Макс Тегмарк - Наша математическая вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности

Русский перевод – «большой взрыв» – не отражает иронии, которую в этот термин вкладывали его изобретатели – противники идеи. Название должно было звучать примерно как «большой бах». – Прим. науч. ред.

Звезды увеличивают содержание гелия сверх 25 %, возникших после первичного нуклеосинтеза. Мы можем разделить эти два источника гелия благодаря телескопам: чем дальше в прошлое – тем меньше мы видим гелия. Его содержание стремится к 25 %, когда мы заглядываем во время до образования большинства звезд.

Параметры, определяющие форму кривой спектра мощности, являются в значительной мере «подгоночными»: мы не в состоянии их измерить. Вместо этого мы подбираем такие их значения, чтобы соответствующая им кривая прошла через точки, отвечающие наблюдениям. При этом критически важно, конечно, что кривую спектра мощности можно заставить пройти через все эти точки за счет выбора всего нескольких параметров. Это и свидетельствует о разумности выбранной модели, и указывает на значения этих параметров, действительно реализованных в нашей Вселенной. – Прим. науч. ред .

Пер. В. Филиппова. – Прим. пер.

Большинство важных открытий ученые не совершают единолично. Открытие и разработка теории инфляции – не исключение. Серьезный вклад внесли в нее Алан Гут, Андрей Линде, Алексей Старобинский, Сато Кацухико, Пол Стейнхардт, Энди Олбрехт, Вячеслав Муханов, Геннадий Чибисов, Стивен Хокинг, Пи Суян, Джеймс Бардин, Майкл Тернер, Александр Виленкин и другие. Много интересных подробностей вы найдете в книгах об инфляции. (См. раздел «Рекомендованная литература» в конце этой книги.)

Мы даже не измерили силу гравитации с точностью больше 4 знаков после запятой, так что последние 20 цифр я привожу лишь для наглядности.

Пер. С. Степанова. – Прим. пер.

В русском обиходе до недавнего времени широко применялся термин «Метагалактика», однако в последние годы его используют реже. – Прим. пер.

Как мы видели в гл. 3, это более 14 млрд световых лет: свет преодолел большее расстояние из-за расширения пространства.

Хотя в принципе вы можете погрузиться в черную дыру и наблюдать, что происходит внутри (если ее приливные силы прежде не превратят вас в «спагетти»), вы не сможете поделиться своими открытиями в научном журнале, поскольку, отправляясь туда, вы получаете билет в один конец.

Если космологическое расширение продолжает ускоряться (пока это открытый вопрос), наблюдаемая Вселенная в конце концов перестанет расти: галактики, находящиеся дальше определенного расстояния, рано или поздно станут удаляться быстрее света и навсегда окажутся невидимыми для нас.

Это крайне консервативная оценка, просто учитывающая все возможные квантовые состояния, которые Вселенная (объем в пределах горизонта) может занимать, если ее температура не превышает 10 8градусов. Хотя полноценный расчет требует обращения к квантовой механике, число 10 118можно грубо оценить как количество протонов, которое принцип запрета Паули позволяет упаковать во вселенную при такой температуре (наша Вселенная содержит лишь около 10 80протонов). Если каждая из 10 118ячеек может быть либо занята, либо свободна, то существует 2 10118~10 10118вариантов.

В показателе степени стоит площадь нашей Вселенной, измеренная в планковских единицах . В книгах Ленни Сасскинда и Брайана Грина, которые приведены в разделе «Рекомендованная литература», подробно описывается голографический принцип и его разработка на основе идей Герарда ’т Хофта, Ленни Сасскинда, Чарльза Торна, Рафаэля Буссо, Якоба Бекенштейна, Стивена Хокинга, Хуана Малдасены и других ученых.

Если вы любите математику, обратите внимание на то, что 10 10118диаметров Вселенной ≈ 10 10118 ×10 27м = 10 10118 + 27м ≈ 10 10118. Если в поисках ближайшей копии вы захотите искать во всех направлениях, вам придется исследовать физический объем, содержащий 10 10118вселенных, радиус которого превосходит нашу Вселенную в (10 10118) = 10 10≈ 10 10117,53≈ 10 10118раз.

Если темная энергия останется вокруг нас и продолжит вызывать ускоренное космологическое расширение, то даже большинство параллельных вселенных I уровня окажется навсегда недоступным для нас, поскольку пространство между нами будет расширяться быстрее, чем свет сможет его преодолевать. Мы еще недостаточно понимаем темную энергию, чтобы сказать, будет ли это так.

В книгах Брайана Грина, Ленни Сасскинда и Александра Виленкина, упомянутых в разделе «Рекомендованная литература», подробно описано, как мультиверс II уровня был открыт и исследован Андреем Линде, Александром Виленкиным, Аланом Гутом, Сидни Коулманом, Франком де Лусиа, Рафаэлем Буссо, Джо Полчински, Ленни Сасскиндом, Шамитом Качру, Ренатой Каллош, Сандипом Триведи и другими. Книги Грина и Сасскинда также служат хорошими введениями в теорию струн.

«Теватрон» был крупнейшим в мире коллайдером до введения в строй Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе. В 2012 году «Теватрон» был выведен из эксплуатации. – Прим. пер.

Существует 80 типов стабильных атомов, содержащих все числа протонов от 1 (водород) до 82 (свинец), за исключением 43 (технеций) и 61 (прометий) – они радиоактивны и нестабильны. Многие из этих атомов имеют несколько стабильных разновидностей (изотопов) с разным числом нейтронов. Общее число стабильных изотопов составляет 257. В природе встречается около 338 изотопов, включая около 30 с периодом полураспада более 80 лет и около 50 менее долгоживущих.

Английские названия кварков таковы: up, down, strange, charm, bottom/beauty и top/true . Два последних названия еще не устоялись. В русской традиции предпочтение отдается beauty (прелестный) и true (истинный), поскольку, во-первых, от них легко образуются существительные, во-вторых, для bottom (самый нижний) и top (самый верхний) нет удобного перевода, отличающего их от верхнего и нижнего кварков. – Прим. пер.

Импульс объекта характеризует глубину воронки, которую тот может образовать, врезавшись в препятствие. Более строго – это время, которое потребуется, чтобы остановить объект, умноженное на среднюю силу, которую для этого придется прикладывать. Импульс p объекта с массой m , движущегося со скоростью v , – вычисляется как p = mv (в случае, если v много меньше скорости света).

Электрон, прежде чем он столкнется с протоном, совершает около 1/8πα 3~ ~ 10 5витков, где α ≈ 1/137,03599968 – безразмерная сила электромагнитного взаимодействия, называемая также постоянной тонкой структуры. Замечательный расчет смертельной спирали см. здесь: http://www.physics.princeton.edu/~mcdonald/examples/orbitdecay.pdf.