Ирина Радунская - Проклятые вопросы

Эта теория существенно уточнила знания, полученные Ньютоном о строении Вселенной. Ньютон считал, что если в начале существования Вселенной образующее её вещество было распределено равномерно, то силы тяготения нарушат однородность, собрав это вещество во множество шарообразных скоплений.

Зельдович показал, что в процессе гравитационного сжатия шарообразные структуры, о которых писал Ньютон, оказываются неустойчивыми. Они постепенно превращаются в дискообразные структуры, Зельдович назвал их блинами. По мере утончения блина его поверхность возрастает.

Так как блины расположены в пространстве хаотически, то они постепенно соприкасаются между собой. При этом образуется хаотическая система, в которой блины превращаются в тонкие (по космическим масштабам) стенки, богатые веществом. Они окружают огромные пустоты, напоминая этим пену. В стенках пены со временем возникают галактики. Где соприкасаются два блина — две стенки, плотность вещества оказывается большей, чем в стенках. Поэтому там рождается большее количество галактик — скопление галактик. Где соприкасаются сразу три стенки, плотность вещества оказывается ещё большей. В таких местах обнаружены сверхскопления галактик.

Наблюдения подтвердили справедливость этой теории. Астрономы обнаружили во Вселенной огромные пустоты, лишённые галактик, и усеянные галактиками причудливые поверхности, ограничивающие эти пустоты. Скопления галактик расположены вдоль линий соприкосновения этих поверхностей. В свою очередь сверхскопления галактик обнаруживаются там, где пересекаются контуры пространств, населённых рядовыми скоплениями галактик.

Интересно, что плотность облаков, образующих линии леса Альфы Лаймана и имеющих большие красные смещения, превосходит плотность тех облаков, для которых красные смещения меньше. Такое уменьшение свидетельствует о втягивании вещества облаков внутрь звёзд, образующих галактику, сожительствующую с облаком.

Исследования тайн леса альфы Лаймана постепенно расширяются. Астрофизики возлагают большие надежды на новые возможности, открываемые телескопами, расположенными на искусственных спутниках Земли. В этой загадочной области космологии каждый день может стать днём сенсации. Эта наука развивается на наших глазах. Возможно, нам предстоит встреча с великими открытиями. Следите за сообщениями о достижениях науки.

В начале прошлого века тринадцатилетний сын лондонского кузнеца после кратковременного пребывания в начальной школе поступил в обучение к переплётчику. Там он мог утолить свою жажду чтения. Стоит ли думать о том, как сложилась бы его судьба и история науки, если бы ему пришлось обучаться другому ремеслу?

Майкл Фарадей не просто читал, а набирался знаний. Начал посещать публичные лекции. Лекции замечательного химика Дэви покорили юношу, и он послал Дэви письмо с просьбой принять его на работу. Так Фарадей проложил себе дорогу в науку.

Естественно, что, начав работать с Дэви, Майкл стал химиком. Но его тянуло к физике. Отсутствие систематических знаний математики наложило характерный отпечаток на все исследования Фарадея. Он был смелым и гениальным экспериментатором. Некоторые ограничивают его роль именно великими экспериментальными открытиями. Но он был, пожалуй, ещё более великим провидцем. Стремился и умел находить общность в, казалось, отдалённейших областях науки, в совершенно несхожих явлениях. Он был глубоким теоретиком, способным проникать мысленным взором в самую суть вещей и явлений, и формулировал свои мысли в столь чёткой форме, что и в словесном выражении они не уступали математическим теоремам. Вот что писал по этому поводу Максвелл: «По мере того как я продвигался вперёд в изучении Фарадея, я убедился, что его способ понимания явлений также имеет математический характер, хотя он и не предстаёт нам облачённым в одежду общепринятых математических формул…»

Фарадей пришёл к глубокому убеждению о единстве природы и стремился отыскивать всё новые и новые доказательства этого единства. «…Теперь мы знаем, — писал Фарадей, — что он (магнетизм. — И. Р.) действует на все тела и находится в самой тесной связи с электричеством, теплотой, химическим действием, со светом, кристаллизацией, а через последнюю и с силами сцепления».

