на чем держатся звезды
Последний этаж — Луна. Зачем нужен космический лифт и на чём он будет держаться
Если говорить именно о лунном, то, с одной стороны он будет прикреплён к нашей прекрасной спутнице, а с другой — нет, не к Земле. Не совсем к Земле. С нашей стороны он не будет прикреплён вообще. Спокойно!
Коллаж © LIFE. Фото © Shutterstock, © NASA
Ну так вот. Во-первых, чтобы не путаться, сначала давайте строить такой лифт, который из фантастических произведений. Из «Космической одиссеи» Артура Кларка, например. То есть лифт на орбиту.
Для этого мы с вами первым делом полетим и посмотрим, с чем мы имеем дело. Стартовая площадка у нас будет, наверное, в Конго, а может быть, в Бразилии — в общем, экватор нужен. Это очень важно. Оттуда поднимаемся на высоту 35 тысяч километров и становимся спутниками Земли. МКС, собственно, на высоте всего 408 километров обосновалась и тоже не падает, но нам сейчас туда не надо. А надо именно, как рассчитали, 35 тысяч 786 километров, потому что там очень интересно. Дело в том, что мы там будем вроде бы и лететь, а вроде и на том же месте оставаться. Очень просто: наша скорость будет равна скорости вращения Земли. Смотрите:
Это геостационарная орбита. По ту сторону Атлантики предпочитают говорить «орбита Кларка». Улавливаете? Вот что значит популяризатор науки. Почему-то не говорят «орбита Циолковского». Про Арцутанова вообще мало кто знает. А вот Кларк знал. Не мог не знать.
Итак, Константин Эдуардович Циолковский в 1895 году увидел Эйфелеву башню и мысленно, математически поднялся по ней над пошлым земным муравейником до высот, соответствующих его уму. В 1959 году Юрий Николаевич Арцутанов всё подробно рассчитал и опубликовал статью, называлась она «В космос — на электровозе». И ещё одна была, в журнале «Знание — сила», «В космос без ракет: новая идея космического старта». А в 1968 году выходит фильм Стэнли Кубрика «Космическая одиссея: 2001». Кстати, книгу Кларк написал чуть позже, на основе своего же сценария.
Концепция такая: протянуть суперпрочный трос от экватора до самой геостационарной орбиты и даже дальше. Он будет всегда натянут по одной простой причине: планета вертится, поэтому есть центробежная сила. В большинстве предложенных вариантов на том конце имеется противовес.
На данный момент надежды возлагаются на углеродные нанотрубки. Это такая структура из атомов углерода, которые складываются в трубу диаметром в несколько нанометров, то есть её можно увидеть только под мощным микроскопом. Эти трубки удаётся получать в печах из углеводородов и делать из них волокна. И волокна эти получаются такой прочности, что любая сталь позавидует. Кстати, у Кларка космический лифт построен из алмаза — тоже, вообще говоря, углерод. Самый твёрдый камень во Вселенной. Откуда, спрашиваете, такое богатство? А вы почитайте, там всё изложено. Ладно уж, проспойлерим: там в книге Юпитер, понимаете ли, взорвали, а тогда считалось, что его ядро — чудовищный алмаз величиной с Землю. Сейчас, правда, полагают, что это не есть факт, что там, скорее, железо, никель, какие-то вроде каменистые породы, но, в общем, ничего особо баснословного.
Но заметьте: мы без таких варварских методов сами похимичили с тем же углеродом и сделали материал, квадратный миллиметр которого может держать на себе тонну груза.
Дело всё в том, что, даже если эти нанотрубки выдержат всё, что мы на них взвалим, это ещё не совсем эврика: в режиме лифтов даже самых шикарных небоскрёбов мы будем подниматься на орбиту неделями, а на Луну (а туда мы сейчас с вами тоже поедем) — месяцами. Но физики сказали: а не надо ехать в обычном лифте. Космическому пристало работать на магнитной подвеске. Это примерно так: трос покрываем слоем сверхпроводника, то есть вещества с фантастическим даром проводить электрический ток. Что характерно, когда очень холодно, то этот дар проявляется у с виду непримечательных веществ, к примеру у свинца. Мы этот ток включаем, и трос создаёт магнитное поле, направленное куда нам надо, а надо сначала наверх, чтобы гравитацию одолеть, а потом, наоборот, вниз, чтобы немного всё-таки притормаживать и не улететь дальше положенного. И обратно, на Землю, возвращаемся по тому же принципу: сначала нас тянет вниз, когда же начнётся земная тяжесть, пригодится сила, толкающая к небу, потому что на ускорении свободного падения и расшибиться недолго.
