Мичио (Митио) Каку ‒ американский физик-теоретик, который наиболее известен как активный популяризатор науки и автор научно-популярных книг. Перевод его книги «Параллельные миры» на русский язык был осуществлён в Москве, в 2008 году, в издательстве «София».
Общие выходные данные книги таковы: Каку Мичио. Параллельные миры: об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем Космоса / Перев. с англ. ‒ М.: ООО Издательство «София», 2008. ‒ 416 с. Тираж книги ‒ 3000 экземпляров.
В аннотации к работе её издатели отмечают, что Мичио Каку очень авторитетный учёный-физик. Поэтому, предупреждают они, в «Параллельных мирах» вы не найдёте помпезной «псевдонауки». К этому мы только хотим добавить, что автор книги посвятил её своей любящей жене Сидзуэ.
Во вступлении к книге Мичио Каку вкратце рассказывает своим читателям об истории космологии: «первый переворот в истории космологии был связан с изобретением телескопа в XVII в.»; данное событие произошло благодаря Галилео Галилею, который основывался на работах выдающихся астрономов Николая Коперника и Иоганна Кеплера; «кульминацией развития космологии на раннем этапе стали работы Исаака Ньютона», сформулировавшего «фундаментальные законы, управляющие движением небесных тел»; «начало второго переворота в истории космологии было положено изобретением больших телескопов, таких, как телескоп в обсерватории Маунт Уилсон с огромным рефлектором», при помощи которого в 1920-х годах «астроном Эдвин Хаббл опроверг вековые догмы, гласившие, что Вселенная неизменна и вечна»; Хаббл «показал, что галактики удаляются от Земли с невероятными скоростями» и что «Вселенная расширяется».
Далее в предисловии написано, что: «Вселенная возникла в результате катастрофического взрыва, получившего название «Большой Взрыв», разбросавшего «звёзды и галактики в разные стороны»; работы Джорджа Гамова и Фреда Хойла, посвящённые «происхождению химических элементов, способствовали выстраиванию общей картины эволюции Вселенной»; «в настоящее время происходит третий переворот», начавшийся примерно в 2003 году и вызванный «появлением целого арсенала новых высокотехнологичных приборов, таких, как космические спутники, лазеры, детекторы гравитационных волн, рентгеновские телескопы и высокоскоростные суперкомпьютеры». «На данный момент, ‒ пишет Мичио Каку, ‒ мы располагаем самыми надёжными сведениями о природе Вселенной, включающими её возраст, состав и, возможно, даже её будущее и окончательную гибель».
«Сейчас астрономы понимают, ‒ продолжает автор книги, ‒ что Вселенная стремительно расширяется, бесконечно ускоряя это движение и постепенно становясь всё холоднее и холоднее. Если этот процесс будет продолжаться, то мы столкнёмся с перспективой «Большого Охлаждения», когда Вселенная погрузится во тьму и холод, а вся разумная жизнь погибнет».
Учёный уверен в том, что поток новых данных, получаемых его коллегами в настоящий момент, а также современная техника, в частности, космические спутники, способные сканировать небо, новые детекторы гравитации, близящееся завершение строительства новых ускорителей частиц размером с город, дают физикам уверенность в том, что человечество вступает в золотой век космологии.
Как вспоминает автор, в детстве он испытывал внутренний дискомфорт из-за того, что расходился со своими родителями в вопросах религии. Родители Мичио были воспитаны в буддийских традициях, он же «каждую неделю ходил в воскресную школу, где с увлечением слушал библейские сказания о китах, ковчегах, соляных столпах, рёбрах и яблоках». «Я был очарован этими притчами Ветхого Завета, ‒ пишет Мичио Каку, ‒ в воскресной школе мне нравились именно они. Эти притчи о великих потопах, пылающих кустах и расступающихся пучинах увлекали меня гораздо сильнее буддийских песнопений и медитаций».
«Читать о Боге, громогласно вещающем с небес «Да будет Свет!», ‒ продолжает свой рассказ учёный, ‒ было намного интереснее, чем безмолвно медитировать, погрузившись в размышления о грядущей Нирване». «Какое-то время спустя, ‒ пишет автор, ‒ начав изучать великие мифологии мира, я узнал о существовании двух космологических концепций. Первая основывалась на представлении о том, что Бог создал Вселенную за одно мгновение, вторая же утверждала, что Вселенная была и пребудет вечно».
