Stephen Hawking

NJË HISTORIKE E SHKURTËR KOHËRE:

NGA BIG BANG TE VRIMAT E ZEZA

Parathënie

Unë nuk e shkrova parathënien e botimit të parë të Një histori e shkurtër e kohës. Carl Sagan e bëri atë. Në vend të kësaj, shtova një seksion të shkurtër të quajtur "Falënderime", ku u inkurajova t'u shpreha mirënjohjen time të gjithëve. Vërtetë, disa nga fondacionet bamirëse që më mbështetën nuk ishin shumë të lumtur që i përmenda - ata morën shumë aplikime të tjera.

Mendoj se askush – as botuesi, as agjenti im, madje as unë – nuk e priste që libri të kishte një sukses të tillë. U fut në listën e më të shiturve të gazetës londineze. Sunday Times 237 javë - ky është më shumë se çdo libër tjetër (natyrisht, pa llogaritur Biblën dhe veprat e Shekspirit). Ai u përkthye në rreth dyzet gjuhë dhe u shit në një numër të madh - për çdo 750 banorë të Tokës, burra, gra dhe fëmijë, ka afërsisht një kopje. Siç vuri në dukje Nathan Myhrvold i firmës Microsoft(ky është ish studenti im i diplomuar), e shita më shumë libra në fizikë sesa Madonna – libra për seksin.

Suksesi i "Një histori e shkurtër e kohës" do të thotë që njerëzit janë shumë të interesuar për pyetjet themelore se nga kemi ardhur dhe pse universi është ashtu siç e njohim ne.

Përfitova nga rasti që më dha për të plotësuar librin me të dhëna më të reja vëzhgimi dhe rezultate teorike që u morën pas botimit të parë (1 prill 1988, 1 prill). shtova kapitull i ri rreth krimbave dhe udhëtimit në kohë. Duket se teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit lejon mundësinë e krijimit dhe mbajtjes së vrimave të krimbave - tuneleve të vegjël që lidhin rajone të ndryshme të hapësirë-kohës. Në këtë rast, ne mund t'i përdorim ato udhëtim i shpejtë nëpër Galaxy ose për të udhëtuar pas në kohë. Sigurisht, ne nuk kemi takuar ende një alien të vetëm nga e ardhmja (apo ndoshta kemi?), por do të përpiqem të marr me mend se cili mund të jetë shpjegimi për këtë.

Do të flas edhe për atë që është arritur deri më tani kohët e fundit progres në kërkimin e "dualitetit", ose korrespondencës midis teorive fizike në dukje të ndryshme. Këto korrespondenca janë dëshmi serioze në favor të ekzistencës së një teorie fizike të unifikuar. Por ata gjithashtu sugjerojnë se teoria mund të mos formulohet në një mënyrë të qëndrueshme dhe themelore. Në vend të kësaj, në situata të ndryshme duhet të kënaqemi me “reflektime” të ndryshme të teorisë themelore. Po kështu, ne nuk mund ta shfaqim të gjithë sipërfaqen e tokës në detaje në një hartë dhe jemi të detyruar ta përdorim karta të ndryshme për zona të ndryshme. Një teori e tillë do të ishte një revolucion në idetë tona për mundësinë e unifikimit të ligjeve të natyrës.

Megjithatë, nuk do të ndikonte në asnjë mënyrë gjënë më të rëndësishme: Universi i nënshtrohet një sërë ligjesh racionale që ne jemi në gjendje t'i zbulojmë dhe kuptojmë.

Sa i përket aspektit vëzhgues, këtu, natyrisht, arritja më e rëndësishme ishte matja e luhatjeve të rrezatimit të sfondit mikrovalor kozmik në kuadër të projektit. COBE(anglisht) Eksplorues i sfondit kozmik -"Kërkuesi i rrezatimit të sfondit kozmik") 1
Luhatjet ose anizotropitë e rrezatimit kozmik të sfondit të mikrovalës u zbuluan për herë të parë nga projekti Sovjetik Relict. - Shënim shkencore ed.

Dhe të tjerët. Këto luhatje janë, në thelb, "vula" e krijimit. Po flasim për inhomogjenitete shumë të vogla në Universin e hershëm, i cili përndryshe ishte mjaft homogjen. Më pas, ato u shndërruan në galaktika, yje dhe struktura të tjera që ne i vëzhgojmë përmes një teleskopi. Format e luhatjeve janë në përputhje me parashikimet e një modeli të Universit që nuk ka kufij në drejtimin imagjinar të kohës. Por për të preferuar modelin e propozuar ndaj shpjegimeve të tjera të mundshme për luhatjet e CMB, do të kërkohen vëzhgime të reja. Pas disa vitesh do të bëhet e qartë nëse Universi ynë mund të konsiderohet plotësisht i mbyllur, pa fillim dhe pa fund.

Stephen Hawking

Kapitulli i parë. Fotografia jonë e universit

Njëherë një shkencëtar i famshëm (thonë se ishte Bertrand Russell) lexoi leksion publik në astronomi. Ai foli për mënyrën se si Toka lëviz në orbitë rreth Diellit dhe se si Dielli, nga ana tjetër, lëviz në orbitë rreth qendrës së një grupi të madh yjesh të quajtur Galaktika jonë. Kur ligjërata mbaroi, një grua e vogël e moshuar në rreshtin e fundit të auditorit u ngrit në këmbë dhe tha: "Gjithçka që u tha këtu është absurditet i plotë. Bota është një pjatë e sheshtë mbi kurrizin e një breshke gjigante”. Shkencëtari buzëqeshi me përbuzje dhe pyeti: "Për çfarë qëndron ajo breshkë?" "Ti je një i ri shumë i zgjuar, shumë i zgjuar," u përgjigj zonja. "Një breshkë qëndron mbi një breshkë tjetër, dhe ajo breshkë qëndron mbi breshkën tjetër, dhe kështu me radhë ad infinitum!"

Shumica do të mendojnë përpjekje qesharake kaloni Universin tonë si një kullë pafundësisht e lartë breshkash. Por pse jemi kaq të sigurt se ideja jonë për botën është më e mirë? Çfarë dimë në të vërtetë për Universin dhe si i dimë të gjitha këto? Si lindi Universi? Çfarë i pret e ardhmja për të? A ka pasur Universi një fillim dhe nëse po, çfarë ka ndodhur para tij? Cila është natyra e kohës? A do të përfundojë ndonjëherë? A është e mundur të kthehemi pas në kohë? Disa nga këto pyetje të vjetra po marrin përgjigje nga zbulimet e fundit në fizikë, pjesërisht falë ardhjes së teknologjive të reja fantastike. Një ditë do të gjejmë njohuri të reja po aq të dukshme sa fakti që Toka rrotullohet rreth Diellit. Ose mbase po aq absurde sa ideja e një kulle breshkash. Vetëm koha (çfarëdo qoftë kjo) do të tregojë.

Shumë kohë më parë, 340 vjet para Krishtit, filozofi grek Aristoteli shkroi një traktat "Për parajsën". Në të, ai parashtroi dy prova bindëse se Toka është sferike dhe aspak e sheshtë, si një pjatë. Së pari, ai kuptoi se shkaku i eklipseve hënore është kalimi i Tokës midis Diellit dhe Hënës. Hija e hedhur nga Toka në Hënë është gjithmonë në formë të rrumbullakët dhe kjo është e mundur vetëm nëse Toka është gjithashtu e rrumbullakët. Nëse Toka do të kishte formën e një disku të sheshtë, hija zakonisht do të ishte eliptike; Ai do të ishte i rrumbullakët vetëm nëse Dielli gjatë një eklipsi do të ishte i vendosur saktësisht nën qendrën e diskut. Së dyti, grekët e lashtë e dinin nga përvoja e udhëtimeve të tyre se në jug Ylli i Veriut ndodhet më afër horizontit sesa kur vëzhgohej në zonat e vendosura në veri. (Meqenëse Ylli i Veriut ndodhet mbi Polin e Veriut, një vëzhgues në Polin e Veriut e sheh atë drejtpërdrejt lart, dhe një vëzhgues afër ekuatorit e sheh atë mbi horizont.) Për më tepër, Aristoteli, bazuar në ndryshimin në pozicionin e dukshëm Ylli i Veriut gjatë vëzhgimeve në Egjipt dhe Greqi, ai ishte në gjendje të vlerësonte perimetrin e Tokës në 400,000 stadiume. Nuk e dimë saktësisht se me çfarë barazohej një stad, por nëse supozojmë se ishte rreth 180 metra, atëherë vlerësimi i Aristotelit është rreth dyfishi i vlerës së pranuar aktualisht. Grekët kishin gjithashtu një argument të tretë në favor të formës së rrumbullakët të Tokës: si të shpjegohet ndryshe pse, kur një anije i afrohet bregut, fillimisht tregohen vetëm velat e saj dhe vetëm atëherë byk?

Aristoteli e konsideronte Tokën si të palëvizshme, dhe gjithashtu besonte se Dielli, Hëna, planetët dhe yjet rrotullohen sipas orbitat rrethore rreth Tokës. Ai udhëhiqej nga konsideratat mistike: Toka, sipas Aristotelit, është qendra e Universit dhe lëvizja rrethore është më e përsosura. Në shekullin II pas Krishtit, Ptolemeu ndërtoi një model kozmologjik gjithëpërfshirës bazuar në këtë ide. Në qendër të Universit ishte Toka, e rrethuar nga tetë sfera rrotulluese të folezuara, dhe në këto sfera ishin vendosur Hëna, Dielli, yjet dhe pesë planetët e njohur në atë kohë - Mërkuri, Venusi, Marsi, Jupiteri dhe Saturni (Fig. 1.1). Çdo planet lëvizte në lidhje me sferën e tij në një rreth të vogël - për të përshkruar trajektoret shumë komplekse të këtyre ndriçuesve në qiell. Yjet ishin të fiksuar në sferën e jashtme, dhe për këtë arsye ata dispozitat e ndërsjella mbeti i pandryshuar, konfigurimi rrotullohej në qiell si një e tërë e vetme. Idetë për atë që ndodhej jashtë sferës së jashtme mbetën shumë të paqarta, por sigurisht që ndodhej jashtë pjesës së Universit të arritshme për njerëzimin për vëzhgim.

