Нил Тайсон - Добро пожаловать во Вселенную

После игры вы проходите мимо мяча и переходите на правую сторону.

Затем вы возвращаетесь во времени и превращаетесь в теннисиста по правую сторону от сетки. Мяч летит к вам через сетку, вы подбегаете к ней и отбиваете мяч. Но мяч не перелетает через сетку и оказывается на земле на правой стороне от сетки. Поэтому вы проигрываете партию.

Затем вы проходите дальше вправо, возвращаетесь во времени и смо-

126

21. Космические струны, кротовые норы и путешествия во времени

Время

Пространство

Рис. 5.Рисунок к задаче 114. Копия рисунка 21.3 к «Большому космическому путешествию».

127

ЧАСТЬ III. Эйнштейн и Вселенная трите партию в третий раз, уже как зритель. Потом вы умираете, и ваша мировая линия обрывается.

Поскольку вы путешествуете во времени, вам удается побывать обоими игроками в этой партии и всеми тремя зрителями! Нарисуйте на цилиндре свою мировую линию. Отметьте на ней разные события (я родился, я смотрю партию, я снова смотрю партию, я подбираю мяч, я подаю, я выигрываю, я возвращаюсь, я проигрываю, я смотрю партию в третий раз). Нарисуйте мировую линию мяча. На своей мировой линии и на мировой линии мяча отметьте стрелками направление, в котором вы воспринимаете последовательность событий. Нарисуйте мировую линию сетки. Отметьте направления пространства и времени осями на цилиндре. Объясните, почему мировая линия мяча показывает, что это частица-джинн без начала и конца. Закончив, разрежьте скотч, разверните цилиндр и сдайте свой чертеж. Если вы положите линейку горизонтально поперек листа внизу и начнете медленно двигать ее вверх, вы увидите, что мировая линия пересекает край линейки в разных точках, которые движутся взад-вперед вдоль линейки — получится кино про теннисную партию и зрителей! Вы увидите, как мяч движется через сетку, потом обратно, но останавливается. Если такой схемы у вас не получилось, начните заново; возможно, все получится лишь со второй или третьей попытки.

115. Научная фантастика

Напишите научно-фантастический рассказ, не больше 8 страниц через два интервала, на основании научных понятий, которые вы усвоили, прочитав «Большое космическое путешествие» и решив задачи из этой книги.

Проявите творчество, но не отклоняйтесь от строгих научных принципов.

Оценка будет зависеть от точности применения научных понятий, глубины проникновения науки в сюжет и оригинальности вашей творческой мысли.

Для вдохновения пролистайте великолепную книгу Алана Лайтмана «Сны

128

21. Космические струны, кротовые норы и путешествия во времени

Эйнштейна» (АСТ, 2018) — серию зарисовок, изящно иллюстрирующих различные понятия из научных открытий Эйнштейна. Повеселитесь на славу!

Мы поместили это задание в главу о путешествиях во времени, по-

скольку многие наши студенты делали основой своих сочинений путеше-

ствия во времени. Но вы можете построить свой рассказ и на любом другом астрофизическом явлении.

ЧАСТЬ III. Эйнштейн и Вселенная

22

КОНТУРЫ ВСЕЛЕННОЙ

И БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ

116. Карта Вселенной

Расставьте следующие объекты в порядке возрастания расстояния от центра Земли; начните с ближайшегок Земле объекта.

• Объекты из пояса Койпера

• Космический телескоп имени Хаббла

• Галактика с самым большим из ныне известных красным смещением

• Луна (спутник Земли)

• Звезда Альфа Центавра

• Космический аппарат WMAP

• Фоновое космическое микроволновое излучение

• Великая Слоановская стена (комплекс сверхскоплений галактик)

• Юпитер

• Центр Млечного Пути

• М31, галактика Андромеда

• Звезда Сириус

130

22. Контуры Вселенной и Большой взрыв

117. Гномонические проекции

Поверхность сферы можно нанести на плоскость с использованием гномонической проекции . Для наглядности представьте себе, что вы поместили в центр сферы электрическую лампочку и спроецировали сферу на плоскость.

На поверхности сферы геодезическая линия, соединяющая две точки, то есть самая прямая линия, какую только можно нарисовать на сфере, — это большой круг, связывающий две точки. Если мы рассечем сферу плоскостью, проходящей через центр сферы, пересечением этой плоскости с поверхностью сферы будет большой круг. Так, например, большой круг — это экватор, а также все меридианы долготы.

117. аУ гномонической проекции есть одно свойство: большие круги на сфере проецируются в прямые линии на карте. Объясните, почему это так, вспомнив некоторые факты из школьного курса стереометрии.