Коллектив авторов - Происхождение Вселенной. Как с помощью теории относительности Эйнштейна можно проникнуть в прошлое, понять настоящее и предвидеть будущее Вселенной [litres]

Эти крупные достижения физики явились следствием доказательства математических теорем. Стоит ли нам и дальше опираться на математику в наших исследованиях?

Не только математика помогает нам постигать природу; очень важны также методы научной работы. Самое главное, что все это демонстрирует возможность познания окружающего мира. Ведь до сих пор продолжается тихое противостояние между теми, кто считает природу полнейшей загадкой, и теми, кто полагает, что она доступна для понимания. Эти открытия напоминают нам о том, что наш хрупкий маленький мозг способен делать удивительные предсказания о далеких и труднодоступных аспектах окружающего мира.

Какие открытия могут быть сделаны в ближайшее десятилетие?

Это невозможно предсказать. Мы можем найти доказательство космической инфляции в ранней Вселенной, открыть темную материю и найти какую-нибудь частицу, которая не вписывается в стандартную физическую модель. Все это может произойти в ближайшие два года.

Сто лет прошло между появлением теории гравитационных волн и их открытием. Быть может, современным передовым идеям потребуется еще больше времени, чтобы воплотиться в жизнь?

Именно так. Слишком малая часть человеческого интеллектуального потенциала направлена на решение этих больших и амбициозных вопросов, и людям, которые посвятили себя исследованию этих проблем, следует предоставить право самим решать, сколько времени им для этого потребуется. Открытие гравитационных волн в совместном проекте LIGO очень впечатляет не только по числу людей, которые принимали в нем участие, но и по количеству затраченных на него лет.

Серьезно ученые начали заниматься проблемой обнаружения гравитационных волн в 1980-е годы. Еще до начала строительства первой гравитационно-волновой обсерватории они понимали, что она может оказаться недостаточно чувствительной, чтобы что-нибудь обнаружить. Так и произошло. Я бесконечно уважаю тех людей, которые предвидели эту ситуацию, но не отказались от своих попыток и посвятили свою жизнь осуществлению своей идеи.

Вы надеетесь, что ваша работа вдохновит следующего Эйнштейна?

Не хочу говорить о следующем Эйнштейне: большинство теоретических разработок в наше время выполняют целые коллективы ученых.

Эйнштейн однажды написал: «самая непостижимая вещь во Вселенной – это то, что она постижима». Не в последнюю очередь благодаря Эйнштейну за последние сто лет мы шли вперед семимильными шагами. В основе теории относительности Эйнштейна лежат несколько базовых принципов, но они порождают другие, пока нерешенные проблемы. Для завершения всей картины понадобятся новые решения. Далее – общий обзор таких возможных решений.

Ничто не может превысить эту космическую предельную скорость.

В 1860-е годы Джеймс Клерк Максвелл объединил электричество и магнетизм в единую теорию. Но как бы он ни преобразовывал уравнения, они имели смысл только при том условии, что свет распространяется в пространстве с одной и той же постоянной скоростью, независимо от скорости источника света.

Это выглядело странным. Действительно, если стрелять на ходу из автомобиля, то стороннему наблюдателю будет казаться, что пуля летит с суммарной скоростью пули и автомобиля. Но когда 20 лет спустя американские физики Альберт Майкельсон и Эдвард Морли занялись поисками светоносного эфира – среды, предположительно переносящей свет, – они пришли к такому же выводу: как бы ни смотреть на свет, скорость его остается постоянной.

Скорость света также является и предельной космической скоростью. Ничто – ни вещество, ни информация, ни гравитация, и никакое другое воздействие – не могут распространяться быстрее света. Сообщения о нарушителях космических правил дорожного движения, таких как «сверхсветовые нейтрино», появившиеся в 2011 году, в конечном итоге не подтвердились. Эйнштейн провозгласил, что постоянство скорости света – основополагающий принцип природы, и начал перестраивать физику в соответствии с этим принципом, сделав его отправной точкой в своих двух теориях относительности.