Отметив, что «эти мифологии противоречат друг другу, не находя компромисса», Мичио Каку пишет: «Сегодня учёные, активно используя космические спутники, лазеры, детекторы гравитационных волн, интерферометры, высокоскоростные суперкомпьютеры, а также Интернет, совершили мощный прорыв в науке. Тем самым они революционизировали наше понимание Вселенной и представили нам самую убедительную из когда-либо существовавших точку зрения на её возникновение».
Мичио Каку сравнивает Вселенную с пузырьком воздуха, свободно плавающим во вселенском «океане», где постоянно образуются новые пузырьки. «Согласно этой теории, ‒ пишет он, ‒ вселенные образуются непрерывно, словно пузырьки при кипении воды, и разлетаются по бесконечному пространству, гиперкосмической нирване, обладающей одиннадцатью измерениями. Всё больше физиков полагает, что наша Вселенная действительно появилась в результате огненного катаклизма, Большого Взрыва, сосуществуя в вечном Океане с другими вселенными. Если это так, то Большие Взрывы происходят даже сейчас, когда вы читаете это предложение».
Согласно Мичио Каку, параллельные миры, возможно, пустынны и не содержат неких жизненно важных компонентов. Хотя возможно и другое: они могут практически не отличаться от нашей Вселенной и отделены от неё всего лишь существенным событием, произошедшим или не произошедшим, которое и стало причиной их различия. «Если когда-нибудь, ‒ пишет автор книги, ‒ жизнь в существующей ныне Вселенной станет невозможной из-за её старения и остывания, может так случиться, что нам придётся её покинуть и искать прибежища в другой вселенной».
Отвечая на вопросы «Каков возраст Вселенной?», «Каковы её параметры?» и «Какая судьба её ждёт?», Мичио Каку отметил, что с помощью современнейшей техники ‒ космического аппарата для изучения реликтового излучения ‒ в 1992 году были получены первые размытые снимки реликтового излучения, пронизывающего небеса. Это были размытые снимки со спутника, которые представляли «младенческую фотографию» Вселенной. «Если посчитать сегодняшнюю Вселенную восьмидесятилетним старцем, ‒ пишет известный американский физик, ‒ то снимки, сделанные спутником СОВЕ (а позднее ‒ зондом микроволновой анизотропии Уилкинсона), фиксируют её «новорождённой», когда ей и дня ещё не исполнилось».
Объясняя этот космический феномен, Мичио Каку отметил, что «ночное небо подобно машине времени». «Поскольку свет распространяется с конечной скоростью, ‒ пишет он, ‒ мы видим звёзды в небе такими, какими они были когда-то, а не такими, каковы они сейчас». «Расстояние от Луны до Земли, ‒ продолжает свой занимательный рассказ Мичио Каку, ‒ свет проходит не мгновенно ‒ ему для этого требуется секунда с небольшим; поэтому, когда мы смотрим на Луну, в действительности мы видим её такой, какой она была секунду назад. На расстояние от Солнца до Земли световой луч затрачивает около восьми секунд. Многие из известных нам звёзд настолько далеки от нас, что их световому лучу требуется от десяти до ста лет, чтобы достичь пределов нашей видимости».
Здесь речь идёт о «световых годах». А световой год составляет чуть меньше десяти триллионов километров ‒ именно такое расстояние свет проходит за год. «Световые лучи из отдалённых галактик, ‒ пишет автор, ‒ достигают Земли за сотни миллионов, а то и миллиарды световых лет. Таким образом, они являются источниками «ископаемого» света, при этом некоторые из них испустили его ещё до появления динозавров».
«Среди самых отдалённых объектов, которые мы можем наблюдать с помощью телескопов, ‒ продолжает учёный, ‒ есть так называемые квазары, гигантские «космические маяки», генерирующие невероятные количества энергии на окраинах видимой Вселенной. Они находятся на расстоянии 12-13 млрд световых лет от Земли. И вот сегодня зонд Уилкинсона зафиксировал ещё более древнее излучение, «зарево» первоначального Взрыва, в результате которого возникла наша Вселенная».
По словам Мичио Каку, «зонд Уилкинсона предоставил нам возможность вычислить возраст Вселенной поразительно точно ‒ с погрешностью всего лишь в 1 %: 13,7 млрд лет». Транслируя чёткую картину Вселенной, зонд Уилкинсона полностью сканирует небо с периодичностью в шесть месяцев.
