений гравитационного масштаба.
Революционный физик использовал свое воображение, а не сложную математику, чтобы придумать свое самое известное и элегантное уравнение. Общая теория относительности Эйнштейна известна тем, что предсказывает странные, но истинные явления, вроде замедления старения астронавтов в космосе по сравнению с людьми на Земле и изменения форм твердых объектов на высоких скоростях.
Историю человечества можно представить себе как сериал-антологию, в каждой серии которого научные открытия становятся все более изощренными. Это что-то наподобие настоящего «Черного зеркала», повествующего о том, куда может завести нашу цивилизацию прогресс и собственный разум. Но несмотря на стремительное развитие технологий, отправку на другие планеты роботов и печать органов на 3D-принтере, мы по-прежнему не понимаем как работает мозг. Во всяком случае, не в полной мере – недавно все мировые СМИ рассказали историю четырехлетней девочки по имени Дайал Каур, интеллект которой (согласно оценкам организации MENSA) сопоставим с интеллектом Альберта Эйнштейна или Стивена Хокинга – буквально умнейших людей, что когда-либо жили на нашей планете. Считается, что и Стивен Хокинг и Альберт Эйнштейн имели показатель IQ равный 160. Теперь же их догоняет 4-летняя девочка индийского происхождения, показатель IQ которой исследователи оценивают в 145 баллов. Означает ли это, что юная Дайал в свои четыре всерьез размышляет об устройстве Вселенной, а в 6 совершит свое первое научное открытие? Давайте разбираться.
Труды Альберта Эйнштейна позволили человечеству познать Вселенную. Его Общая теория относительности (ОТО), разработанная в 1915 году, является строительным блоком современной физики – она объясняет гравитацию, основываясь на способности пространства «изгибаться», или, выражаясь точнее, связывает силу тяжести с изменяющейся геометрией пространства-времени. Интересно, что всего четыре года спустя после публикации ОТО, наблюдение за звездами в момент солнечного затмения показало, что массивные тела в космическом масштабе работают подобно линзам. Это открытие подтвердило правильность теории Эйнштейна. Со временем развитие технологий позволило астрономам рассматривать Вселенную буквально под микроскопом. Так, с помощью космического телескопа Hubble в 2019 году астрономам удалось сфотографировать редкое явление под названием «кольцо Эйнштейна» – далекую галактику, изображение которой раздробилось в результате гравитационного линзирования (оно превращает изображения далеких галактик в вытянутые эллипсы или даже кольца). Но самое интригующее фото последних лет, все же, принадлежит телескопу Gaia – недавно с его помощью ученым удалось запечатлеть целых 12 «колец Эйнштейна».
Считается, что гравитация ответственна за все происходящее в нашей Вселенной – от падения яблока на голову Исаака Ньютона, до вращения сверхмассивных черных дыр в центрах далеких галактик. Обычно мы представляем гравитацию как силу, которая притягивает вещи к массивным объектам. В некоторых учебниках по физике, особенно начальных классов, можно встретить утверждения о том, что «гравитация Земли притягивает объекты к центру планеты». Но так ли это? Исследователи полагают, что ключом к разгадке тайны гравитации является термин «ускорение», а не «тяга». Дело в том, что гравитация вообще не притягивает объекты; скорее, она искривляет пространство-время, заставляя объекты следовать за создаваемыми ей изгибами, в результате чего они иногда ускоряются. В этой статье разбираемся чем на самом деле является гравитация.
Недавно были опубликованы сразу два отдельных исследования, которые предлагают новые теории построения проходимой червоточины. Червоточины, более известные как кротовые норы или по-научному мост Эйнштейна-Розена – частый атрибут научной фантастики, с помощью которого главные герои быстро перемещаются между отдаленными частями Вселенной. В фильмах Marvel, например, бог Тор путешествует в Асгард именно с помощью моста Эйнштейна-Розена, который, к слову, довольно красиво показан, особенно в третьей части саги про могучего сына Одина. Что же до писателей-фантастов, то они полагаются на червоточины как на важный сюжетный прием довольно давно, что совершенно неудивительно. Ну как еще переместить героя из точки А в точку Б за считанные секунды?