Есть ещё один вариант. Его предложили в Институте прикладной математики имени Келдыша. Сделать не один трос, а целую конструкцию из многих таких верёвок. Получается такая Шуховская башня. С одной стороны, как-то спокойнее: даже если сразу несколько штук оборвутся, сам лифт не упадёт. А оборваться может: давайте вспомним, сколько наверху болтается разного мусора. В то же время и ехать подольше: кабины спокойно едут вместе с тросом до орбиты. две недели. Две недели в лифте.
Ситуация следующая: Луна на нас смотрит довольно печально, зато никогда от нас не отворачивается. А знаете, как это называется? Приливный захват. Это бывает всякий раз, когда спутник оказывается достаточно близко к планете или планета к звезде. К примеру, недавно открыли экзопланету у ближайшей к нам Проксимы Центавра, так там то же самое: она вращается вокруг себя с той же скоростью, что и вокруг звезды. Так что на одной стороне вечный день, а на другой — ночь. А где-нибудь в зоне терминатора всегда пять часов и пора пить чай. Терминатор — это граница света и тьмы на поверхности. Название фильма сразу приобретает особый смысл, правда?
Вот. С таким замечательным синхронным вращением, стало быть, лифт тоже не будет никуда уходить. А вот Земля всё время уходит. В том смысле, что она по-своему вращается и то Африкой поворачивается, то Латинской Америкой, то вообще океаном. Это не очень удобно, конечно. Поэтому решили сделать так, чтобы лифт начинался в стратосфере, на высоте 50 километров. Конечно, хорошо бы пониже, но никак нельзя: надо, чтобы атмосферы не было или почти не было. Только вдумайтесь: Земля вместе с нами и с воздухом монотонно поворачивается себе со скоростью 450 метров в секунду. На минуточку, скорость эта — сверхзвуковая. А теперь повесьте в воздухе кабину лифта или что угодно. Неподвижно. Если её будет обдувать с таким напором, она просто сгорит, как метеор.
Насчёт того, как лифт между Землёй и Луной будет стабилизирован, не извольте беспокоиться: физики уверяют, что гравитация обеих всё уравновешивает — одна тянет к себе, другая к себе. Получается перетягивание каната.
Позвольте, а как же мы будем, извините, в кабину садиться? На космоплане, очевидно, добираться надо. Это, кстати, уже не фантастика. Пожалуйста: Boeing X-37, высота полёта до 750 километров. Между прочим, российские проекты тоже были. Но это уже другая история.
Как и почему звезды светятся на ночном небе?
Зарождение
Эти небесные тела рождаются из диффузной газопылевой среды, возникшей в результате гравитационного сжатия в более плотных слоях, плюс воздействие собственного тяготения. Состав межзвездной среды – это в основном газ (водород и гелий) с пылью твердых минеральных частиц. Наше главное светило – звезда по имени Солнце. Без него жизнь для всего сущего на нашей планете невозможна. Интересно, что многие звезды намного больше Солнца. Почему мы не ощущаем их воздействия и спокойно можем без них существовать?
Наш источник тепла и света расположен близко к Земле. Поэтому для нас существенно ощутим его свет и тепло. Звезды горячее Солнца, больше его по размерам, но они находятся на столь далеких расстояниях, что мы можем только наблюдать их свет, и то только ночью.
Они кажутся всего лишь мерцающими точками на ночном небосводе. А почему мы не видим их днем? Звездный свет похож на лучики от фонарика, который днем едва увидишь, а ночью без него не обойтись – он хорошо освещает дорогу.
Когда ярче всего и почему светятся звезды на небе ночном?
Август – это самый лучший месяц для наблюдений за звездами. В такое время года вечера темные, а воздух прозрачный. Создается ощущение, что до неба можно дотянуться рукой. Дети, поднимая взор к небу, всегда задаются вопросом: «Почему звезды светятся и куда они падают?» Дело в том, что в августе часто люди наблюдают звездопад. Это необыкновенное зрелище, манящее наши взоры и души. Существует поверье, что, видя падающую звезду, нужно загадать желание, которое непременно исполнится.