Modeli i Ptolemeut bëri të mundur parashikimin mjaft të saktë të pozicionit të ndriçuesve në qiell. Por për të arritur marrëveshjen midis parashikimeve dhe vëzhgimeve, Ptolemeu duhej të supozonte se distanca nga Hëna në Tokë në kohë të ndryshme mund të ndryshonte me një faktor prej dy. Kjo do të thoshte se madhësia e dukshme e Hënës ndonjëherë duhej të ishte dy herë më e madhe se zakonisht! Ptolemeu ishte i vetëdijshëm për këtë mangësi të sistemit të tij, i cili megjithatë nuk e pengoi njohjen pothuajse unanime të pamjes së tij të botës. Kisha e Krishterë pranoi sistemin Ptolemeik sepse konsiderohej në përputhje me Shkrimet e Shenjta: përtej sferës yjet e fiksuar kishte mbetur shumë vend për parajsë dhe ferrin.

Por në 1514, prifti polak Nicolaus Copernicus propozoi një model më të thjeshtë. (Megjithatë, në fillim, nga frika se mos akuzohej për herezi nga kisha, Koperniku shpërndau idetë e tij kozmologjike në mënyrë anonime.) Koperniku propozoi që Dielli ishte i palëvizshëm dhe i vendosur në qendër, dhe Toka dhe planetët lëviznin rreth tij në orbita rrethore. U desh gati një shekull që kjo ide të merrej seriozisht. Dy astronomë, gjermani Johannes Kepler dhe italiani Galileo Galilei, ishin ndër të parët që u shprehën publikisht në favor të teorisë së Kopernikut, pavarësisht se trajektoret e parashikuara nga kjo teori. trupat qiellorë nuk përputhej saktësisht me ato të vëzhguara. Goditja përfundimtare ndaj sistemit botëror të Aristotelit dhe Ptolemeut u dha nga ngjarjet e 1609 - atëherë Galileo filloi të vëzhgonte qiellin e natës përmes teleskopit të sapo shpikur. 2
Teleskopi si një fushë vëzhgimi u shpik për herë të parë nga prodhuesi holandez i syzeve Johann Lippershey në 1608, por Galileo ishte i pari që drejtoi një teleskop në qiell në 1609 dhe e përdori atë për të. vëzhgimet astronomike. – Shënim përkthimi

Duke parë planetin Jupiter, Galileo zbuloi disa hëna të vogla që rrotulloheshin rreth tij. Pasoi që jo të gjithë trupat qiellorë rrotullohen rreth Tokës, siç besonin Aristoteli dhe Ptolemeu. (Dikush, sigurisht, mund të vazhdojë ta konsiderojë Tokën të palëvizshme dhe të vendosur në qendër të Universit, duke besuar se satelitët e Jupiterit lëvizin rreth Tokës në trajektore jashtëzakonisht të ndërlikuara, në mënyrë që të jetë e ngjashme me revolucionin e tyre rreth Jupiterit. Teoria e Kopernikut ishte shumë më e thjeshtë.) Përafërsisht në të njëjtën kohë, Kepleri sqaroi teorinë e Kopernikut, duke sugjeruar që planetët nuk lëvizin në orbita rrethore, por në orbita eliptike (d.m.th., të zgjatura), falë të cilave ishte e mundur të arrihet një marrëveshje. ndërmjet parashikimeve të teorisë dhe vëzhgimeve.

Vërtetë, Kepleri i konsideronte elipset vetëm si një truk matematikor, dhe me të vërtetë shumë i urryer, sepse elipset janë figura më pak të përsosura se rrathët. Kepleri zbuloi, pothuajse rastësisht, se orbitat eliptike përshkruanin mirë vëzhgimet, por ai nuk mundi të pajtonte supozimin e orbitave eliptike me idenë e tij për forcat magnetike si arsye e lëvizjes së planetëve rreth Diellit. Arsyeja e lëvizjes së planetëve rreth Diellit u zbulua shumë më vonë, në 1687, nga Sir Isaac Newton në traktatin e tij "Parimet Matematikore të Filozofisë Natyrore" - ndoshta vepra më e rëndësishme mbi fizikën e botuar ndonjëherë. Në këtë punë, Njutoni jo vetëm që parashtroi një teori që përshkruan lëvizjen e trupave në hapësirë dhe kohë, por gjithashtu zhvilloi një kompleks aparate matematikore, e nevojshme për të përshkruar këtë lëvizje. Përveç kësaj, Njutoni formuloi ligjin graviteti universal, sipas të cilit çdo trup në Univers tërhiqet nga çdo trup tjetër me një forcë, e cila është më e madhe, sa më e madhe të jetë masa e trupave dhe sa më e vogël të jetë distanca midis trupave që ndërveprojnë. Kjo është e njëjta forcë që bën që objektet të bien në tokë. (Historia se ideja e Njutonit për ligjin e gravitetit universal u frymëzua nga një mollë që i ra në kokë, ka shumë të ngjarë të jetë thjesht një trillim. Njutoni tha vetëm se ideja i erdhi kur ai ishte "në një humor meditues" dhe ishte "nën përshtypjen nga rënia e një molle.") Njutoni tregoi se, sipas ligjit që formuloi, nën ndikimin e gravitetit, Hëna duhet të lëvizë në një orbitë eliptike rreth Tokës, dhe Toka dhe planetët duhet të lëvizin. në orbitat eliptike rreth Diellit.

Modeli i Kopernikut eliminoi nevojën për sferat Ptolemaike, dhe bashkë me to supozimin se Universi kishte një lloj kufiri të jashtëm natyror. Meqenëse yjet "fiks" nuk treguan asnjë lëvizje tjetër përveçse të përgjithshme lëvizje ditore qielli i shkaktuar nga rrotullimi i Tokës rreth boshtit të saj, ishte e natyrshme të supozohej se këta ishin të njëjtët trupa si Dielli ynë, të vendosur vetëm shumë më larg.

Njutoni kuptoi se sipas teorisë së tij të gravitetit, yjet duhet të tërheqin njëri-tjetrin dhe për këtë arsye, me sa duket, nuk mund të qëndrojnë të palëvizshëm. Pse nuk u afruan dhe nuk u grumbulluan në një vend? Në një letër drejtuar një tjetër mendimtari të shquar të kohës së tij, Richard Bentley, shkruar në 1691, Njutoni argumentoi se ato do të konvergojnë dhe do të grumbullohen vetëm nëse numri i yjeve të përqendruar në një rajon të kufizuar të hapësirës është i kufizuar. Dhe nëse numri i yjeve është i pafund dhe ata shpërndahen pak a shumë në mënyrë të barabartë në hapësirën e pafund, atëherë kjo nuk do të ndodhë për shkak të mungesës së ndonjë pike qendrore të dukshme në të cilën yjet mund të "bien".

Kjo është një nga ato grackat që ndodhin kur mendojmë për pafundësinë. NË univers i pafundçdo pikë e saj mund të konsiderohet si qendër e saj, sepse në secilën anë të saj ka një demon numri përfundimtar yjet Qasja e saktë (e cila erdhi shumë më vonë) është të zgjidhet problemi në rastin e fundëm ku yjet bien mbi njëri-tjetrin dhe të studiohet se si ndryshon rezultati kur shtohen yjet në konfigurimin që ndodhen jashtë rajonit në shqyrtim dhe shpërndahen më shumë ose më pak në mënyrë të barabartë. Sipas ligjit të Njutonit, mesatarisht, yjet shtesë në agregat nuk duhet të kenë asnjë efekt mbi yjet origjinale, dhe për këtë arsye këta yje të konfigurimit origjinal duhet të bien ende me shpejtësi në njëri-tjetrin. Pra, pa marrë parasysh sa yje shtoni, ata përsëri do të bien njëri mbi tjetrin. Tani e dimë se është e pamundur të përftohet një model i pafund i palëvizshëm i Universit në të cilin forca e gravitetit është ekskluzivisht "tërheqëse" në natyrë.

Ajo thotë shumë për atmosferën intelektuale para fillimit të shekullit të 20-të që askush nuk doli me një skenar sipas të cilit Universi mund të tkurret ose zgjerohet. Koncepti i pranuar përgjithësisht i Universit ishte ose se ai kishte ekzistuar gjithmonë në një formë të pandryshuar, ose se ai ishte krijuar në një moment në të kaluarën - në formën në të cilën ne e vëzhgojmë atë tani. Kjo mund të jetë pjesërisht pasojë e faktit që njerëzit priren të besojnë në të vërtetat e përjetshme. Vlen të kujtojmë të paktën se ngushëllimi më i madh vjen nga mendimi se megjithëse të gjithë plakemi dhe vdesim, Universi është i përjetshëm dhe i pandryshueshëm.

