Коротка історія часу - читать бесплатно онлайн полную версию книги автора Стивен Гокінґ (ч. notes)

Виноски

1

Відомий ізраїльский фізик Ґарі Ліпкін якось розповів таку байку: «Дві молоді жінки гуляли в лісі. Побачили жабу. Раптом жаба їм каже: "Милі жінки! Я зовсім не жаба. Я зачарований фізик. Якщо хтось з вас мене поцілує, я знову стану фізиком." Одна з жінок взяла жабу і поклала у свою сумочку. "Так ти її поцілуєш?" — "Ні за що на світі! Жоден фізик не зможе заробити стільки грошей, як жаба, що розмовляє людською мовою!"»

2

Справжня історія від нобелівського лавреата з фізики 2000 р. Ж. Алферова: «До американського професора зайшов сантехнік, за кілька хвилин полагодив кран та заправив 30 доларів за роботу. «Чи не забагато?», — спитав професор. «Коли я був професором, для мене це також було забагато», — відповів сантехнік.»

3

Віра Річ (1936–2009), англійська журналістка, перекладачка, поетка, ще дівчиною закохалася в українську мову і в Україну. На її бажання її навіть поховано в Каневі, біля могили Тараса Шевченка. «Це було в Хайфі, — згадувала одного разу пані Віра, — офіцер органів безпеки проводив зі мною обов’язкову для цієї країни співбесіду. Під час розмови виявилося, що я знаю українську мову. «Але чому, — здивувався офіцер, — чому ви вивчили українську?» — «Для того, щоб перекласти Шевченка», — відповіла я. На тому співбесіда закінчилася. Коли його секретарка принесла тістечка і чай, ми вже співали, як брат і сестра після довгої розлуки, «Реве та стогне...», «Думи мої...», «Гетьмани, гетьмани...», «Тече вода...» та ще щось, що могли згадати. Офіцер безпеки Ізраїлю, який народився в Києві, більше не запитував, чому я вивчила українську»(http://tyzhden.ua/Publication/3594).

4

Насправді саме космологічна константа Айнштайна відповідає за пришвидшене розширення Всесвіту, яке було відкрите вже після того, як вийшла книжка Гокінга, тобто найбільшою помилкою Айнштайна було те, що він вважав своєю найбільшою помилкою те, що взагалі не помилка.

5

Великомасштабна будова — це коли галактики у Всесвіті вважають такими ж крихітними, як, наприклад, молекули газу у великій кімнаті.

6

Лат. «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica», або скорочена назва «Principia». Українською не перекладено, зокрема тому більше поширена назва, взята з російського перекладу «Математичні начала натуральної філософії». – Прим. ред.

7

1 миля ≈ 1,6 км. — Прим. ред.

8

За різними класифікаціями, від 0,7, 0,75 або 0,78 мкм. — Прим. ред.

9

А. Пуанкаре (1854–1912) неодноразово висували на здобуття Нобелівської премії з фізики, зокрема за праці в галузі теорії відносності. — Прим. ред.

10

Що частота світла зменшується, коли світло поширюється вгору, — твердження хибне. Справді, «що вища енергія, то більша частота». Але про яку енергію йдеться у квантовій фізиці? Про повну енергію! Наприклад, якщо камінь летить угору, то його повна, тобто кінетична плюс потенціяльна, енергія не змінюється, а тим самим не змінюється і частота квантовомеханічної хвилі, пов’язаної з каменем. Світло, що поширюється вгору, випромінюється з меншою частотою, тому що час поблизу Землі спливає повільніше. Даючи хибне пояснення червоного зсуву (поряд з правильним), Гокінг повторює помилку багатьох великих і видатних фізиків, зокрема нобелівських лавреатів Макса Борна, Ричарда Файнмена, Віталія Ґінзбурґа, які, на жаль, теж, пояснюючи, що таке червоний зсув, порушували «принцип Айнштайна»: «Пояснення повинно бути якомога просте, але не простіше». — Прим. Ю. Степановського.

11

Точніше, від 380 до 780 нанометрів. — Прим. перекл.