С того самого момента, как Альберт Эйнштейн обнаружил в своих уравнениях гравитационные волны, прошло 105 лет – мгновение по меркам Вселенной, да и для человечества это не так много. Тем не менее за прошедшее столетие мы узнали о Вселенной столько нового! Намного больше, чем предполагал Эйнштейн. Представьте себе его изумление, застань он обнаружение гравитационных волн или публикацию первого снимка черной дыры. Что уж говорить об открытиях лауреатов Нобелевской премии по физике 2020 года – ее удостоились Роджер Пенроуз из Великобритании, Райнхард Генцель из Германии и Андреа Гез из США. Пенроуз математически доказал, что черные дыры должны возникать в обычном для космоса процессе: при взрывах сверхновых. А Генцель и Гез обнаружили сверхмассивный компактный объект в центре Млечного Пути. Небесное тело, открытое лауреатами, стало первым обнаруженным в космосе объектом, который абсолютно точно является черной дырой. Но и это еще не все. Недавно международная группа астрономов доказала, что у вращающихся черных дыр могут существовать «волосы», то есть дополнительные параметры, которые зависят от поглощенной материи.
За последнее время произошло немало редких астрономических явлений. И действительно – пройдут сотни лет, прежде чем мы снова сможем увидеть Юпитер и Сатурн так близко друг к другу. Однако есть еще более странные и редкие явления, которые можно наблюдать в ночном небе. Правда, чтобы как следует рассмотреть их, вам понадобится доступ к космическому телескопу NASA Hubble. Как и всегда, этот удивительный инструмент предоставляет абсолютно захватывающие снимки далеких галактик, звезд и планет. На снимке перед вами изображено одно из редчайших астрономических явлений – «кольцо Эйнштейна». На самом деле это – далекая галактика, изгибающаяся через скопление галактик. Причина этого феномена – процесс под названием гравитационное линзирование. Если бы космическое тело, например Солнце, было слишком массивным, то воздействие гравитации было бы настолько сильным, что масса звезды могла бы исказить пространственно-временную ткань и позволить свету искривляться.
Квантовая механика странная. Для нас, существ, не способных видеть микромир не вооруженным глазом, представить себе как все устроено на уровне атомов довольно сложно. Между тем, согласно атомной теории, все во Вселенной состоит из мельчайших частиц – атомов, скрепленных друг с другом электрическими и ядерными силами. Физические эксперименты, проведенные в ХХ веке показали, что атомы можно дробить на еще более мелкие, субатомные частицы. В 1911 году британский физик Эрнест Резерфорд провел ряд экспериментов и пришел к выводу, что атом похож на Солнечную систему, только по орбитам вместо планет вокруг него вращаются электроны. Два года спустя, взяв за основу модель Резерфорда, физик Нильс Бор изобрел первую квантовую теорию атома и в этой области теоретической физики все стало еще сложнее. Но если квантовая механика объясняет как взаимодействуют между собой мельчайшие частицы, может ли она объяснить существование пространства-времени?
Около 100 лет назад ученые впервые задумались о природе некоторых необычных свойств света. Например, света, исходящего от газов, когда их нагревают в пробирке. Если посмотреть на этот свет сквозь призму, можно заметить кое-что необычное. Не спектр, в котором цвета плавно переходят один в другой, отражаясь в хрустальном бокале, а отчетливые линии, цвета которых не смешиваются, как в радуге. Речь идет о вертикальных лучах света, похожих на карандаши – каждый своего цвета. Однако объяснить столь странное свойство света ученые не могли. Поиски ответов безуспешно продолжались, пока физик Нильс Бор в начале ХХ века не выдвинул самую невероятную и фантастическую гипотезу. Бор был убежден, что разгадка отчетливых линий кроется в самом сердце материи – структуре атома.
Каждый из нас рано или поздно столкнется со смертью. Но что происходит в момент умирания и после него? На протяжении всей своей истории человечество ищет ответы на эти вопросы. Христианство и другие авраамические религии предлагают вечную жизнь в раю или аду, а вот буддизм смотрит на процесс жизни и смерти несколько иначе, предлагая реинкарнацию. Боги древнего Египта, скандинавский фольклор, мифы Древней Греции – все эти истории так или иначе связаны со смертью и попытками справиться с утратой. Но что, если посмотреть на смерть иначе? Что, если смерть это на самом деле не конец, а ваше сознание просто загружается и появляется в другом пространстве-времени?
Не зря говорят, что талантливый человек талантлив во всем. Гениальность тоже можно назвать талантом, так как это уникальная особенность человека быть умным, рассудительным и находить простое объяснение сложным вещам. Сказанное идеально подходит к Альберту Эйнштейну, который является самым известным ученым в истории науки. Он не только сформулировал сложнейшую теорию относительности, но и смог очень четко и с тонкой ноткой юмора высказаться о простых вещах. О тех вещах, которые окружают каждого из нас в повседневной жизни. От этого его личность становится более интересной, а цитаты — вечными.