Edhe shkencëtarët që kuptuan se, sipas teorisë së gravitetit të Njutonit, Universi nuk mund të ishte statik, nuk guxuan të sugjeronin se ai mund të zgjerohej. Në vend të kësaj, ata u përpoqën të rregullonin teorinë në mënyrë që forca gravitacionale të ishte shumë distanca të gjata u bë i neveritshëm. Ky supozim nuk ndryshoi ndjeshëm lëvizjet e parashikuara të planetëve, por lejoi që një numër i pafund yjesh të qëndronin në një gjendje ekuilibri: forcat tërheqëse nga yjet e afërt u balancuan nga forcat refuzuese nga yjet më të largët. Tani besohet se një gjendje e tillë ekuilibri duhet të jetë e paqëndrueshme: sa më shpejt që yjet në çdo rajon të afrohen pak me njëri-tjetrin, tërheqja e tyre e ndërsjellë do të intensifikohet dhe do të tejkalojë forcat refuzuese, si rezultat i të cilave yjet do të vazhdojnë të bien mbi njëri-tjetrin. Nga ana tjetër, nëse yjet janë vetëm pak më larg njëri-tjetrit, forcat refuzuese do të mbizotërojnë mbi forcat tërheqëse dhe yjet do të fluturojnë larg njëri-tjetrit.

Një tjetër kundërshtim ndaj konceptit të një universi të pafund statik zakonisht lidhet me emrin e filozofit gjerman Heinrich Olbers, i cili botoi arsyetimin e tij për këtë çështje në 1823. Në fakt, shumë nga bashkëkohësit e Njutonit tërhoqën vëmendjen ndaj këtij problemi dhe artikulli i Olbers nuk ishte aspak i pari që paraqiste argumente të forta kundër një koncepti të tillë. Megjithatë, ishte e para që mori njohje të gjerë. Fakti është se në një Univers të pafund statik, pothuajse çdo rreze vizioni duhet të qëndrojë në sipërfaqen e ndonjë ylli, dhe për këtë arsye i gjithë qielli duhet të shkëlqejë aq shkëlqyeshëm sa Dielli, madje edhe gjatë natës. Kundërargumenti i Olbers ishte se drita nga yjet e largët duhet të zbutet nga thithja nga materia midis nesh dhe atyre yjeve. Por atëherë kjo substancë do të nxehej dhe do të shkëlqente po aq sa vetë yjet. Mënyra e vetme për të shmangur përfundimin se shkëlqimi i të gjithë qiellit është i krahasueshëm me shkëlqimin e Diellit është të supozojmë se yjet nuk shkëlqenin përgjithmonë, por "u ndezën" disa kohë më parë. Në këtë rast, substanca thithëse nuk do të kishte kohë të nxehet ose drita e yjeve të largët nuk do të kishte kohë të arrinte tek ne. Kështu vijmë te pyetja se përse u ndezën yjet.

Sigurisht, njerëzit diskutuan origjinën e universit shumë kohë përpara kësaj. Në shumë ide të hershme kozmologjike, si dhe në fotot hebraike, të krishtera dhe myslimane të botës, Universi u ngrit në një kohë të caktuar dhe jo shumë të largët në të kaluarën. Një nga argumentet në favor të një fillimi të tillë ishte ndjenja e nevojës për një lloj shkaku të parë që do të shpjegonte ekzistencën e Universit. (Brenda vetë Universit, çdo ngjarje që ndodh në të shpjegohet si pasojë e një tjetër, më shumë ngjarjet e hershme; ekzistenca e vetë Universit mund të shpjegohet në këtë mënyrë vetëm duke supozuar se ai kishte një lloj fillimi.) Një argument tjetër u shpreh nga Aurelius Augustini, ose Shën Agustini, në veprën e tij "Për qytetin e Zotit". Ai vuri në dukje se qytetërimi po zhvillohet dhe se ne kujtojmë se kush e kreu këtë apo atë akt ose shpiku këtë apo atë mekanizëm. Rrjedhimisht, njeriu, dhe ndoshta Universi, nuk mund të ekzistonin shumë për një kohë të gjatë. Shën Agustini besonte, në përputhje me Librin e Zanafillës, se Universi u krijua afërsisht 5000 vjet para lindjes së Krishtit. (Interesante, kjo është afër fundit të Epokës së fundit të Akullnajave - rreth 10,000 para Krishtit - të cilën arkeologët e konsiderojnë fillimin e qytetërimit.)

Aristoteli, si dhe shumica e filozofëve të lashtë grekë, përkundrazi, nuk e pëlqenin idenë e krijimit të botës, sepse ajo vinte nga ndërhyrja hyjnore. Ata besonin se raca njerëzore dhe bota kanë ekzistuar gjithmonë dhe do të ekzistojnë përgjithmonë. Mendimtarët e lashtësisë e kuptuan gjithashtu argumentin e lartpërmendur për përparimin e qytetërimit dhe kundërshtuan: ata deklaruan se raca njerëzore u kthye periodikisht në fazën e fillimit të qytetërimit nën ndikimin e përmbytjeve dhe fatkeqësive të tjera natyrore.

Pyetjet nëse Universi kishte një fillim në kohë dhe nëse është i kufizuar në hapësirë, u ngritën gjithashtu nga filozofi Immanuel Kant në veprën e tij monumentale (megjithëse shumë të vështirë për t'u kuptuar) "Kritika e arsyes së pastër", botuar në 1781. Kanti i quajti këto pyetje antinomitë (d.m.th., kontradiktat) e arsyes së pastër, sepse ai mendonte se kishte argumente po aq bindëse si për tezën - domethënë se Universi kishte një fillim - ashtu edhe për antitezën, domethënë se Universi ka. ka ekzistuar gjithmonë. Për të vërtetuar tezën e tij, Kanti jep arsyetimin e mëposhtëm: nëse universi nuk kishte fillim, atëherë çdo ngjarje duhet të ishte paraprirë nga kohë të pafundme, që sipas filozofit është absurde. Në favor të antitezës, u parashtrua konsiderata se nëse Universi kishte një fillim, atëherë duhet të ketë kaluar një sasi e pafundme kohe përpara tij, dhe nuk është e qartë pse Universi u ngrit në një moment specifik në kohë. Në thelb, arsyetimet e Kantit për tezën dhe antitezën janë pothuajse identike. Në të dyja rastet, arsyetimi bazohet në supozimin e nënkuptuar të filozofit se koha vazhdon pafundësisht në të kaluarën, pavarësisht nëse Universi ka ekzistuar gjithmonë. Siç do të shohim, koncepti i kohës nuk ka asnjë kuptim deri në lindjen e Universit. Shën Agustini ishte i pari që e vuri në dukje këtë. Ai u pyet: "Çfarë bëri Zoti para se të krijonte botën?" dhe Agustini nuk argumentoi se Zoti po përgatiste ferrin për ata që bënin pyetje të tilla. Në vend të kësaj, ai postuloi se koha është një pronë e botës së krijuar nga Zoti dhe se para fillimit të universit, koha nuk ekzistonte.

Kur shumica e njerëzve e konsideronin universin në tërësi si statik dhe të pandryshueshëm, pyetja nëse ai kishte një fillim ishte më shumë një çështje metafizike apo teologjie. Pamja e vëzhguar e botës mund të shpjegohet në mënyrë të barabartë si brenda kornizës së teorisë se Universi ka ekzistuar gjithmonë, ashtu edhe në bazë të supozimit se ai ishte vënë në lëvizje në një kohë të caktuar, por në një mënyrë të tillë që pamja mbetet se ekziston përgjithmonë. Por në 1929 Edwin Hubble bëri zbulim themelor: ai tërhoqi vëmendjen për faktin se galaktikat e largëta, kudo që janë në qiell, gjithmonë largohen prej nesh me shpejtësi të madhe [proporcionale me distancën prej tyre] 3
Këtu dhe më poshtë janë vendosur në kllapa katrore komentet e përkthyesit që sqarojnë tekstin e autorit. - Shënim ed.

Me fjalë të tjera, Universi po zgjerohet. Kjo do të thotë se në të kaluarën, objektet në Univers ishin më afër njëri-tjetrit sesa tani. Dhe duket se në një moment në kohë - diku 10-20 miliardë vjet më parë - gjithçka që është në Univers ishte përqendruar në një vend, dhe për këtë arsye dendësia e Universit ishte e pafundme. Ky zbulim solli çështjen e fillimit të Universit në fushën e shkencës.

