|
Оглавление
Введение
Эта книга написана в конце двадцатого века. Естественно, автору хочется упомянуть здесь важнейшие события в космологии, которые происходили в течение последних ста лет. Двадцатый век характеризуется выдающимся прогрессом науки; в 1905 году родилась новая физика – релятивистская (А.Эйнштейн), а несколько раньше – квантовая (М.Планк), изменившая наши взгляды на структуру пространства-времени и структуру физических взаимодействий. Следствием этих открытий явились большие успехи в объяснении структуры материи и Вселенной. В начале века появилась также современная космология. Дата рождения современной космологии известна достаточно точно. Обычно ее отсчитывают от времени публикации статей А.А.Фридмана. В 1922 г. в немецком журнале "Zeitschrift fur Physik" была опубликована статья А.А.Фридмана "О кривизне пространства". Основной вывод этой работы заключался в том, что наша Вселенная эволюционирует, она расширяется, а ее собственный объем растет. Эти выводы были настолько необычны, что даже А.Эйнштейн вначале воспринял их со скепсисом. Конечно, идея постоянного изменения не столь уж и необычна. Постоянные изменения мы наблюдаем в повседневной жизни; наблюдаются они и в космическом пространстве. День сменяется ночью, лето – зимой, год – годом. Но астрономы привыкли больше к циклическим изменениям. Причем эти циклические изменения происходят на фоне стационарной звездной картины. Идея поступательной эволюции во времена А.А.Фридмана была по-настоящему революционной. Сам А.Эйнштейн в 1917 г. создал модель стационарной Вселенной, в которой не было эволюции, у которой бесконечно много времени было в прошлом и бесконечно много времени в будущем, хотя позже он признал правильность идей А.А.Фридмана. Космологическая модель А.А.Фридмана, в которой было начало, или, как говорят сегодня, момент рождения, вначале была воспринята отталкивающе. Тем не менее она была подтверждена наблюдениями и сейчас является общепринятой. В начале нашего века космология рассматривалась многими учеными как абстрактная наука, далекая даже от основных запросов фундаментальной физики и астрономии. До Второй мировой войны число специалистов, которые занимались космологией, можно было пересчитать по пальцам. Это было не удивительно, так как научная космология основывалась лишь на одном факте – расширении Вселенной. Ситуация значительно изменилась в шестидесятых годах двадцатого века. Эти годы положили начало "эпохе великих астрономических открытий". Среди прочих открытий, изменивших наши представления о Вселенной, было сделано открытие реликтового излучения. Открытия в космологии следовали одно за другим. Особенно плодотворным оказались последние два десятилетия нашего века. Все это вызвало необычайный рост популярности космологии как в среде астрономов, так и в среде физиков. Число специалистов, которые тем или иным образом вовлечены в занятия космологией, приближается к нескольким тысячам. Число статей, посвященных космологии и связанным с ней областям науки, быстро растет. Появилась новая наука – космомикрофизика, объединяющая в единую область науки космологию и физику элементарных частиц, которые теперь концептуально обогащают друг друга. Эта книга является популярным изложением основных идей и фактов космологии; она построена по следующему принципу. Вначале будет сказано о том, что такое космология, каков предмет ее изучения, рассказано о состоянии этой науки в последние два десятилетия. Как и всякая наука, космология имеет набор наблюдений, или экспериментальных свидетельств, которые являются для нее критическими. Каждый из таких экспериментов являлся решающим в выборе современных взглядов на эволюцию и строение нашей Вселенной. Сразу после первой главы в книге будут описаны именно такие критические наблюдательные тесты космологии. Затем идет краткое описание истории Вселенной, дается характеристика каждой эпохи, которая является важной вехой в существовании нашего мира. Первые три главы являются как бы расширенным введением. Собственно сама космология излагается ниже. Рассказ о ней начинается с описания законов, которые управляют эволюцией в нашей Вселенной, подробного повествования о каждой эпохе ее развития, об экспериментальных исследованиях, которые обеспечивают космологию фактами. Несколько в стороне от основного изложения лежат последние две главы книги, посвященные некоторым интересным, хотя и экзотическим проблемам современной космологии. Эти главы принадлежат, скорее, жанру научной фантастики. Они включены в книгу из-за их несомненной притягательности, из-за того, что они поднимают проблемы волнующие, пожалуй, всех. Исторические справки, которые время от времени встречаются в книге, будут, в основном, касаться российских космологов, их вклада в изучение космологии в двадцатом веке. Современная космология представляет из себя чрезвычайно широкое поле деятельности, ее можно условно подразделить на наблюдательную космологию, физическую космологию и математическую космологию. Каждый из разделов представляет, фактически, особую область науки. Автор не может претендовать на исчерпывающее знание всех разделов космологии, поэтому особое внимание будет уделяться лишь наблюдательной и физической космологии, а также тем из ее разделов, которые являются привлекательными с гносеологической точки зрения. Немного о стиле изложения. Книга является популярной. Автор старался подробно объяснять встречающиеся термины, основные идеи и понятия космологии. Тем не менее полностью в популярной книге это сделать невозможно. Как и всякая естественная наука, космология имеет свой язык – математическое описание явлений и процессов. Человеческий язык слишком беден для того, чтобы описать физические и космологические явления без привлечения математики. Не всегда помогают и аналогии, а для некоторых процессов аналогии из обыденной жизни просто отсутствуют. Все же автор старался опускать сложные описания, включающие математические формулы. Читатель найдет в книге небольшое количество формул, которые используются в том случае, когда описание словами либо невозможно, либо слишком отягощает книгу. Для того чтобы основные идеи были поняты и восприняты неспециалистами, использовались математические понятия не сложнее тех, которые входят в программу старших классов средней школы. И последнее. Сегодня космология переживает "золотой век". Она становится чрезвычайно популярной. Создаются научные организации, посвященные изучению космологии, в обществе становится престижным и модным говорить о ней, слушать лекции специалистов-космологов. Социальные институты обращают свое внимание на космологию. Папа Иоанн Павел II в специальном послании указывает, что современная космология согласуется с библейскими истинами, иерархи православной церкви посвящают ей книги (Епископ Василий (Родзянко). Теория распада Вселенной и вера отцов. М.: Изд-во "Православный паломник", 1996.), телевидение представляет возможности для выступления перед широкой аудиторией С.Хокингу – одному из знаменитых космологов современности, другим специалистам. Все это свидетельствует о большой популярности космологии в современном обществе, а следовательно, вселяет надежду на то, что эта область естествознания будет востребована в современном обществе еще в течение долгого времени. Автору хочется выполнить приятный долг и поблагодарить М.Е.Прохорова, В.Н.Семенцова, О.С.Хованскую, которые помогали в работе над книгой, а также В.Г.Сурдина, беседы с которым вдохновили меня на написание книги. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||