Несколько слов о параметрах спутника: он «оснащён самой современной аппаратурой»; аппарат «может уловить слабое микроволновое излучение, оставшееся после Большого Взрыва»; он сделан из алюминиевого сплава; размеры спутника ‒ 3,8 х 5 м, вес ‒ 840 кг; для работы спутнику необходима мощность всего лишь в 419 ватт, что равняется мощности четырёх-пяти стандартных электрических лампочек; аппарат располагается на расстоянии 1,5 млн км от Земли; «своё первое сканирование неба спутник завершил в апреле 2002 года».
Говоря об интенсивности изучения космоса, Мичио Каку отмечает, что «сегодня учёные в выдвижении новых теорий не поспевают за потопом поступающих астрономических данных». Автор глубоко уверен, что космология вступает в период своей зрелости. «После многолетнего прозябания в болоте предположений и фантастических гипотез, ‒ утверждает учёный, ‒ она выходит из тени точных наук».
Если ранее, согласно Мичио Каку, «космологи пользовались несколько подмоченной репутацией», а «ошеломляющая страстность, с которой они излагали свои грандиозные теории о возникновении Вселенной, была сравнима со столь же ошеломляющей бедностью их данных», то сегодня ситуация изменилась в корне.
А вот что автор пишет о возрасте Вселенной и о её составе:
1) «Данные зонда Уилкинсона показывают, что Вселенная возникла в результате Взрыва, который произошёл 13,7 млрд лет тому назад».
2) «Зонд Уилкинсона показал, что вся видимая материя вокруг нас (включая горы, планеты, звёзды и галактики) составляет ничтожную часть (4 96) всей материи и энергии во Вселенной». «Большую часть этих 4 % составляют водород и гелий, и только где-то около 0,03 % ‒ тяжёлые элементы». «Но подавляющая часть Вселенной состоит из загадочного невидимого вещества абсолютно неизвестного происхождения. Известные элементы, из которых состоит наш мир, составляют во Вселенной лишь 0,03 %».
3) «Согласно данным зонда Уилкинсона, Вселенная на 23 % состоит из неизвестной, неопределённой субстанции, так называемой «тёмной материи». Она обладает весом и окружает галактики гигантским ореолом, который нам невидим. «Тёмная материя» настолько вездесуща и её так много, что в нашей Галактике Млечный Путь она весит в 10 раз больше, чем все звёзды вместе взятые. Несмотря на невидимость этой неизвестной материи, учёные, используя метод непрямого наблюдения, смогли её «увидеть»: «тёмная материя» искривляет звёздный свет подобно стеклу, и поэтому её можно обнаружить по степени создаваемого оптического искажения».
4) «73 % Вселенной, её большая часть, состоит из абсолютно неизвестной формы энергии, называемой «тёмной энергией», или невидимой энергией, таящейся в вакуумном пространстве».
Данные о расширении Вселенной, отражённые в книге, в тезисной форме:
1) «На данный момент ведущей теорией является «инфляционная теория Вселенной», то есть усовершенствованная теория Большого Взрыва, впервые предложенная Аланом Гутом из Массачусетского технологического института».
2) Согласно инфляционной теории, «в первую триллионную долю секунды загадочная антигравитационная сила вынудила Вселенную расширяться намного быстрее, чем считалось раньше». «Инфляционный период был невообразимо взрывным, при этом Вселенная расширялась со скоростью, намного превышающей скорость света». В итоге за ничтожную долю секунды Вселенная невообразимо расширилась ‒ в 10 (80-й степени) раз.
Несколько слов о теории мультивселенных. Согласно русскому физику Андрею Линде, «какой бы механизм ни послужил причиной внезапного расширения Вселенной, он постоянно находится в действии, заставляя беспорядочно расширяться другие, отдалённые области Вселенной».
«И тогда крошечный участок Вселенной, ‒ пишет Мичио Каку, ‒ может внезапно расшириться и «образовать почку», пустить побег «дочерней» вселенной, от которой, в свою очередь, может отпочковаться новая дочерняя вселенная; при этом процесс «почкования» продолжается беспрерывно. Представьте, что вы пускаете мыльные пузыри. Если дуть достаточно сильно, то можно увидеть, как некоторые из них делятся, образуя новые, «дочерние» пузыри. Подобным образом одни вселенные могут постоянно давать начало другим вселенным. Согласно этому сценарию, Большие Взрывы происходили всё время, происходят и сейчас. Если это верно, то, возможно, мы плаваем в море таких вселенных, словно пузырёк, покачивающийся в океане среди других пузырьков».