Mirënjohje

Libri i kushtohet Jane

Vendosa të përpiqem të shkruaj një libër popullor për hapësirën dhe kohën pasi mbajta Leksionet e Loeb në Harvard në 1982. Në atë kohë kishte mjaft libra kushtuar Universit të hershëm dhe vrimave të zeza, të dyja shumë të mira, për shembull libri i Steven Weinberg "The First Three Minutes" dhe shumë të keq, që nuk ka nevojë të përmendet këtu. Por më dukej se asnjëri prej tyre nuk preku në të vërtetë çështjet që më shtynë të studioja kozmologjinë dhe teoria kuantike: Nga lindi Universi? si dhe pse lindi? a do të përfundojë, dhe nëse përfundon, si? Këto pyetje na interesojnë të gjithëve. Por shkenca moderne është shumë e pasur në matematikë dhe vetëm pak specialistë kanë njohuri të mjaftueshme për këtë të fundit për ta kuptuar këtë. Megjithatë, idetë themelore rreth lindjes dhe fati i ardhshëm Universi mund të paraqitet pa ndihmën e matematikës në atë mënyrë që të bëhen të kuptueshme edhe për njerëzit që nuk kanë marrë edukimi shkencor. Kjo është ajo që jam përpjekur të bëj në librin tim. I takon lexuesit të gjykojë se sa i suksesshëm jam.
Më thanë se çdo formulë e përfshirë në libër do të përgjysmonte numrin e blerësve. Pastaj vendosa të bëj pa formula krejtësisht. Vërtetë, në fund unë ende shkrova një ekuacion - ekuacionin e famshëm të Ajnshtajnit E=mc^2. Shpresoj që të mos trembë gjysmën e lexuesve të mi të mundshëm.
Përveç faktit që u sëmura nga skleroza laterale amiotrofike, atëherë pothuajse në çdo gjë tjetër isha me fat. Ndihma dhe mbështetja e dhënë nga gruaja ime Jane dhe fëmijët Robert, Lucy dhe Timothy më mundësoi të bëj një jetë mjaft normale dhe të arrij sukses në punë. Unë isha me fat në atë që zgjodha fizikës teorike, sepse e gjitha shkon në kokë. Prandaj, dobësia ime fizike nuk u bë një disavantazh serioz. Kolegët e mi shkencorë, pa përjashtim, më kanë ofruar gjithmonë ndihmën maksimale.
Gjatë fazës së parë, "klasike" të punës sime, asistentët dhe bashkëpunëtorët e mi më të afërt ishin Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter dhe George Ellis. Unë u jam mirënjohës atyre për ndihmën e tyre dhe duke punuar së bashku. Kjo fazë përfundoi me botimin e librit “Struktura në shkallë të gjerë e hapësirë-kohës”, të cilin unë dhe Ellis e shkruam në vitin 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Struktura në shkallë të gjerë e hapësirë-kohës. M.: Mir, 1976).
Nuk do të këshilloja askënd që lexon faqet e mëposhtme të konsultohet me të për informacion shtesë: është i mbingarkuar me matematikë dhe i vështirë për t'u lexuar. Shpresoj që që atëherë kam mësuar të shkruaj më lehtë.
Gjatë fazës së dytë, "kuantike" të punës sime, e cila filloi në 1974, kam punuar kryesisht me Gary Gibbons, Don Page dhe Jim Hartle. U detyrohem shumë atyre, si dhe studentëve të mi të diplomuar, të cilët më dhanë ndihmë të jashtëzakonshme si në kuptimin “fizik” dhe në atë “teorik” të fjalës. Nevoja për të vazhduar me studentët e diplomuar ishte një motivues jashtëzakonisht i rëndësishëm dhe, mendoj, më pengoi të mbërthehesha në një baltë.
Brian Witt, një nga studentët e mi, më ndihmoi shumë gjatë punës për librin. Në vitin 1985, pasi skicova skicën e parë të përafërt të librit, u sëmura me pneumoni. M'u desh të operohesha dhe pas trakeotomisë ndalova së foluri dhe kështu pothuajse humba aftësinë për të komunikuar. Mendova se nuk do ta mbaroja dot librin. Por Brian jo vetëm që më ndihmoi ta rishikoja, por gjithashtu më mësoi se si të përdorja programin e komunikimit kompjuterik Living Center, i cili m'u dha nga Walt Waltosh, një punonjës i Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Me ndihmën e tij, unë mund të shkruaj libra dhe artikuj, si dhe të flas me njerëzit përmes një sintetizuesi të të folurit që më është dhënë nga një kompani tjetër Sunnyvale, Speech Plus. David Mason instaloi këtë sintetizues dhe një kompjuter të vogël personal në karrigen time me rrota. Ky sistem ndryshoi gjithçka: u bë edhe më e lehtë për mua të komunikoja sesa përpara se të humbja zërin.
Unë u jam mirënjohës shumë njerëzve që kanë lexuar versionet e hershme të librit për sugjerime se si mund të përmirësohet. Kështu, Peter Gazzardi, redaktori im në Bantam Books, më dërgoi letër pas letre me komente dhe pyetje për pasazhe që ai mendonte se ishin shpjeguar keq. Pa dyshim, u mërzita shumë kur mora një listë të madhe rregullimesh të rekomanduara, por Gazzardi kishte absolutisht të drejtë. Jam i sigurt që libri është bërë më i mirë nga Gazzardi që ma fërkoi hundën në gabimet.
Unë shpreh mirënjohjen time të thellë për asistentët e mi Colin Williams, David Thomas dhe Raymond Laflamme, sekretarët e mi Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dhe Sue Macy dhe infermieret e mia. Nuk do të kisha arritur asgjë nëse të gjitha kostot e kërkimit shkencor dhe kujdesit të nevojshëm mjekësor nuk do të ishin përballuar nga Kolegji Gonville dhe Caius, Këshilli i Kërkimeve të Shkencës dhe Teknologjisë dhe Fondacionet Leverhulme, MacArthur, Nuffield dhe Ralph Smith. I jam shumë mirënjohës të gjithëve.

Parathënie

Ne jetojmë, duke mos kuptuar pothuajse asgjë për strukturën e botës. Ne nuk mendojmë se çfarë mekanizmi gjeneron rrezet e diellit, e cila siguron ekzistencën tonë, ne nuk mendojmë për gravitetin, i cili na mban në Tokë, duke e penguar atë të na hedhë në hapësirë. Ne nuk jemi të interesuar për atomet nga të cilët përbëhemi dhe nga qëndrueshmëria e të cilave ne vetë varemi në thelb. Me përjashtim të fëmijëve (të cilët ende dinë shumë pak për të mos bërë pyetje kaq serioze), pak njerëz pyesin pse natyra është ashtu siç është, nga erdhi kozmosi dhe nëse ka ekzistuar gjithmonë? A nuk mund të kthehet koha një ditë pas në mënyrë që efekti t'i paraprijë shkakut? A ka një kufi të pakapërcyeshëm për njohuritë njerëzore? Madje ka fëmijë (i kam takuar) që duan të dinë se si duket një vrimë e zezë, cila është grimca më e vogël e materies? pse kujtojmë të kaluarën dhe jo të ardhmen? Nëse vërtet ka pasur kaos më parë, atëherë si është e mundur që tani është vendosur rendi i dukshëm? dhe pse ekziston Universi fare?
Në shoqërinë tonë, pranohet që prindërit dhe mësuesit t'u përgjigjen këtyre pyetjeve kryesisht ata ngrenë supet ose thërrasin për ndihmë nga referencat e legjendave fetare të kujtuara në mënyrë të paqartë. Disa njerëzve nuk u pëlqejnë tema të tilla, sepse ato zbulojnë qartë ngushtësinë e të kuptuarit njerëzor.
Por zhvillimi i filozofisë dhe shkencat natyrore progresi ishte kryesisht për shkak të pyetjeve si këto. Gjithnjë e më shumë të rritur po tregojnë interes për ta dhe përgjigjet ndonjëherë janë krejtësisht të papritura për ta. Të ndryshëm në shkallë si nga atomet ashtu edhe nga yjet, ne po i shtyjmë horizontet e eksplorimit për të mbuluar si ato shumë të vogla ashtu edhe shumë të mëdha.
Në pranverën e vitit 1974, rreth dy vjet më parë anije kozmike Vikingi arriti në sipërfaqen e Marsit, unë isha në Angli në një konferencë të organizuar nga Shoqëria Mbretërore e Londrës dhe kushtuar mundësive të kërkimit të qytetërimeve jashtëtokësore. Gjatë një pauze kafeje, vura re një takim shumë më i madh që po bëhej në dhomën ngjitur dhe, për kuriozitet, hyra në të. Kështu u bëra dëshmitar i një rituali të kahershëm - pritjes së anëtarëve të rinj në Shoqëria Mbretërore, e cila është një nga shoqatat më të vjetra të shkencëtarëve në planet. Përpara, një i ri i ulur në një karrige me rrota po shkruante shumë ngadalë emrin e tij në një libër, faqet e mëparshme të të cilit mbanin nënshkrimin e Isaac Njutonit. Kur më në fund përfundoi nënshkrimin, publiku shpërtheu në duartrokitje. Stephen Hawking ishte tashmë një legjendë atëherë.

Hawking tani zë katedrën e matematikës në Universitetin e Kembrixhit, i cili dikur ishte i pushtuar nga Njutoni, dhe më vonë nga P. A. M. Dirac - dy eksplorues i famshëm, i cili studioi një - më të madhin, dhe tjetrin - më të voglin. Hawking është pasardhësi i tyre i denjë. Ky libër i parë popullor nga Hokippa përmban shumë gjëra të dobishme për një audiencë të gjerë. Libri është interesant jo vetëm për gjerësinë e përmbajtjes së tij, por ju lejon të shihni se si funksionon mendimi i autorit. Do të gjeni në të zbulime të qarta për kufijtë e fizikës, astronomisë, kozmologjisë dhe guximit.
Por ky është gjithashtu një libër për Zotin... ose ndoshta për mungesën e Zotit. Fjala "Zot" shfaqet shpesh në faqet e saj. Hawking vendos të gjejë përgjigjen e pyetjes së famshme të Ajnshtajnit nëse Zoti kishte ndonjë zgjedhje kur krijoi Universin. Hawking po përpiqet, siç shkruan ai vetë, të zbërthejë planin e Zotit. Aq më i papritur është përfundimi (të paktën i përkohshëm) në të cilin çojnë këto kërkime: një Univers pa skaj në hapësirë, pa fillim dhe mbarim në kohë, pa asnjë punë për Krijuesin.
Carl Sagan, Universiteti Cornell, Itaca, NY Nju Jork.