Однако интересно то, что на самом деле это не звезда падает, а сгорает метеор. Как бы там ни было, а явление это очень красивое! Времена идут, поколения людей сменяют друг друга, но небо все то же – прекрасное и загадочное. Так же как и мы, на него смотрели наши предки, угадывали в звездных скоплениях фигуры различных мифологических персонажей и предметов, загадывали желания и мечтали.
Как появляется свет?
Некоторые небесные объекты имеют белый свет, а другие – голубой или оранжевый. Есть и такие, что переливаются разными оттенками. С чем это связано и почему звезды светятся разными цветами? Дело в том, что они являются огромными шарами, состоящими из раскаленных до очень высоких температур газов. Поскольку эта температура колеблется, звезды имеют разное свечение: самые горячие – это голубые, далее следуют белые, еще холоднее – желтые, затем оранжевые и красные.
Мерцание
Многим интересно: почему звезды светятся ночью и свет их мерцает? Прежде всего – они не мерцают. Это нам лишь кажется. Дело в том, что звездный свет проходит сквозь толщу земной атмосферы. Луч света, преодолевая такие длительные расстояния, подвергается большому числу преломлений и изменений. Для нас эти преломления выглядят в виде мерцаний.
Звезда имеет свой жизненный цикл. На разных этапах этого цикла она светится по-разному. Когда время ее существования подходит к завершению, она начинает постепенно превращаться в красного карлика и охлаждается. Излучение умирающего светила пульсирует. Так создается впечатление мерцания (мигания). Днем свет от звезды никуда не исчезает, но его затмевает слишком яркое и близкое солнечное сияние. Поэтому ночью мы их видим благодаря тому, что нет лучей Солнца.
«Губы накрасили, а исподнее не поменяли…» Сеть критикует полет артистов в космос
Как уже сообщали «Новые Известия» в минувший вторник с космодрома Байконур стартовал корабль «Союз МС-19» с киноэкипажем для первых в истории съемок художественного фильма за пределами Земли. На МКС отправились режиссер Клим Шипенко, актриса Юлия Пересильд и космонавт Антон Шкаплеров. Команда будет снимать материалы для фильма под названием «Вызов». Эта новость активно обсуждается в СМИ и социальных сетях.
Они совершенно справедливо отмечают, что съемки в космосе никак не отразятся на «реалистичности» будущего фильма:
«Наиболее выдающиеся фильмы о космосе были сняты в павильонах с использованием компьютерной графики, что нисколько не умалило их значимости, а интерес к космосу у общества подогревается исключительно за счет прорывных полетов в неведомое, которыми Роскосмос довольно давно не может похвастаться ни в пилотируемой, ни в роботизированной космонавтике. Поэтому сокращение программы пилотируемых полетов ради съемок фильма может привести к прямо противоположному результату, чем не преминут воспользоваться наши недруги…»
Сетевой издание Readovka поясняет: «10-дневные съемки фильма «Вызов» с Юлией Пересильд на МКС будут стоить 2 млрд рублей. Но дело даже не в космической стоимости детища Первого канала, а в том, что из-за этого сдвинули график профессиональных космонавтов, которые должны были работать на МКС.
Герой России, летчик-космонавт Александр Лазуткин, рассказал изданию, что относится к подобному полету крайне неоднозначно: «Чисто по-человечески мне очень жаль тех ребят — наших, профессионалов — которые должны были лететь работать. Люди, которые идут к старту и почти дошли до него — они были запланированы на полет, и их убрали.
Хорошо, что Первый канал и Роскосмос затеяли такую программу. Но фон, на котором показывают профессию космонавта, очень плохой: мы никак не можем выбрать, на какой ракете будем летать, не можем достроить корабль, который начали строить 20 лет назад. Отрасль развивается, а цели нет: то мы срочно летим на Луну, а потом бац — и на Марс тоже (а полетим тогда, когда все руководство на пенсию уйдет). Финансовые проблемы со строительством космодрома, плюс зачем-то начали строить огромное здание на территории предприятия, которое и так прекрасно работало.
Можем все показать хорошо, но чего мы добьемся этим? Что молодежь пойдет в профессию? Да, однозначно, но они придут в отрасль и увидят всю эту тягомотину. Останутся они в этой отрасли?»
