Маркус Чаун - Гравитация. Последнее искушение Эйнштейна

Не все учёные непоколебимо верят в правоту Ньютона и его закона притяжения. Группа физиков под руководством Мордехая Милгрома из Института Веймана в Реховоте, Израиль, полагает, что при ускорении менее одной миллионной доли g гравитация изменяется, превращаясь в более сильную форму взаимодействия, которая не подчиняется закону обратных квадратов. Модифицированная ньютоновская динамика (MOND) способна описать орбитальное движение всех звёзд во всех спиральных галактиках с помощью одной-единственной формулы. Для сравнения: на данный момент для объяснения движения звёзд в каждой спиральной галактике нужно учитывать разное количество тёмной материи и её распределение. Вариант MOND, совместимый с теорией относительности Эйнштейна, был разработан Яаковом Бекенштейном из Еврейского университета в Иерусалиме в 2000 году. См.: Bekenstein J. Relativistic gravitation theory for the MOND paradigm. — 2005. — arXiv:astro-ph/0403694v6.

Rubin V., Thonnard N., Ford K. Rotational Properties of 21 Sc Galaxies with a Large Range of Luminosities and Radii, from NGC 4605 ( R = 4 kpc) to UGC 2885 ( R = 122 kpc). // Astrophysical Journal. — 1980. — Vol. 238. — P. 471 ( http://adsabs.harvard.edu/abs/1980ApJ...238..471R).

Подробнее о Large Synoptic Survey Telecope см. по адресу http://www.lsst.org.

См. Chown M. Afterglow of Creation. — London: Faber & Faber, 2010.

Там же.

Чёрная дыра — это область космоса, в которой гравитация настолько сильна, что удерживает всё, что в неё попадает, включая свет (отсюда и эпитет «чёрная»). Чёрные дыры делятся на два типа: дыры звёздной массы, которые формируются, когда гравитация сжимает звезду в конце её жизненного цикла до невероятно малого объёма, и сверхмассивные чёрные дыры, которые могут быть в 50 миллиардов раз массивнее Солнца. Происхождение таких дыр неизвестно, но они находятся в центрах всех галактик, включая нашу. Некоторые физики предполагают, что могут существовать и дыры третьего типа: миниатюрные, возникшие в первые мгновения после Большого взрыва и существующие до наших дней.

В таблице 2 приведена скорость прецессии в перигелии для восьми планет Солнечной системы ( http://farside.ph.utexas.edu/teaching/336k/Newtonhtml/node115.html).

153 миллиона километров. ( Примеч. ред. )

149 миллионов километров. ( Примеч. ред. )

Церера, крупнейший астероид, исследованный космическим аппаратом NASA «Dawn» в 2015 году, был открыт в первый день XIX века. В 1807 году за ним последовала Веста, а затем множество других космических тел. Изначально Цереру считали ещё одной планетой. Однако совокупная масса всех сотен тысяч астероидов составляет едва ли 1% от массы Земли. Астероиды считаются строительным мусором, оставшимся от рождения Солнечной системы. Они не сумели соединиться в планету из-за гравитационного воздействия Юпитера. Сегодня Церера считается одной из пяти «карликовых планет» Солнечной системы.

10 сантиметров. ( Примеч. ред. )

Пятна — это области выхода магнитных полей на поверхность Солнца (фотосферу). Давление горячего газа в рамках солнечного пятна может быть не таким сильным, как в остальных частях фотосферы, так как его поддерживает давление магнитного поля. Соответственно, здесь газ оказывается на пару тысяч градусов холоднее, чем окружающая его фотосфера, температура которой составляет 5800 градусов Цельсия. Из-за более низкой температуры пятна на Солнце кажутся тёмными. См. Green L. 15 Million Degrees. — London: Viking Penguin, 2016.

Trotta R. The Edge of the Sky. — New York: Basic Books, 2014.

Einstein A. Zur Elektrodynamik bewegter Körper // Annalen der Physik. — 1905. — Vol. 17. — P. 891–921. (Рус. пер.: Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. — 1905.)

Расстояние от Замли до Луны — 384 400 километров. ( Примеч. ред. )

«В тот год в Арау я кое-что понял. Если бы кто-то двигался параллельно световому лучу со скоростью c (то есть скоростью света в вакууме), то для него такой луч представлялся бы осциллирующим электромагнитным полем в состоянии покоя. К сожалению, такое, судя по всему, невозможно! Это был мой первый мысленный эксперимент, связанный со специальной теорией относительности…» ( Einstein A. Autobiographische Skizze // Helle Zeit — Dunkle Zeit: In memoriam Albert Einstein / Seelig C., ed. — Zurich: Europa Verlag, 1956. — P. 146).

Томас Юнг, живший в Лондоне, мог часто наблюдать, как от падения дождевой капли по поверхности лужи расходятся круги, гася или усиливая друг друга. Если поместить в лужу деревянную перегородку, то участки, в которых с ней сталкиваются волны от падения капли, будут чередоваться с участками, где вода спокойна. Юнг рассудил, что если он сумеет продемонстрировать такой же эффект интерференции в отношении света, то докажет его волновую природу. Он направил источник света на экран с двумя вертикальными прорезями, и за экраном возникли световые кольца, похожие на круги на воде. В том месте, где они пересекались, Юнг установил вертикальный белый экран и тут же увидел на нём узор из светлых и тёмных полос, похожий на штрихкод в супермаркете. Так он доказал, что свет является волной. Кроме того, расстояние между полосами позволило ему рассчитать, что длина этой волны (расстояние между двумя её пиками) составляет менее 1/1000 миллиметра.

Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. — 1859.

На самом деле Майкл Фарадей предположил существование связи между электричеством и магнетизмом ещё раньше. В письме от 13 ноября 1845 года он отмечал: «Я обнаружил прямую связь между магнетизмом и светом, а также электричеством и светом. Мне кажется, что это открывает огромное и богатое поле для изучения» (The Letters of Faraday and Schoenbein, 1836–1862. — 1899. — P. 148). Помимо всего прочего, Фарадей обнаружил, что магнитное поле может изменять плоскость вибрации (поляризацию) световой волны. Это явление известно как фарадеевское вращение.

Уравнения Максвелла предполагают существование целого спектра невидимых невооружённому глазу электромагнитных волн, и видимый свет составляет лишь небольшую их долю. Длина радиоволн примерно в 1000 раз больше, чем световых.

Feynman R., Leighton R., Sands M. The Feynman Lectures on Physics, Volume II. — Boston: Addison-Wesley, 1989. — P. 1–11.

Эфир должен быть достаточно плотным, чтобы вибрировать на высокой частоте световых волн, и при этом достаточно лёгким, чтобы не мешать движению планет вокруг Солнца. Нечто, что твёрже стали, но при этом легче воздуха, — неудивительно, что физикам сложно его вообразить!

Устроиться в патентное бюро Эйнштейну помог его друг Марсель Гроссман, с которым они вместе изучали математику в Цюрихе. Гроссман поговорил со своим отцом, который порекомендовал Эйнштейна директору патентного бюро в Берне Фридриху Халлеру. Даже в конце жизни Эйнштейн с благодарностью отзывался обо всём, что сделал для него Гроссман.