1. Ideja jonë për Universin

Një herë një shkencëtar i famshëm (ata thonë se ishte Bertrand Russell) dha një leksion publik mbi astronominë. Ai tregoi se si Toka rrotullohet rreth Diellit, dhe Dielli, nga ana tjetër, rrotullohet rreth qendrës së një grupi të madh yjesh të quajtur Galaktika jonë. Ndërsa ligjërata mbaroi, një plakë e vogël u ngrit nga rreshtat e pasmë të sallës dhe tha: “Gjithçka që na thatë është marrëzi. Në fakt, bota jonë është një pjatë e sheshtë që qëndron në anën e pasme të një breshke gjigante.” Duke buzëqeshur me kënaqësi, shkencëtari pyeti: "Çfarë mbështet breshka?" "Ti je shumë i zgjuar, djalë i ri," u përgjigj plaka. "Një breshkë është në një breshkë tjetër, ajo është gjithashtu mbi një breshkë, dhe kështu me radhë poshtë e poshtë."
Kjo ide e Universit si një kullë e pafund breshkash do të duket qesharake për shumicën prej nesh, por pse mendojmë se ne vetë e dimë më mirë? Çfarë dimë për Universin dhe si e dinim? Nga lindi Universi dhe çfarë do të ndodhë me të? A kishte Universi një fillim dhe nëse po, çfarë ndodhi para fillimit? Cili është thelbi i kohës? A do të përfundojë ndonjëherë? Arritjet në fizikë në vitet e fundit, të cilat pjesërisht ia detyrojmë fantashkencës teknologji e re, na lejoni që më në fund të marrim përgjigje për të paktën disa nga këto pyetje të kahershme. Koha do të kalojë, dhe këto përgjigje mund të bëhen po aq të dukshme sa fakti që Toka rrotullohet rreth Diellit, dhe ndoshta aq qesharake sa një kullë breshkash. Vetëm koha (çfarëdo qoftë kjo) do të vendosë.
Në vitin 340 para Krishtit. e. Filozofi grek Aristoteli në librin e tij "On the Heaves" dha dy argumente bindëse në favor të faktit se Toka nuk është një pllakë e sheshtë, por top i rrumbullakët. Së pari, Aristoteli mendoi se eklipset hënore ndodhin kur Toka është midis Hënës dhe Diellit. Toka gjithmonë hedh një hije të rrumbullakët në Hënë, dhe kjo mund të ndodhë vetëm nëse Toka është sferike. Nëse Toka do të ishte një disk i sheshtë, hija e saj do të kishte formën e një elipsi të zgjatur, përveç nëse një eklips ndodh gjithmonë pikërisht në momentin kur Dielli është pikërisht në boshtin e diskut. Së dyti, nga përvoja e udhëtimeve të tyre grekët e dinin se në rajonet jugore Ylli polar ndodhet më poshtë në qiell sesa në ato veriore. (Për shkak se Polaris është mbi Polin e Veriut, do të jetë drejtpërdrejt mbi kokën e një vëzhguesi që qëndron në Polin e Veriut, por për dikë në ekuator do të duket se është në horizont.) Duke ditur ndryshimin në pozicionin e dukshëm të Yllit të Veriut në Egjipt dhe Greqi, Aristoteli madje ishte në gjendje të llogariste se gjatësia e ekuatorit është 400,000 stadione. Nuk dihet saktësisht se çfarë është stade, por është afër 200 metra, dhe për këtë arsye vlerësimi i Aristotelit është afërsisht 2 herë vlerë më të madhe, pranuar tani. Grekët kishin gjithashtu një argument të tretë në favor të formës sferike të Tokës: nëse Toka nuk është e rrumbullakët, atëherë pse ne fillimisht shohim velat e një anijeje që ngrihen mbi horizont, dhe vetëm atëherë vetë anijen?
Aristoteli mendonte se Toka ishte e palëvizshme dhe Dielli, Hëna, planetët dhe yjet rrotulloheshin rreth saj në orbita rrethore. Ai besonte kështu, sepse në përputhje me pikëpamjet e tij mistike, ai e konsideronte Tokën si qendrën e Universit dhe lëvizjen rrethore si më të përsosurën. Ptolemeu e zhvilloi idenë e Aristotelit në një model të plotë kozmologjik në shekullin II. Toka qëndron në qendër, e rrethuar nga tetë sfera që mbajnë Hënën, Diellin dhe pesë planetët e njohur atëherë: Mërkuri, Venusi, Marsi, Jupiteri dhe Saturni (Fig. 1.1). Vetë planetët, besonte Ptolemeu, lëviznin në rrathë më të vegjël të lidhur me sferat përkatëse. Kjo shpjegoi rrugën shumë komplekse që ne shohim që planetët marrin. Në sferën e fundit janë yjet e palëvizshëm, të cilët, duke qëndruar në të njëjtin pozicion në raport me njëri-tjetrin, lëvizin nëpër qiell të gjithë së bashku si një e tërë e vetme. Ajo që shtrihej përtej sferës së fundit nuk u shpjegua, por në çdo rast nuk ishte më pjesë e Universit që njerëzimi vëzhgon.