Журналист Ольга Тропкина в ужасе от этой затеи Роскосмоса:
Журналисты Александр Гаврилов и Леонид Аптекарь тоже видят в этой затее стремление хоть в чем-то, но обогнать американцев:
«Американцы собрались отправить в космос Тома Круза. Чтобы напихать им портянок за шиворот, на скорую руку стрельнули новейшей космической собакой на орбиту. Да и Рогозину выгодно попиариться на ее фоне. Большой шум поднимет ставки многих, да и контроль за расходами плохо контролируется, что благотворно для распилов. »
Сергей Рубальский предложил свой сценарий фильма в духе времени:
А публицист Леонид Лялин по традиции отмечает это событие стихами:
«Если женщина красива и в постели горяча,
Ей одна дорога – в Космос. Пусть играет там врача. »
10 чисел, на которых держится мир
Пространство
Чему равно: 3,1415926535… На сегодня просчитано до 1,24 трлн знаков после запятой
Кто и когда открыл:
Точное авторство неизвестно. Приписывается древним индусам, грекам, китайцам и прочим хорошим людям. Впервые обозначил его греческой буквой π в начале XVIII века английский математик Уильям Джонс
Когда праздновать день π — единственная константа, у которой есть свой праздник, и даже два. 14 марта, или 3.14, соответствует первым знакам в записи числа. А 22 июля, или 22/7 — не что иное, как грубое приближение π дробью. В университетах (например, на мехмате МГУ) предпочитают отмечать первую дату: она, в отличие от 22 июля, не попадает на каникулы
В этом виновато само пространство: оно однородно и симметрично. Именно поэтому фронт взрывной волны — это шар, а от камней на воде остаются круги. Так что π здесь оказывается вполне уместным.
Но все это относится только к привычному евклидовому пространству, в котором мы все живем. Будь оно неевклидовым, симметрия была бы другой. А в сильно искривленной Вселенной π уже не играет такой важной роли. Скажем, в геометрии Лобачевского окружность бывает вчетверо длиннее своего диаметра. Соответственно реки или взрывы «кривого космоса» потребовали бы других формул.
Числу π столько же лет, сколько всей математике: около 4 тысяч. Старейшие шумерские таблички приводят для него цифру 25/8, или 3,125. Ошибка — меньше процента. Вавилоняне абстрактной математикой особо не увлекались, так что π вывели опытным путем, просто измеряя длину окружностей. Кстати, это первый эксперимент по численному моделированию мира.
Самой изящной из арифметических формул для π больше 600 лет: π/4=1–1/3+1/5–1/7+… Простая арифметика помогает вычислить π, а само π — разобраться с глубинными свойствами арифметики. Отсюда его связь с вероятностями, простыми числами и многим другим: π, например, входит в известную «функцию ошибок», которая одинаково безотказно работает и в казино, и у социологов.
Есть даже «вероятностный» способ сосчитать саму константу. Во-первых, нужно запастись мешком иголок. Во-вторых, бросать их, не целясь, на пол, расчерченный мелом на полосы шириной в иглу. Потом, когда мешок опустеет, поделить число брошенных на количество тех, что пересекли меловые линии, — и получить π/2.
Чему равно: 4,66920016…
Где применяется: В теории хаоса и катастроф, с помощью которых можно описывать любые явления — от размножения кишечной палочки до развития российской экономики
Кто и когда открыл: Американский физик Митчелл Фейгенбаум в 1975 году. В отличие от большинства других открывателей констант (Архимеда, например), он жив и преподает в престижном Рокфеллеровском университете
Когда и как праздновать день δ: Перед генеральной уборкой
Что общего у капусты брокколи, снежинок и елки? То, что их детали в миниатюре повторяют целое. Такие объекты, устроенные как матрешка, называют фракталами.
Фракталы возникают из беспорядка, как картинка в калейдоскопе. Математика Митчелла Фейгенбаума в 1975 году заинтересовали не сами узоры, а хаотические процессы, которые заставляют их появляться.
С фрактала Мандельброта (см. рис.) началось повсеместное увлечение этими объектами. В теории хаоса он играет примерно ту же роль, что и круг в обычной геометрии, а число δ фактически задает его форму. Получается, что эта константа — то же π, только для хаоса.