12

Гокінг повторює дуже поширену, втім некоректну версію, що її звичайно майже всі викладачі розповідають студентам, але яка не відповідає справжньому розвиткові подій. Річ у тім, що про «безглуздий результат», «ультрафіолетову катастрофу» (сам термін «ультрафіолетова катастрофа» вперше вжив Пауль Еренфест у 1911 р.), заговорили після статті Джинса, яка вийшла 1905 р., тож вона аж ніяк не могла вплинути на роботу Планка 1900 р. Початкова стаття Релея з цієї теми вийшла у 1900 р., але ні про яку «ультрафіолетову катастрофу» в ній не йшлося, і Планк у своїх статтях 1900 р. не покликався на Релея. Мотивація Планка щодо введення «квантів» була інша. — Прим. Ю. Степановського.

13

У читача може скластися враження, нібито Планк відкрив кванти світла. Кванти світла у 1905 р. відкрив Айнштайн. Планк, як і всі добре освічені фізики того часу, знав, що ніякі кванти світла існувати не можуть. Навіть 1913 р., рекомендуючи Айнштайна у Пруську академію наук, він писав: «Теорію квантів світла не слід ставити йому у провину». Гіпотеза Планка стосувалася іншого: енергія деяких фізичних систем набуває дискретних значень, тобто квантується. Тепер ми знаємо, що систем, енергія яких квантується, безліч, це всі атоми, молекули, атомні ядра тощо. — Прим. Ю. Степановського.

14

Див. попередню примітку. — Прим. ред.

15

Значна більшість електронів попаде у вузький проміжок на екрані з максимумом у центрі, який в одній площині з центром щілини. – Прим. ред.

16

Мається на увазі, на час виходу (1988 р.) першого видання цієїкнижки. – Прим. перекл.

17

Зазвичай кварки просто називають за першою англійською буквою: u, d, s, c, b, t. Початкові назви для двох останніх кварків — beauty (красивий), truth (істинний) вийшли з ужитку, теперішні назви — bottom і top. У перекладі українською, відповідно, нижній/денний/спідній і верхній/горішній. Тобто або збігатимуться з назвами перших двох кварків (up, down) — верхній і нижній, або неоднозначні — денний/спідній і горішній, тому тут запропоновані відповідники «найнижчий» і «найвищий». Тим паче, що автор англійських назв Хаїм Харарі обрав їх тому, що вони «логічні партнери для верхнього і нижнього кварків». – Прим. ред.

18

Станом на кінець 80-х років минулого століття. – Прим. ред.

19

У 1979–2009 рр. – Прим. ред.

20

Англійський термін force-carrying particle перекладено як силоносна частинка. В науковій літературі (українською мовою) такі частинки зазвичай називають переносники/носії взаємодії (англ. force carrier, рос. переносчик взаимодействия). Тут уживано ближчий до оригінального відповідник. – Прим. ред.

21

В англійській мові вживають сполуки strong force, strong interactionі weak force, weak interaction, які українською звичайно називають (в обох випадках) «сильною взаємодією» і «слабкою взаємодією». «Слабку силу» вживають у нас рідко, а «сильну силу» не вживають узагалі. Певно, це пов’язано з деякою кострубатістю самої сполуки «сильна сила». Але при цьому часто вживані сполуки на кшталт «чотири фундаментальні сили» і коли доходить до їх переліку, перші дві (гравітацію і електромагнетну) називають зазвичай силами, а дві інші (слабку і сильну) — зазвичай взаємодіями. Щоб уникнути такого асиметричного вжитку тут strong force перекладено як «сильна сила», weak force — слабка сила. При цьому слід зауважити, що загалом тепер доцільніше говорити про чотири фундаментальні взаємодії, і відповідно гравітаційну, електромагнетну, слабку, сильну взаємодії; а «силу» розглядати як старіший ужиток. – Прим. ред.

22

Стала швидкість світла чи ні, залежатиме від того, як ми вимірюємо відстані. Коли Айнштайн обчислював у 1915 р. відхилення світла гравітаційним полем Сонця, він вважав, що швидкість світла поблизу Сонця менша, ніж віддалік. Тому світло й відхиляється (як у призмі). Сам Гокінг у своїх наукових працях використовує так звану метрику Шварцшильда, з якої випливає формула, як швидкість світла залежить від відстані R до центру кулеподібної маси c(R) = c (1–Rg/ R) де Rg — так званий радіус Шварцшильда, що збігається з радіусом чорної діри, якщо маса, про яку йдеться, міститься під цим радіусом, с — це звичайна швидкість світла, коли нема гравітації. Як бачимо, при R = Rg швидкість світла дорівнює нулеві. А позаяк ніщо не можна розігнати до швидкості світла (навіть рівної нулеві!), то ніщо й не може вирватися з чорної діри (якщо не враховувати квантових ефектів, як це зробив Гокінг). —Прим. Ю. Степановського.