Modeli i Ptolemeut bëri të mundur parashikimin mjaft mirë të pozicionit të trupave qiellorë në qiell, por për një parashikim të saktë ai duhej të pranonte që trajektorja e Hënës në disa vende i afrohet Tokës 2 herë më shumë se në disa të tjera! Kjo do të thotë që në një pozicion Hëna duhet të duket 2 herë më e madhe se në një tjetër! Ptolemeu ishte i vetëdijshëm për këtë mangësi, por megjithatë teoria e tij u njoh, megjithëse jo kudo. Kisha e Krishterë e pranoi modelin Ptolemeik të Universit si jo në kundërshtim me Biblën, sepse ky model ishte shumë i mirë në atë që linte shumë hapësirë për ferrin dhe parajsën jashtë sferës së yjeve të fiksuar. Megjithatë, në vitin 1514, prifti polak Nicolaus Copernicus propozoi një model edhe më të thjeshtë. (Në fillim, ndoshta nga frika se Kisha do ta shpallte heretik, Koperniku e promovoi modelin e tij në mënyrë anonime). Ideja e tij ishte se Dielli qëndronte i palëvizshëm në qendër, dhe Toka dhe planetët e tjerë rrotulloheshin rreth tij në orbita rrethore. Kaloi gati një shekull përpara se ideja e Kopernikut të merrej seriozisht. Dy astronomë, gjermani Johannes Kepler dhe italiani Galileo Galilei, mbështetën publikisht teorinë e Kopernikut, edhe pse orbitat e parashikuara nga Koperniku nuk përputheshin saktësisht me ato të vëzhguara. Teoria e Aristotelit-Ptolemeut mori fund në vitin 1609 kur Galileo filloi të vëzhgonte qiellin e natës me një teleskop të sapo shpikur. Duke drejtuar teleskopin e tij drejt planetit Jupiter, Galileo zbuloi disa satelitë të vegjël, ose hëna, që rrotullohen rreth Jupiterit. Kjo do të thoshte se jo të gjithë trupat qiellorë duhet domosdoshmërisht të rrotullohen drejtpërdrejt rreth Tokës, siç besonin Aristoteli dhe Ptolemeu. (Sigurisht, ende mund të supozohet se Toka është në qetësi në qendër të Universit, dhe hënat e Jupiterit lëvizin shumë rrugë e vështirë rreth Tokës, në mënyrë që ata të duken vetëm se po rrotullohen rreth Jupiterit. Megjithatë, teoria e Kopernikut ishte shumë më e thjeshtë.) Në të njëjtën kohë, Johannes Kepler modifikoi teorinë e Kopernikut bazuar në supozimin se planetët nuk lëvizin në rrathë, por në elips (një elipsë është një rreth i zgjatur). Më në fund, tani parashikimet përkonin me rezultatet e vëzhgimeve.
Sa për Keplerin, orbitat e tij eliptike ishin një hipotezë artificiale (ad hoc) dhe, për më tepër, një hipotezë "e pahijshme", pasi një elips është një figurë shumë më pak e përsosur se një rreth. Pasi zbuloi pothuajse rastësisht se orbitat eliptike ishin në përputhje të mirë me vëzhgimet, Kepleri nuk ishte kurrë në gjendje ta pajtonte këtë fakt me idenë e tij se planetët rrotullohen rreth Diellit nën ndikimin e forcave magnetike. Shpjegimi erdhi vetëm shumë më vonë, në 1687, kur Isak Njutoni botoi librin e tij "Parimet Matematikore të Filozofisë Natyrore". Në të, Njutoni jo vetëm që parashtroi teorinë e lëvizjes së trupave materialë në kohë dhe hapësirë, por gjithashtu zhvilloi komplekse metodat matematikore, e nevojshme për analizimin e lëvizjes së trupave qiellorë. Përveç kësaj, Njutoni postuloi ligjin e gravitetit universal, sipas të cilit çdo trup në Univers tërhiqet nga çdo trup tjetër me forcë më të madhe, sa më e madhe të jetë masa e këtyre trupave dhe sa më e vogël të jetë distanca midis tyre. Kjo është e njëjta forcë që i bën trupat të bien në tokë. (Historia se Njutoni u frymëzua nga një mollë që i ra në kokë është pothuajse me siguri e pabesueshme. Vetë Njutoni tha vetëm se ideja e gravitetit erdhi ndërsa ai ishte ulur në një "gjendje medituese" dhe "rasti ishte rënia e një mollë.”). Njutoni më tej tregoi se, sipas ligjit të tij, Hëna, nën ndikimin e forcave gravitacionale, lëviz në një orbitë eliptike rreth Tokës dhe Toka dhe planetët rrotullohen në orbita eliptike rreth Diellit.
Modeli i Kopernikut ndihmoi për të hequr qafe Ptolemenjtë sferat qiellore, dhe në të njëjtën kohë nga ideja se Universi ka një lloj kufiri natyror. Meqenëse "yjet fikse" nuk e ndryshojnë pozicionin e tyre në qiell, përveç lëvizjes së tyre rrethore që lidhet me rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj, ishte e natyrshme të supozohej se yjet fikse janë objekte të ngjashme me Diellin tonë, vetëm shumë më tepër. i largët.
Njutoni e kuptoi se, sipas teorisë së tij të gravitetit, yjet duhet të tërhiqen nga njëri-tjetri dhe për këtë arsye, siç duket, nuk mund të qëndrojnë plotësisht të palëvizshëm. A nuk duhet të bien njëri mbi tjetrin, duke u afruar në një moment? Në vitin 1691, në një letër drejtuar Richard Bentley-t, një tjetër mendimtar i shquar i kohës, Njutoni tha se kjo do të ndodhte vërtet nëse do të kishim vetëm një numër të kufizuar yjesh në një rajon të kufizuar të hapësirës. Por, arsyetoi Njutoni, nëse numri i yjeve është i pafund dhe ata janë pak a shumë të shpërndarë në mënyrë të barabartë në hapësirën e pafundme, atëherë kjo nuk do të ndodhë kurrë, pasi nuk ka asnjë pikë qendrore ku ata do të duhej të bien.
Këto argumente janë një shembull se sa e lehtë është të futesh në telashe kur flet për pafundësinë. Në një Univers të pafund, çdo pikë mund të konsiderohet qendra, pasi në të dy anët e saj numri i yjeve është i pafund. Vetëm shumë më vonë ata kuptuan se një qasje më e saktë ishte të merrnin një sistem të fundëm në të cilin të gjithë yjet bien mbi njëri-tjetrin, duke u prirur drejt qendrës, dhe të shihnin se çfarë ndryshimesh do të ndodhnin nëse shtonim gjithnjë e më shumë yje, të shpërndarë afërsisht. në mënyrë të barabartë jashtë rajonit në shqyrtim. Sipas ligjit të Njutonit, yjet shtesë, mesatarisht, nuk do të ndikojnë në ato origjinale në asnjë mënyrë, d.m.th., yjet do të bien me të njëjtën shpejtësi në qendër të zonës së zgjedhur. Pavarësisht sa yje shtojmë, ata gjithmonë do të priren drejt qendrës. Në ditët e sotme, dihet se një model statik i pafund i Universit është i pamundur nëse forcat gravitacionale mbeten gjithmonë forca të tërheqjes së ndërsjellë.
Pyes veten se si ishte gjendjen e përgjithshme Mendimi shkencor deri në fillim të shekullit të 20-të: askujt nuk i kishte shkuar në mendje se Universi mund të zgjerohej ose tkurret. Të gjithë besonin se Universi ose ekzistonte gjithmonë në një gjendje të pandryshuar, ose ishte krijuar në një moment në të kaluarën afërsisht siç është tani. Kjo mund të shpjegohet pjesërisht me prirjen e njerëzve për të besuar në të vërtetat e përjetshme, si dhe me tërheqjen e veçantë të idesë se, edhe nëse ata vetë plaken dhe vdesin, Universi do të mbetet i përjetshëm dhe i pandryshuar.
Edhe ata shkencëtarë që kuptuan se teoria e gravitetit të Njutonit e bëri të pamundur një Univers statik, nuk menduan për hipotezën e Universit në zgjerim. Ata u përpoqën të modifikonin teorinë duke e bërë forcën gravitacionale të neveritshme në distanca shumë të mëdha. Kjo praktikisht nuk e ndryshoi lëvizjen e parashikuar të planetëve, por lejoi që shpërndarja e pafundme e yjeve të qëndronte në ekuilibër, pasi tërheqja e yjeve të afërt kompensohej nga zmbrapsja nga ato të largëta. Por tani ne besojmë se një ekuilibër i tillë do të ishte i paqëndrueshëm. Në fakt, nëse në ndonjë zonë yjet afrohen pak më shumë, atëherë forcat tërheqëse midis tyre do të rriten dhe do të bëhen më të mëdha se forcat refuzuese, kështu që yjet do të vazhdojnë të afrohen. Nëse distanca midis yjeve rritet pak, atëherë forcat refuzuese do të peshojnë më shumë dhe distanca do të rritet.
Një tjetër kundërshtim ndaj modelit të një universi të pafund statik zakonisht i atribuohet filozofit gjerman Heinrich Olbers, i cili botoi një vepër mbi këtë model në 1823. Në fakt, shumë nga bashkëkohësit e Njutonit po punonin për të njëjtin problem, dhe gazeta e Albers nuk ishte as e para që ngriti kundërshtime serioze. Ajo ishte e para që u citua gjerësisht. Kundërshtimi është ky: në një Univers të pafund statik, çdo rreze vizioni duhet të qëndrojë në ndonjë yll. Por atëherë qielli, edhe gjatë natës, duhet të shkëlqejë me shkëlqim, si Dielli. Kundërargumenti i Olbers ishte se drita që vjen tek ne nga yjet e largët duhet të zbutet nga thithja e materies në rrugën e saj.
Por në këtë rast, vetë kjo substancë duhet të nxehet dhe të shkëlqejë me shkëlqim, si yjet. Mënyra e vetme për të shmangur përfundimin se qielli i natës shkëlqen me shkëlqim si Dielli është të supozojmë se yjet nuk shkëlqenin gjithmonë, por u ndezën në një moment. moment të caktuar kohë në të kaluarën. Atëherë substanca thithëse mund të mos ketë pasur ende kohë për t'u ngrohur, ose drita e yjeve të largët nuk ka arritur ende tek ne. Por lind pyetja: pse u ndezën yjet?
Sigurisht, problemi i origjinës së Universit ka pushtuar mendjet e njerëzve për një kohë shumë të gjatë. Sipas një numri kozmogonish të hershme dhe miteve judeo-kristiano-myslimane, Universi ynë u ngrit në një moment specifik dhe jo shumë të largët në të kaluarën. Një nga arsyet e besimeve të tilla ishte nevoja për të gjetur "shkakun e parë" të ekzistencës së Universit. Çdo ngjarje në Univers shpjegohet duke treguar shkakun e saj, domethënë një ngjarje tjetër që ka ndodhur më herët; një shpjegim i tillë i ekzistencës së vetë Universit është i mundur vetëm nëse ai do të kishte një fillim. Një arsye tjetër u parashtrua nga Shën Agustini ( Kisha Ortodokse Agustinin e konsideron të bekuar dhe Kisha Katolike e konsideron shenjtor. - përafërsisht. red.). në librin “Qyteti i Zotit”. Ai theksoi se qytetërimi po përparon dhe ne kujtojmë se kush e ka kryer këtë apo atë akt dhe kush ka shpikur çfarë. Prandaj, njerëzimi, dhe për këtë arsye, me siguri, Universi, nuk ka gjasa të ekzistojë për shumë kohë. Shën Agustini e konsideroi datën e pranueshme për krijimin e Universit, që korrespondon me librin e Zanafillës: afërsisht 5000 para Krishtit. (Interesante, kjo datë nuk është aq larg nga fundi i fundit epoka e akullit– 10,000 para Krishtit para erës sonë, të cilën arkeologët e konsiderojnë fillimin e qytetërimit).
Aristotelit dhe shumicës së filozofëve të tjerë grekë nuk e pëlqyen idenë e krijimit të Universit, pasi lidhej me ndërhyrjen hyjnore. Prandaj, ata besonin se njerëzit dhe bota rreth tyre ekzistonin dhe do të ekzistonin përgjithmonë. Shkencëtarët e lashtësisë e shqyrtuan argumentin në lidhje me përparimin e qytetërimit dhe vendosën që në botë ndodhnin periodikisht përmbytje dhe kataklizma të tjera, të cilat gjatë gjithë kohës e kthyen njerëzimin në pikën fillestare të qytetërimit.
Pyetje nëse universi u ngrit në një moment momenti i fillimit koha dhe nëse është e kufizuar në hapësirë, u shqyrtua më vonë nga filozofi Immanuel Kant në veprën e tij monumentale (dhe shumë të errët) "Kritika e arsyes së pastër", e cila u botua në 1781. Ai i quajti këto pyetje antinomi (d.m.th. kontradikta) të arsyes së pastër, pasi ai pa se është po aq e pamundur të vërtetohet ose të përgënjeshtrohet as teza për domosdoshmërinë e fillimit të Universit, as antiteza për ekzistencën e tij të përjetshme. Teza e Kantit u argumentua me faktin se nëse Universi nuk do të kishte fillim, atëherë çdo ngjarje do t'i paraprinte një periudhë të pafundme kohore dhe Kanti e konsideroi këtë absurde. Në mbështetje të antitezës, Kanti tha se nëse Universi do të kishte një fillim, atëherë do t'i kishte paraprirë një periudhë e pafundme kohore, dhe pastaj pyetja është, pse Universi u ngrit papritur në një moment të kohës dhe jo në një tjetër? Në fakt, argumentet e Kantit janë pothuajse të njëjta si për tezën ashtu edhe për antitezën. Ai rrjedh nga supozimi i heshtur se koha është e pafundme në të kaluarën, pavarësisht nëse universi ka ekzistuar apo nuk ka ekzistuar përgjithmonë. Siç do të shohim më poshtë, para shfaqjes së Universit, koncepti i kohës është i pakuptimtë. Këtë fillimisht e vuri në dukje Shën Agustini. Kur u pyet se çfarë po bënte Zoti para se të krijonte universin, Agustini nuk u përgjigj kurrë se Zoti po përgatiste ferrin për ata që bënin pyetje të tilla. Jo, ai tha se koha është një pronë integrale e Universit e krijuar nga Zoti dhe për këtë arsye nuk kishte kohë para shfaqjes së Universit.
Kur shumica e njerëzve besonin në një univers statik dhe të pandryshueshëm, pyetja nëse ai kishte një fillim apo jo ishte në thelb një çështje e metafizikës dhe teologjisë. Të gjitha fenomenet e vëzhgueshme mund të shpjegohen ose me një teori në të cilën universi ka ekzistuar përgjithmonë, ose nga një teori në të cilën universi është krijuar në një moment të caktuar kohor në një mënyrë të tillë që gjithçka dukej sikur të kishte ekzistuar përgjithmonë. Por në vitin 1929, Edwin Hubble bëri një zbulim epokal: doli se pavarësisht se cila pjesë e qiellit vëzhgohet, të gjitha galaktikat e largëta po largohen me shpejtësi nga ne. Me fjalë të tjera, Universi po zgjerohet. Kjo do të thotë se në kohët e mëparshme të gjitha objektet ishin më afër njëri-tjetrit sesa tani. Kjo do të thotë se ka qenë me sa duket një kohë, rreth dhjetë ose njëzet mijë milionë vjet më parë, kur ata ishin të gjithë në një vend, kështu që dendësia e Universit ishte pafundësisht e madhe. Zbulimi i Hubble solli pyetjen se si filloi Universi në fushën e shkencës.
Vëzhgimet e Hubble sugjeruan se kishte një kohë, i ashtuquajturi Big Bang, kur Universi ishte pafundësisht i vogël dhe pafundësisht i dendur. Në kushte të tilla, të gjitha ligjet e shkencës bëhen të pakuptimta dhe nuk na lejojnë të parashikojmë të ardhmen. Nëse edhe më herët ndodhnin ndonjë ngjarje, ato nuk mund të ndikonin në asnjë mënyrë në atë që po ndodh tani. Për shkak të mungesës së pasojave të dukshme, ato thjesht mund të neglizhohen. Big Bengu mund të konsiderohet fillimi i kohës në kuptimin që kohët e mëparshme thjesht nuk do të ishin përcaktuar. Le të theksojmë se një pikënisje e tillë për kohën është shumë e ndryshme nga gjithçka që u propozua para Hubble. Fillimi i kohës në një Univers të pandryshueshëm është diçka që duhet të përcaktohet nga diçka që ekziston jashtë Universit; Nuk ka nevojë fizike për fillimin e Universit. Krijimi i Universit nga Zoti mund t'i atribuohet çdo momenti në të kaluarën. Nëse Universi po zgjerohet, atëherë mund të ketë arsye fizike në mënyrë që të ketë një fillim. Ende mund të imagjinohet se ishte Zoti që krijoi Universin - për momentin shpërthim i madh apo edhe më vonë (por sikur të kishte ndodhur një shpërthim i madh). Megjithatë, do të ishte absurde të thuhej se universi erdhi në ekzistencë para shpërthimit të madh. Ideja e një Universi në zgjerim nuk e përjashton krijuesin, por vendos kufizime në datën e mundshme të punës së tij!