Время
Чему равно: 2,718281828…
Кто и когда открыл: Джон Непер, шотландский математик, в 1618 году. Самого числа он не упоминал, зато выстроил на его основе свои таблицы логарифмов. Одновременно кандидатами в авторы константы считаются Якоб Бернулли, Лейбниц, Гюйгенс и Эйлер. Достоверно известно только то, что символ e взялся из фамилии последнего
Когда и как праздновать день e: После возврата банковского кредита
Число е — тоже своего рода двойник π. Если π отвечает за пространство, то е — за время, и тоже проявляет себя почти всюду. Скажем, радиоактивность полония-210 уменьшается в е раз за средний срок жизни одного атома, а раковина моллюска Nautilus — это график степеней е, обернутый вокруг оси.
Число е встречается и там, где природа заведомо ни при чем. Банк, обещающий 1% в год, за 100 лет увеличит вклад примерно в е раз. Для 0,1% и 1000 лет результат будет еще ближе к константе. Якоб Бернулли, знаток и теоретик азартных игр, вывел е именно так — рассуждая о том, сколько зарабатывают ростовщики.
Экзотический способ рассчитать е потребует кинозала и запаса терпения. Зрители с билетами рассаживаются как попало. Шансы, что никто не окажется на своем месте, тем ближе к 1/е, чем больше кинозал.
Как и π, е — трансцендентное число. Говоря проще, его нельзя выразить через дроби и корни. Есть гипотеза, что у таких чисел в бесконечном «хвосте» после запятой встречаются все комбинации цифр, какие только возможны. Например, там можно обнаружить и текст этой статьи, записанный двоичным кодом.
Постоянная тонкой структуры
Чему равно: 1/137,0369990…
Кто и когда открыл: Немецкий физик Арнольд Зоммерфельд, аспирантами которого были сразу два нобелевских лауреата — Гейзенберг и Паули. В 1916 году, еще до появления настоящей квантовой механики, Зоммерфельд ввел константу в рядовой статье про «тонкую структуру» спектра атома водорода. Роль константы вскоре переосмыслили, а вот название осталось прежним
Когда праздновать день α: В День электрика
Скорость света — величина исключительная. Быстрее, показал Эйнштейн, не могут двигаться ни тело, ни сигнал — будь то частица, гравитационная волна или звук внутри звезд.
Вроде бы ясно, что это — закон вселенской важности. И все-таки скорость света — не фундаментальная константа. Проблема в том, что ее нечем измерить. Километры в час не годятся: километр определен как расстояние, которое свет проходит за 1/299792,458 секунды, то есть сам выражается через скорость света. Платиновый эталон метра — тоже не выход, потому что скорость света входит и в уравнения, которые описывают платину на микроуровне. Словом, если скорость света без лишнего шума изменится во всей Вселенной, человечество об этом не узнает.
Вот тут-то на помощь физикам и приходит величина, связывающая скорость света с атомными свойствами. Константа α — это деленная на скорость света «скорость» электрона в атоме водорода. Она безразмерна, то есть не привязана ни к метрам, ни к секундам, ни к каким-либо еще единицам.
Кроме скорости света в формулу для α входят также заряд электрона и константа Планка, мера «квантовости» мира. С обеими постоянными связана та же проблема — их не с чем сверить. А вместе, в виде α, они являют собой что-то вроде залога постоянства Вселенной.
Можно задаться вопросом, не менялась ли α c начала времен. Физики всерьез допускают «дефект», достигавший когда-то миллионных долей от нынешней величины. Достигни он 4%, человечества не было бы, потому что внутри звезд прекратился бы термоядерный синтез углерода, главного элемента живой материи.
Добавка к реальности
Кто и когда открыл: Итальянский математик Джероламо Кардано, друг Леонардо да Винчи, в 1545 году. Карданный вал назван так именно в его честь. По одной из версий, свое открытие Кардано украл у Никколо Тартальи, картографа и придворного библиотекаря
Когда праздновать день i: Мартобря 86 числа
Число i ни константой, ни даже настоящим числом назвать нельзя. Учебники описывают его как величину, которая, будучи возведенной в квадрат, дает минус один. Другими словами, это сторона квадрата с отрицательной площадью. В реальности такого не бывает. Но иногда из нереального тоже можно извлечь пользу.
История открытия этой постоянной такова. Математик Джероламо Кардано, решая уравнения с кубами, ввел мнимую единицу. Это был просто вспомогательный трюк — в итоговых ответах i не было: результаты, которые его содержали, выбраковывались. Но позже, присмотревшись к своему «мусору», математики попробовали пустить его в дело: умножать и делить обычные числа на мнимую единицу, складывать результаты друг с другом и подставлять в новые формулы. Так родилась теория комплексных чисел.