23

Від 1930 до 2006 р. Плутон класифікували як планету Сонцевої системи. Після відкриття подібних до нього об’єктів у поясі Койпера і ухвалення 2006 року рішення Міжнародного астрономічного союзу про означення терміну «планета» Плутон віднесено до нової категорії карликових планет і додано до списку малих планет. Попри те, що не всі погодилися з таким рішенням, він утратив статус планети Сонцевої системи. — Прим. ред.

24

Ралф Альфер (Алфер) — американський космолог, докторант Георгія Гамова. 1948 року здобув докторський ступінь з фізики за теорію нуклеосинтезу. В дисертації розглянув питання, що стало відомим як нуклеосинтез Великого вибуху (теорія Альфера — Бете — Гамова; альфа — бета — гама). Термін «Великий вибух» придумав, спочатку глузуючи, Фред Гойл на радіо Бі-Бі-Сі 1950 року для опису космологічної моделі Всесвіту, як розширення до свого нинішнього стану від початкового стану величезної густини і температури. Нуклеосинтез — пояснення того, як складніші елементи створюються з простих елементів після Великого вибуху. Початково теорія Альфера — Гамова пропонувала, що всі атомні ядра створюються шляхом послідовного захоплення нейтронів. Однак подальше дослідження піддало сумніву універсальність теорії послідовного захоплення, бо жодного елемента не знайдено як стабільного ізотопу з атомною масою п'ять або вісім, що перешкоджало виробництву елементів важчих за гелій. Дисертація викликала величезний інтерес, зокрема медій. Пізніше в тому ж році, співпрацюючи в Лабораторії прикладної фізики Університету Джона Гопкінса з іншим американським науковцем Робертом Германом, Альфер передбачив температуру залишкового проміння (відомого як космічне фонове проміння, або реліктове), виходячи з припущення про Великий вибух. Проте прогнози Альфера стосовно космічного фонового проміння більш-менш забули, і їх знову відкрили Роберт Діке і Яков Зельдовіч на початку 1960-х. Попри те, що його ім'я з'являється в дисертації, Ганс Бете практично не брав ніякої участі в розвитку теорії, хоча згодом він працював з суміжних темах; Гамов додав його ім'я, щоб оригінальним зробити заголовок роботи. Так самостійна дисертація Альфера була вперше опублікована 1 квітня 1948 року в «Фізікал рев’ю» («Physical Review») і з трьома авторами. Гумор Гамова, мабуть, деколи затьмарював вирішальну роль Альфера в розвитку теорії. Інші науковці, які читали працю, можливо, припускали (помилково), що Гамов і Бете були головні автори. Дві експериментальні праці, пов’язані з космічним фоновим промінням визнано гідними Нобелівської премії: в 1978 році — Арно Пенціяса і Роберта Вілсона, і в 2006 році — Джона Мазера і Джорджа Смута. — Прим. ред.

25

Так вважали до 1998 року, коли в результаті спостереження за далекими надновими типу Iа відкрито пришвидшене розширення Всесвіту. За це відкриття Сол Перлмутер, Браян Шмідт та Адам Ріс отримали Нобелівську премію з фізики за 2011 рік. Здобуто й інші підтвердження цього явища, найпоширеніше пояснення якого — існування виду енергії з від’ємним тиском, так званої темної енергії. На сьогодні космологи припускають, що сповільнення змінилося на пришвидшення десь 5 млрд років тому. — Прим. ред.

26

Див. попередню примітку. — Прим. ред.

27

Космологічну константу (Λ) в польових рівняннях загальної теорії відносності Айнштайн спочатку вніс, щоб уможливити статичну космологічну модель, але відкинув після встановлення розширення Всесвіту. Протягом тривалого часу космологи припускали, що Λ рівна нулеві. 1998 року відкрито пришвидшене розширення Всесвіту, найпоширеніше пояснення цього явища —існування темної енергії. Її природа на сьогодні невідома, але запропоновано два її представлення — як [додатної] космологічної константи і як квінтенсенції. — Прим. ред.