Stephen Hawking - fizikan i famshëm, i cili kontribuoi kontribut të madh në shkencë, pasi ka trajnuar shumë njerëz, pavarësisht se ai e kalon jetën në një karrige me rrota. Ai është i njohur gjerësisht jo vetëm në qarqet shkencore. Libri i tij "Një histori e shkurtër e kohës" ngjalli interes të madh tek lexuesit dhe u bë i njohur.

Hawking studioi të gjitha teoritë e origjinës së Universit dhe kreu kërkime. Në punën e tij, ai u jep përgjigje pyetjeve që kanë munduar shumë njerëz që nga fillimi i krijimit të botës. Autori përshkruan se si u krijua Universi, çfarë ishte Big Bengu dhe çfarë ndodhi pas tij. Çfarë është Universi gjithsesi? Dhe si e shohim atë, dhe a e shohim atë ashtu siç është?

Libri A Brief History of Time shqyrton gjithashtu marrëdhënien midis hapësirës dhe kohës. Shkencëtari flet për mënyrën se si rrjedh koha dhe nëse ka qenë gjithmonë ashtu siç është tani; A ka vende ku koha rrjedh më shpejt apo më ngadalë?

Lexuesit do të jenë në gjendje të gjejnë përgjigje për pyetjet: çfarë është Vrima e zezë? Si duket ajo? Apo ndoshta ajo nuk është aq e zezë?..

Me zhvillimin e qytetërimit, gjithnjë e më shumë njerëz dhe shkencëtarë po pyesin se nga erdhi hapësira, pse shkëlqen Dielli, çfarë janë yjet. Shumë njerëz duan të dinë të vërtetën se si u krijua bota. Disa njerëz preferojnë të mendojnë se Zoti e krijoi atë, të tjerët janë të sigurt se e gjithë kjo është rezultat i Big Bengut. Ka shumë teori që nuk janë vërtetuar 100%. Dhe sigurisht, pyetja interesante është nëse Universi mund të ekzistojë përgjithmonë, nëse është i pafund apo nëse ka një lloj kufijsh kohorë dhe hapësinorë.

Libri është shkruar thjeshtë në gjuhë të qartë, nuk do të ketë formula komplekse të ndërlidhura në të, ju mund të gjeni vetëm një formulë atje. Megjithatë, rekomandohet të keni njohuri bazë të fizikës për ta bërë më të lehtë perceptimin e informacionit të ofruar. Libri do të jetë me interes për të gjithë ata që duan të mësojnë për krijimin e Universit dhe ligjet e tij.

Në faqen tonë të internetit mund të shkarkoni falas dhe pa regjistrim librin "Një histori e shkurtër e kohës" nga Stephen Hawking në formatin fb2, rtf, epub, pdf, txt, të lexoni librin online ose ta blini librin në dyqanin online.

Stephen Hawking

HISTORIKU I SHKURTËR I KOHËS.

Nga shpërthimi i madh te vrimat e zeza

Mirënjohje

Libri i kushtohet Jane

Më thanë se çdo formulë e përfshirë në libër do të përgjysmonte numrin e blerësve. Pastaj vendosa të bëj pa formula krejtësisht. Vërtetë, në fund unë ende shkrova një ekuacion - ekuacionin e famshëm të Ajnshtajnit E=mc^2. Shpresoj që të mos trembë gjysmën e lexuesve të mi të mundshëm.

Përveç faktit që u sëmura nga skleroza laterale amiotrofike, atëherë pothuajse në çdo gjë tjetër isha me fat. Ndihma dhe mbështetja e dhënë nga gruaja ime Jane dhe fëmijët Robert, Lucy dhe Timothy më mundësoi të bëj një jetë mjaft normale dhe të arrij sukses në punë. Unë kam qenë edhe me fat që kam zgjedhur fizikën teorike, sepse e gjitha më shkon në kokë. Prandaj, dobësia ime fizike nuk u bë një disavantazh serioz. Kolegët e mi shkencorë, pa përjashtim, më kanë ofruar gjithmonë ndihmën maksimale.

Gjatë fazës së parë, "klasike" të punës sime, asistentët dhe bashkëpunëtorët e mi më të afërt ishin Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter dhe George Ellis. I jam mirënjohës për ndihmën dhe bashkëpunimin e tyre. Kjo fazë përfundoi me botimin e librit “Struktura në shkallë të gjerë e hapësirë-kohës”, të cilin unë dhe Ellis e shkruam në vitin 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Struktura në shkallë të gjerë e hapësirë-kohës. M.: Mir, 1976).

Gjatë fazës së dytë, "kuantike" të punës sime, e cila filloi në 1974, kam punuar kryesisht me Gary Gibbons, Don Page dhe Jim Hartle. U detyrohem shumë atyre, si dhe studentëve të mi të diplomuar, të cilët më dhanë ndihmë të jashtëzakonshme si në kuptimin “fizik” dhe në atë “teorik” të fjalës. Nevoja për të vazhduar me studentët e diplomuar ishte një motivues jashtëzakonisht i rëndësishëm dhe, mendoj, më pengoi të mbërthehesha në një baltë.

Brian Witt, një nga studentët e mi, më ndihmoi shumë gjatë punës për librin. Në vitin 1985, pasi skicova skicën e parë të përafërt të librit, u sëmura me pneumoni. M'u desh të operohesha dhe pas trakeotomisë ndalova së foluri dhe kështu pothuajse humba aftësinë për të komunikuar. Mendova se nuk do ta mbaroja dot librin. Por Brian jo vetëm që më ndihmoi ta rishikoja, por gjithashtu më mësoi se si të përdorja programin e komunikimit kompjuterik Living Center, i cili m'u dha nga Walt Waltosh, një punonjës i Words Plus, Inc., Sunnyvale, California. Me ndihmën e tij, unë mund të shkruaj libra dhe artikuj, si dhe të flas me njerëzit përmes një sintetizuesi të të folurit që më është dhënë nga një kompani tjetër Sunnyvale, Speech Plus. David Mason instaloi këtë sintetizues dhe një kompjuter të vogël personal në karrigen time me rrota. Ky sistem ndryshoi gjithçka: u bë edhe më e lehtë për mua të komunikoja sesa përpara se të humbja zërin.

Unë u jam mirënjohës shumë njerëzve që kanë lexuar versionet e hershme të librit për sugjerime se si mund të përmirësohet. Kështu, Peter Gazzardi, redaktori im në Bantam Books, më dërgoi letër pas letre me komente dhe pyetje për pasazhe që ai mendonte se ishin shpjeguar keq. Pa dyshim, u mërzita shumë kur mora një listë të madhe rregullimesh të rekomanduara, por Gazzardi kishte absolutisht të drejtë. Jam i sigurt që libri është bërë më i mirë nga Gazzardi që ma fërkoi hundën në gabimet.

Unë shpreh mirënjohjen time të thellë për asistentët e mi Colin Williams, David Thomas dhe Raymond Laflamme, sekretarët e mi Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington dhe Sue Macy dhe infermieret e mia. Nuk do të kisha arritur asgjë nëse të gjitha kostot e kërkimit shkencor dhe kujdesit të nevojshëm mjekësor nuk do të ishin përballuar nga Kolegji Gonville dhe Caius, Këshilli i Kërkimeve të Shkencës dhe Teknologjisë dhe Fondacionet Leverhulme, MacArthur, Nuffield dhe Ralph Smith. I jam shumë mirënjohës të gjithëve.

