Читать книгу - "Эйнштейн во времени и пространстве. Жизнь в 99 частицах - Сэмюел Грейдон"

его практического вклада в создание этого оружия. Из-за подозрений ФБР в отношении Альберта ему не раскрывались никакие сведения о ядерной программе американского правительства ни до, ни после Второй мировой войны. Однажды Эйнштейн прямо заявил, что не является “отцом высвобожденной атомной энергии”[378], как его иногда называли. И действительно, он никогда не работал над бомбой, а отправной точкой для Манхэттенского проекта послужило не письмо, написанное Эйнштейном, а скорее то, что в Вашингтоне прознали о расчетах английских ученых, показавших, что создание ядерной бомбы, которую можно было бы перевезти на самолете, – реально выполнимая задача.

В зрелые годы Эйнштейн активно поддерживал идею создания мирового правительства для защиты мира в будущем, и когда в 1950 году он услышал о решении президента Трумэна разработать водородную бомбу, то впервые решил выступить на телевидении в новой программе “Сегодня с миссис Рузвельт”. Съемки проходили в Принстоне, а на следующий день передача транслировалась по всей стране. Эйнштейн сказал там следующее: если усилия по созданию водородной бомбы увенчаются успехом, “уничтожение всего живого на Земле станет возможным. Жутким следствием успеха этого проекта явится то, что он запустит необратимые процессы, и каждый последующий шаг на пути создания бомбы станет неизбежным следствием предыдущего. А в итоге – теперь это понятно – произойдет уничтожение всего живого”[379].

Последним публичным поступком Эйнштейна было подписание манифеста, призывавшего политических лидеров отказаться от войны в век ядерного оружия.

99‐й элемент обозначается двумя буквами Es и носит название “эйнштейний”.

98

С1929 года мы знаем, что Вселенная расширяется. Эйнштейн был воодушевлен этим открытием, поскольку оно позволило ему отказаться от математического параметра, который он ввел в свои уравнения общей теории относительности для того, чтобы они описывали статическую Вселенную, то есть от космологической постоянной (обозначавшейся греческой буквой лямбда). Пока Эйнштейн не ввел этот параметр, уравнения теории относительности фактически и описывали расширяющуюся Вселенную.

Когда стало известно о расширении Вселенной, казалось логичным думать, что это расширение должно замедляться. Такое предположение основывалось на том, что если во Вселенной есть масса, то есть и гравитация, а гравитация проявляется в том, что все предметы притягиваются друг к другу. Каждая галактика неизбежно притягивает к себе любую другую галактику. Таким образом, расширение пространства должно было бы замедляться по той же причине, по которой замедляется подброшенное в воздух яблоко. И там и здесь препятствует гравитация.

Это соображение казалось настолько очевидным и правдоподобным, что его не подвергали сомнению почти семьдесят лет. Однако в 1998 году, ко всеобщему удивлению, наука доказала, что оно неверно. Две исследовательские группы – одна под руководством Сола Перлмуттера, а другая во главе с Брайаном Шмидтом и Адамом Риссом – изучали далекие сверхновые во Вселенной. Известно, что эти грандиозные взорвавшиеся звезды имеют определенную яркость, поэтому чем слабее нам кажется излучение сверхновой на небе, тем дальше она находится. На этом основании определяется расстояние от Земли до сверхновой, а затем рассчитывается возраст галактики, где находится этот космологический маяк, и чем больше расстояние от нас до галактики, тем дальше она от нас во времени. Используя эти результаты, Перлмуттер, Шмидт и Рисс смогли проследить расширение Вселенной на протяжении большей части ее истории. И они пришли к выводу, что в прошлом она расширялась медленнее, чем в настоящее время. Другими словами, они обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется. В 2011 году за свою работу они втроем были удостоены Нобелевской премии.

Разумеется, из этого открытия не следовало, что гравитация внезапно исчезла. Каждая галактика по‐прежнему притягивает любую другую. Следовательно, причина, по которой расширение Вселенной ускоряется, должна корениться в том, что нечто противодействует гравитации. Как ракетному кораблю нужны двигатели, чтобы подниматься вверх, так и Вселенной требуется энергия для противодействия притяжению галактик.

Много позже стало понятно, что параметр, который Эйнштейн ввел в свои уравнения для того, чтобы они описывали статичную Вселенную, – то есть космологическая постоянная – по иронии судьбы оказался именно тем инструментом, с помощью которого оказалось возможным вычислить недавно измеренное ускорение расширения Вселенной. А следовательно, и “дополнительное воздействие”, которое противодействует гравитации. Стоит пояснить, что космологическая постоянная – это не такая константа, как, например, число пи. Подобно числу пи, она не меняет своего значения со временем, но, в отличие от пи, ее нельзя определить, исходя лишь из теоретических знаний. По крайней мере в настоящее время космологическую постоянную требуется измерять. Измерения, сделанные за последние двадцать лет, убедительно доказали, что ускоренное расширение описывается космологической постоянной, и ученые определили ее значение с довольно большой точностью. А Эйнштейн в свое время, решив, что этот параметр ему больше не нужен, приравнял его к нулю.

Мы вправе задаться вопросом о смысле космологической постоянной. Гравитацию можно представить в физических терминах, и если параметр лямбда – это своего рода антигравитация, то она также должна иметь какой‐то физический смысл, а не быть просто членом уравнений. То, чему она соответствует в реальном мире, называется темной энергией. Многие ученые утверждают, что темная энергия – это энергия, присутствующая в космическом вакууме. Мы считаем вакуум пустотой, через которую проходит только излучение. В космическом океане, вдали от мерцающих звезд, есть чернота, где как будто бы нет ничего. Но даже в вакууме есть энергия, флуктуации которой говорят о распространении миллионов и миллионов микроскопических волн. Темная энергия, как полагают ученые, является полной энергией космического вакуума.

В рамках этой теории вычисление космологической постоянной дает значение 1 × 10113Дж/м3. Это огромное число. Однако, исходя из наблюдений за скоростью расширения Вселенной, оказывается, что величина темной энергии должна быть близка к значению 1,5 × 10–9 Дж/м3, а это число весьма малое. Несоответствие между теоретическим значением темной энергии и данными наблюдений представляет серьезную загадку для современной физики: это часть так называемой проблемы космологической постоянной. Фактически это означает, что природа темной энергии еще совсем непонятна.

Проблема темной энергии – один из вызовов, стоящих перед теорией относительности. Черные дыры представляют собой другой вызов. В центре каждой черной дыры находится сингулярность – точка такого сильного искривления пространства-времени, что уравнения относительности перестают работать. Черная дыра (точнее, ее тень) была сфотографирована, а испускаемые черными дырами гравитационные волны обнаружены. Они составляют важный компонент Вселенной, но их пока еще не смогли полностью объяснить с помощью теории Эйнштейна.

На самом деле, хотя на данный момент теория относительности по‐прежнему остается основным теоретическим аппаратом для осмысления строения космоса, маловероятно, что она будет оставаться им всегда. Состояние современной физики имеет