Минус в том, что «реальное» с «нереальным» нельзя сравнивать: сказать, что больше — мнимая единица или 1 — не получится. С другой стороны, неразрешимых уравнений, если воспользоваться комплексными числами, практически не остается. Поэтому при сложных расчетах удобнее работать с ними и только в самом конце «вычищать» ответы. Например, чтобы расшифровать томограмму мозга, без i не обойтись.
Физики именно так обращаются с полями и волнами. Можно даже считать, что все они существуют в комплексном пространстве, а то, что мы видим, — только тень «настоящих» процессов. Квантовая механика, где и атом, и человек — волны, делает такую трактовку еще убедительнее.
Число i позволяет свести в одной формуле главные математические константы и действия. Формула выглядит так: e πi +1 = 0, и некоторые говорят, что такой сжатый свод правил математики можно отправлять инопланетянам, чтобы убедить их в нашей разумности.
Микромир
Чему равно: 1836,152…
Кто и когда открыл: Эрнест Резерфорд, физик родом из Новой Зеландии, в 1918 году. За 10 лет до этого получил Нобелевскую премию по химии за изучение радиоактивности: Резерфорду принадлежат понятие «период полураспада» и сами уравнения, описывающие распад изотопов
Когда и как праздновать день μ: В День борьбы с лишним весом, если такой введут — это соотношение масс двух базовых элементарных частиц, протона и электрона. Протон — не что иное, как ядро атома водорода, самого распространенного элемента во Вселенной.
Как и в случае скорости света, важна не сама величина, а ее безразмерный эквивалент, не привязанный к каким-то единицам, то есть во сколько раз масса протона больше массы электрона. Получается примерно 1836. Без такой разницы в «весовых категориях» заряженных частиц не было бы ни молекул, ни твердых тел. Впрочем, атомы бы остались, но вели бы себя совсем по-другому.
Как и α, μ подозревают в медленной эволюции. Физики изучали свет квазаров, дошедший до нас через 12 млрд лет, и обнаружили, что протоны со временем тяжелеют: разница между доисторическим и современным значениями μ составила 0,012%.
Темная материя
Чему равно: 110-²³ г/м3
Кто и когда открыл: Альберт Эйнштейн в 1915 году. Сам Эйнштейн называл ее открытие своим «главным промахом»
Когда и как праздновать день Λ: Ежесекундно: Λ, согласно определению, присутствует всегда и везде
Космологическая константа — самая туманная из всех величин, какими оперируют астрономы. С одной стороны, ученые не до конца уверены в ее существовании, с другой — готовы объяснять с ее помощью, откуда взялась большая часть массы-энергии во Вселенной.
Можно сказать, что Λ дополняет константу Хаббла. Они соотносятся как скорость и ускорение. Если Н описывает равномерное расширение Вселенной, то Λ — непрерывно ускоряющийся рост. Первым ее ввел в уравнения общей теории относительности Эйнштейн, когда заподозрил у себя ошибку. Его формулы указывали, что космос либо расширяется, либо сжимается, а в это было сложно поверить. Новый член понадобился, чтобы устранить выводы, казавшиеся неправдоподобными. После открытия Хаббла Эйнштейн от своей константы отказался.
Гипотезу подтвердили наблюдения за реликтовым излучением. Это доисторические волны, родившиеся в первые секунды существования космоса. Астрономы считают их чем-то вроде рентгена, просвечивающего Вселенную насквозь. «Рентгенограмма» и показала, что темной энергии в мире 74% — больше, чем всего остального. Однако так как она «размазана» по всему космосу, получается всего 110-²³ грамма на кубический метр.
Большой взрыв
Чему равно: 77 км/с /МПс
Кто и когда открыл: Эдвин Хаббл, отец-основатель всей современной космологии, в 1929 году. Чуть раньше, в 1925-м, он первым доказал существование других галактик за пределами Млечного пути. Соавтор первой статьи, где упоминается константа Хаббла, — некто Милтон Хьюмасон, человек без высшего образования, работавший в обсерватории на правах лаборанта. Хьюмасону принадлежит первый снимок Плутона, тогда еще не открытой планеты, из-за дефекта фотопластинки оставленный без внимания
Когда и как праздновать день H: 0 января. С этого несуществующего числа астрономические календари начинают отсчет Нового года. Как и о самом моменте Большого взрыва, о событиях 0 января известно мало, что делает праздник вдвойне уместным
Главная константа космологии — мера скорости, с которой расширяется Вселенная в результате Большого взрыва. И сама идея, и постоянная H восходят к выводам Эдвина Хаббла. Галактики в любом месте Вселенной разбегаются друг от друга и делают это тем быстрее, чем больше расстояние между ними. Знаменитая константа — просто коэффициент, на который умножают дистанцию, чтобы получить скорость. Со временем она меняется, но довольно медленно.