Фарадей проделал огромное количество опытов, вскрывающих единство того, что он называл силами, а в современной терминологии является различными формами энергии. Но величайшим открытием Фарадея, величайшим после Ньютона, является его теоретический вывод о существовании полей. Он отождествлял поля с материей, считая, что она проникает через все тела и заполняет всё пространство.

Пространство Ньютона — пассивное вместилище тел и зарядов. Пространство Фарадея — средоточие явлений, источник и передатчик сил, действующих на тела и заряды.

Внимание! Сейчас последует величайший для всей истории изучения и покорения света вывод. Пространство, наполненное силовыми линиями, делает ненужным понятие эфира. Ненужным! Можно представить себе, что свет есть не что иное, как дрожание силовых линий.

«Если допустить такую возможность, — пишет Фарадей, — то можно было бы обойтись без эфира…»

Максвелл поставил перед собой цель — придать идеям Фарадея математическую форму. Максвелл рано пристрастился к математике. Свою первую научную работу он выполнил за год до поступления в университет. В то время ему было лишь пятнадцать лет. Во всём блеске математическое дарование Максвелла проявилось при решении задачи, казавшейся совершенно недоступной обитателям Земли. Речь идёт о загадке колец Сатурна, открытых, как мы знаем, ещё Гюйгенсом. За века, прошедшие с тех пор, высказывалось множество гипотез о природе этих колец. Но никто не мог предложить способа проверки их истинности. И то, что было и до недавнего времени оставалось недоступным для опыта, оказалось решённым на листе бумаги. Максвелл расчётным путем показал, что кольца не сплошные образования — твёрдые или жидкие. Они должны состоять из множества отдельных тел, вращающихся по близким орбитам. В наши дни это подтверждено фотографиями с космических аппаратов, пролетающих вблизи Сатурна. Важное значение для науки имеют и работы Максвелла по кинетической теории газов, но самых ценных результатов он добился, развивая идеи Фарадея.

После долгой и кропотливой работы в период 1860–1875 годов Максвелл создал теорию, в которой электрические и магнитные силы природы объединены в понятие единого электромагнитного поля, включающего видимый свет, невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

Он свёл всё известное людям об электричестве и магнетизме к удивительно простым уравнениям. Именно они сообщили, что свет — это электромагнитные волны, способные распространяться в пустом пространстве так же легко, как в прозрачных телах. Из уравнений следовало, что эти волны могут существовать сами по себе. Они представляют собой реальность, ранее неведомую людям и внезапно появившуюся перед учёными, как могучий хребет из-за рассеявшегося тумана.

По признанию одного из крупнейших физиков нашего времени, даже «современные представления не могут служить основой для понимания этих электромагнитных колебаний, которые не сводятся к классическому и наглядному представлению о колебаниях материального тела; висящие в пустоте, если можно так сказать, они выглядят для непосвящённых (а может быть, даже и для физиков) чем-то довольно таинственным». Чего же требовать от современников Максвелла! Несмотря на свои невероятные свойства, эфир прочно утвердился в их умах, ибо люди, сформировавшие свои взгляды под влиянием ньютоновской физики, идеалом которой было сведение всех явлений к механическим, не могли отказаться от эфира как переносчика световых волн. Не могли поверить в самостоятельную сущность света и других, ещё неведомых волн.

Теория Максвелла явилась в науке первым этапом немеханической физики, первым этажом в грандиозной пирамиде всё усложняющихся абстракций. Мы увидим, что трудности, связанные с освоением новых абстракций, возникнут вновь, когда наступит эра теории относительности и квантовой механики.

Уравнения Максвелла содержали в себе не только описание известных явлений, но и предсказали существование новых волн, открытых впоследствии, в том числе радиоволн. Уравнения не содержали лишь одного — в них не было ничего, относящегося к световому эфиру и его поразительным свойствам. Эфир просто остался за бортом теории Максвелла, но это никак не мешало ей уверенно помогать развитию науки. Для некоторых учёных эфир стал просто синонимом пустого пространства.