Несколько слов о том, из чего состоит наш мир. Ещё учёные мужи Древней Греции предполагали, что всё во Вселенной может состоять из крошечных частиц, называемых атомами. В наше время, используя мощные ускорители заряженных частиц, человечество научилось расщеплять атом на электроны и ядро, которые, в свою очередь, могут быть расщеплены на ещё более мелкие субатомные частицы. «Но вместо открытия стройной и простой системы, ‒ пишет американский физик, ‒ учёные стали свидетелями угнетающего факта: из ускорителей вылетают сотни субатомных частиц со странными названиями, такими, как нейтрино, кварки, мезоны, лептоны, адроны, глюоны, бозоны и прочие. Трудно поверить, что природа на уровне выстраивания фундамента смогла создать целые джунгли странных атомных частиц, среди которых можно просто заблудиться».
Говоря об электроне, Мичио Каку отмечает, что «традиционно физики рассматривали электроны как бесконечно малые точечные частицы». Однако, если бы у человечества был супермикроскоп, который позволял бы заглянуть вглубь электрона, то учёные бы увидели, что это никакая не точечная частица, а крошечная вибрирующая струна. Она лишь кажется точечной частицей, поскольку приборы, управляемые людьми, слишком несовершенны.
«Эта струна, ‒ говорит Мичио Каку, ‒ вибрирует с различной частотой и различным резонансом. Если бы мы задели струну, то частота её вибраций изменилась бы, и она превратилась бы в другую субатомную частицу, например, в кварк. Тронь её опять, и она превращается в нейтрино. Таким образом, мы можем объяснить «метель» субатомных частиц различными по высоте звуками вибрирующей струны. И теперь мы можем считать сотни субатомных частиц, наблюдаемых в лаборатории, одним объектом ‒ струной».
Таким образом, вся Вселенная, согласно автору книги, представляет из себя божественную симфонию для «струнного оркестра». А «Замысел Божий», о котором столь красноречиво говорил Эйнштейн, ‒ это космическая музыка, резонирующая сквозь гиперпространство.
Конец Вселенной описывается в книге так:
1) Благодаря зонду Уилкинсона мы имеем возможность увидеть не только подробнейший портрет юной Вселенной, но и узнать, как наша Вселенная умрёт; антигравитационная сила, оттолкнувшая (растащившая) галактики друг от друга в начале времён, теперь толкает Вселенную навстречу судьбе; «Вселенная ведёт себя, как водитель, притормаживающий на красный сигнал светофора и затем газующий на зелёный».
2) «Если какой-либо катаклизм не обратит процесс расширения вспять, то через 150 млрд лет наша Галактика Млечный Путь окажется довольно одинокой: 99,999 % близлежащих галактик «улетят» за пределы видимой Вселенной. Знакомые галактики, которые мы можем наблюдать в ночном небе, умчатся прочь с такой скоростью, что их свет никогда не достигнет нас тогдашних».
3) «Хотя сейчас в видимой Вселенной содержится около 100 млрд галактик, «всего» через 150 млрд лет видимыми останутся лишь несколько тысяч в близлежащем скоплении галактик. Ещё через некоторое время вся видимая Вселенная будет ограничена группой, состоящей из 36 галактик, в то время как миллиарды и миллиарды других галактик исчезнут за «горизонтом». Такой вариант развития событий объясняется тем, что гравитация в пределах этой местной группы достаточно сильна для того, чтобы преодолеть силы разбегания».
4) «Если эти силы антигравитации будут и дальше действовать в том же духе, то Вселенная в конце концов погибнет от холода. Вся разумная жизнь на планете, замерзая, будет биться в мучительной агонии, поскольку температура дальнего космоса близка к абсолютному нулю, а при такой температуре даже молекулы еле «шевелятся». В какой-то момент, спустя триллионы триллионов лет, звёзды перестанут испускать свет, их ядерный реактор погаснет, израсходовав всё топливо, и Вселенная погрузится в вечную ночь. Космическое расширение приведёт к тому, что останется лишь холодная мёртвая Вселенная, состоящая из черных звёзд-карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр. А в ещё более далёком будущем даже чёрные дыры отдадут всю свою энергию, останется лишь безжизненная холодная туманность парящих элементарных частиц. В такой блёклой холодной Вселенной разумная жизнь физически невозможна в принципе. Железные законы термодинамики пресекут любую передачу информации в этой ледяной среде, и вся жизнь, вне всяких сомнений, прекратится».
(Продолжение следует. Не забудьте подписаться на канал, чтобы быть в курсе чтения и разбора как этой, так и других книг, изданных в нашем мире).