Единица, деленная на H, дает 13,8 млрд лет — время, прошедшее с момента Большого взрыва. Эту цифру первым получил сам Хаббл. Как доказали позднее, метод Хаббла был не совсем верен, но все равно он ошибся меньше чем на процент, если сравнивать с современными данными. Ошибка отца-основателя космологии состояла в том, что он считал число Н постоянным с начала времен.
Сферу вокруг Земли радиусом 13,8 млрд световых лет — скорость света, деленная на константу Хаббла, — называют хаббловской сферой. Галактики за ее границей должны «убегать» от нас со сверхсветовой скоростью. Противоречия с теорией относительности здесь нет: стоит подобрать правильную систему координат в искривленном пространстве-времени, и проблема превышения скорости сразу исчезает. Поэтому за хаббловской сферой видимая Вселенная не заканчивается, ее радиус примерно втрое больше.
Гравитация
Чему равно: 21,76… мкг
Где работает: Физика микромира
Кто и когда открыл: Макс Планк, создатель квантовой механики, в 1899 году. Планковская масса — это всего-навсего одна из набора величин, предложенных Планком в качестве «системы мер и весов» для микромира. Определение, упоминающее черные дыры, — и сама теория гравитации — появились несколькими десятилетиями позже
Обычная река cо всеми ее изломами и изгибами в π раз длиннее, чем путь напрямик от ее устья к истоку
Когда и как праздновать день m p: В день открытия Большого адронного коллайдера: микроскопические черные дыры собираются получать именно там
Якоб Бернулли, знаток и теоретик азартных игр, вывел e, рассуждая о том, сколько зарабатывают ростовщики
Подбирать явлениям теорию по размеру — популярный в XX веке подход. Если элементарная частица требует квантовой механики, то нейтронная звезда — уже теории относительности. Ущербность такого отношения к миру была понятна с самого начала, но единой теории всего так и не создали. Пока удалось примирить только три из четырех фундаментальных видов взаимодействия — электромагнитные, сильные и слабые. Гравитация все еще остается в стороне.
Поправка Эйнштейна и есть плотность темной материи, которая расталкивает космос изнутри
Планковская масса — условная граница между «большим» и «малым», то есть как раз между теорией гравитации и квантовой механикой. Столько должна весить черная дыра, размеры которой совпадают с длиной волны, отвечающей ей как микрообъекту. Парадокс заключается в том, что астрофизика трактует границу черной дыры как строгий барьер, за который не могут проникнуть ни информация, ни свет, ни вещество. А с квантовой точки зрения волновой объект будет равномерно «размазан» по пространству — и барьер вместе с ним.
Планкова масса — это масса личинки комара. Но пока гравитационный коллапс комару не грозит, квантовые парадоксы его не коснутся
mp — одна из немногих единиц в квантовой механике, которыми стоит измерять объекты в нашем мире. Столько может весить личинка комара. Другое дело, что пока гравитационный коллапс комару не грозит, квантовые парадоксы его не коснутся.
Бесконечность
Кто и когда открыл: Рональд Грэхем и Брюс Ротшильд
в 1971 году. Статья была опубликована под двумя фамилиями, но популяризаторы решили сэкономить бумагу и оставили только первую
Когда и как праздновать день G: Очень нескоро, зато очень долго
Константу Грэхема принято считать самым большим числом, когда-либо встречавшимся в научном доказательстве. Если попытаться полностью выписать G, используя привычные методы, то на бумагу не хватит всего вещества Вселенной.
Константа появилась в абстрактной комбинаторной задаче и оставила позади все величины, связанные с нынешними или будущими размерами Вселенной, планетами, атомами и звездами. Чем, похоже, лишний раз подтвердила несерьезность космоса на фоне математики, средствами которой тот может быть осмыслен.