Parathënie

Ne jetojmë, duke mos kuptuar pothuajse asgjë për strukturën e botës. Ne nuk mendojmë se çfarë mekanizmi gjeneron dritën e diellit që siguron ekzistencën tonë, ne nuk mendojmë për gravitetin, i cili na mban në Tokë, duke e penguar atë të na hedhë në hapësirë. Ne nuk jemi të interesuar për atomet nga të cilët përbëhemi dhe nga qëndrueshmëria e të cilave ne vetë varemi në thelb. Me përjashtim të fëmijëve (të cilët ende dinë shumë pak për të mos bërë pyetje kaq serioze), pak njerëz pyesin pse natyra është ashtu siç është, nga erdhi kozmosi dhe nëse ka ekzistuar gjithmonë? A nuk mund të kthehet koha një ditë pas në mënyrë që efekti t'i paraprijë shkakut? A ka një kufi të pakapërcyeshëm për njohuritë njerëzore? Madje ka fëmijë (i kam takuar) që duan të dinë se si duket një vrimë e zezë, cila është grimca më e vogël e materies? pse kujtojmë të kaluarën dhe jo të ardhmen? Nëse vërtet ka pasur kaos më parë, atëherë si është e mundur që tani është vendosur rendi i dukshëm? dhe pse ekziston Universi fare?

Në shoqërinë tonë, është e zakonshme që prindërit dhe mësuesit t'u përgjigjen këtyre pyetjeve duke ngritur supet ose duke bërë thirrje për ndihmë nga referencat e legjendave fetare të kujtuara në mënyrë të paqartë. Disa njerëzve nuk u pëlqejnë tema të tilla, sepse ato zbulojnë qartë ngushtësinë e të kuptuarit njerëzor.

Por zhvillimi i filozofisë dhe i shkencave natyrore eci përpara kryesisht falë pyetjeve si këto. Gjithnjë e më shumë të rritur po tregojnë interes për ta dhe përgjigjet ndonjëherë janë krejtësisht të papritura për ta. Të ndryshëm në shkallë si nga atomet ashtu edhe nga yjet, ne po i shtyjmë horizontet e eksplorimit për të mbuluar si ato shumë të vogla ashtu edhe shumë të mëdha.

Në pranverën e vitit 1974, rreth dy vjet përpara se anija kozmike Viking të arrinte në sipërfaqen e Marsit, isha në Angli në një konferencë të organizuar nga Shoqëria Mbretërore e Londrës mbi mundësitë e kërkimit të qytetërimeve jashtëtokësore. Gjatë një pauze kafeje, vura re një takim shumë më i madh që po bëhej në dhomën ngjitur dhe, për kuriozitet, hyra në të. Kështu që unë dëshmova një ritual të kahershëm - pranimin e anëtarëve të rinj në Shoqërinë Mbretërore, e cila është një nga shoqatat më të vjetra të shkencëtarëve në planet. Përpara, një i ri i ulur në një karrige me rrota po shkruante shumë ngadalë emrin e tij në një libër, faqet e mëparshme të të cilit mbanin nënshkrimin e Isaac Njutonit. Kur më në fund përfundoi nënshkrimin, publiku shpërtheu në duartrokitje. Stephen Hawking ishte tashmë një legjendë atëherë.

Hawking tani zë katedrën e matematikës në Universitetin e Kembrixhit, i cili dikur u pushtua nga Njutoni dhe më vonë nga P. A. M. Dirac - dy studiues të famshëm që studiuan njërin - më të madhin dhe tjetrin - më të voglin. Hawking është pasardhësi i tyre i denjë. Ky libër i parë popullor nga Hokippa përmban shumë gjëra të dobishme për një audiencë të gjerë. Libri është interesant jo vetëm për gjerësinë e përmbajtjes së tij, por ju lejon të shihni se si funksionon mendimi i autorit. Do të gjeni në të zbulime të qarta për kufijtë e fizikës, astronomisë, kozmologjisë dhe guximit.

Fonti: Më pak Ahh Më shumë Ahh

Leonard Mlodinow

Një histori e shkurtër e kohës

* * *

Parathënie

Titulli i këtij libri ndryshon nga titulli i të parit të botuar në vitin 1988, vetëm me një fjalë. Një histori e shkurtër e kohës mbeti në listën më të shitur të gazetës londineze The Sunday Times gjatë 237 javëve - afërsisht një kopje u shit për çdo 750 banorë të Tokës, burra, gra dhe fëmijë. Ky është një sukses i jashtëzakonshëm për një libër që trajton një nga aspektet më të vështira fizika moderne. Por më e vështira është gjithmonë më interesante, pasi po flasim për pyetje të rëndësishme, themelore: çfarë dimë ne, në thelb, për Universin? Si e dimë këtë? Si lindi Universi dhe çfarë fati e pret? Këto pyetje janë në qendër të "Një histori e shkurtër e kohës" dhe ato mbeten fokusi i këtij libri. Në vitet që kur një histori e shkurtër u shfaq në raftet, kam marrë shumë letra nga e gjithë bota nga lexues të të gjitha moshave dhe prejardhjeve. Një nga kërkesat më të zakonshme është të shkruhet një "Histori e shkurtër" e re, duke ruajtur thelbin e asaj të mëparshme, por duke i paraqitur idetë kryesore më qartë dhe ngadalë. Sigurisht, ky libër mund të quhet “Pak më pak histori e shkurtër kohë”, por, siç e kuptoj unë, vështirë se dikush dëshiron të marrë një vëllim mbresëlënës që i ngjan një kursi universitar në kozmologji.

Pra, disa fjalë për natyrën e këtij libri. kur shkruani " Histori e shkurtër kohë" ne ndoqëm logjikën e botimit të parë, por e zgjeruam atë, duke pasur parasysh se libri i ri duhet të jetë i lehtë për t'u lexuar dhe jo shumë i gjatë. Historia ishte me të vërtetë e shkurtuar, pasi unë përjashtova disa aspekte teknike tepër komplekse, por kjo u kompensua më shumë nga një qasje e thellë ndaj materialit që qëndron në themel të librit.

Ne shfrytëzuam gjithashtu rastin për të zgjeruar botimin duke përfshirë të dhëna të reja vëzhguese dhe teorike. Një histori e shkurtër e kohës përshkruan arritjet e fundit të fizikantëve teorikë që luftojnë me një teori të unifikuar të gjithçkaje. forca fizike. Në veçanti, bëhet fjalë për përparimin e teorisë së fijeve, si dhe për dualizmin, ose korrespondencat e ndërsjella midis teorive fizike në dukje krejtësisht të ndryshme, të cilat mund të merren si dëshmi për ekzistencën e teori e unifikuar- themeli i së tërës shkenca fizike. Libri gjithashtu paraqet vëzhgime të reja të rëndësishme të bëra nga sateliti. COBE(anglisht) Eksploruesi i Sfondit Kozmik– “CMB Explorer”) dhe Teleskopi Hapësinor Hubble.

Rreth dyzet vjet më parë, Richard Feynman tha: “Ne jemi shumë me fat që jetojmë në një epokë ku ne jemi ende duke bërë zbulime. Është si të zbulosh Amerikën - e bën vetëm një herë. Koha në të cilën jetojmë është një epokë zbulimesh. ligjet themelore natyra." Sot ne jemi më afër se kurrë për të kuptuar natyrën e Universit dhe në këto faqe dëshirojmë të ndajmë me lexuesin kënaqësinë e njohjes me këto zbulime dhe pamjen e re të botës që ato po formojnë para syve tanë.

Kapitulli 1. Reflektime mbi Universin

Ne jetojmë në një Univers të çuditshëm dhe të mrekullueshëm. Duhet një imagjinatë e jashtëzakonshme për të kuptuar dhe vlerësuar moshën, madhësinë, temperamentin e dhunshëm dhe bukurinë e saj. Dhe duket se ne zëmë një vend shumë të parëndësishëm në këtë kozmos të gjerë, dhe duam ta kuptojmë atë dhe të kuptojmë rolin tonë në Univers. Disa dekada më parë, një shkencëtar i famshëm (që thuhet se është Bertrand Russell), duke dhënë një leksion publik mbi astronominë, shpjegoi se si Toka lëviz në orbitë rreth Diellit dhe se si Dielli nga ana e tij lëviz në orbitë rreth qendrës së një koleksioni të madh yjesh. i quajtur Galaxy. Kur ligjërata mbaroi, një grua e vogël e moshuar në fund të dhomës tha: "Gjithçka që ata thanë këtu është absurditet i plotë. Bota është një pjatë e sheshtë mbi kurrizin e një breshke gjigante”. Shkencëtari buzëqeshi me përbuzje dhe pyeti: "Për çfarë qëndron breshka?" - Epo, ti je një djalë i ri shumë i zgjuar, - tha e moshuara, - një breshkë qëndron mbi një breshkë tjetër, dhe ajo breshkë qëndron në tjetrën, e kështu me radhë deri në fund!

Në ditët e sotme, shumica do ta konsideronin tablonë e Universit në formën e një kulle të pafundme breshkash si qesharake. Si e dimë se këndvështrimi ynë për botën është më i mirë? Le të harrojmë për një moment gjithçka që dimë ose mendojmë se dimë për hapësirën dhe thjesht të shikojmë qiellin e natës. Epo, çfarë mund të themi për këto pika të ndritshme? Ndoshta këto janë drita të vogla? Në fakt është e vështirë për ne të imagjinojmë thelbin e tyre të vërtetë, sepse është shumë përtej përvojës sonë të përditshme. Nëse ju pëlqen të shikoni yjet, mund të keni vënë re një pikë të paqartë drite pranë horizontit gjatë muzgut. Ky është planeti Mërkuri, por nuk është aspak si Toka jonë. Një ditë atje zgjat dy të tretat e vitit lokal. Temperatura e pjesës së sipërfaqes së planetit të ndriçuar nga Dielli arrin 400°C e lart, dhe në anën e natës, e pa ndriçuar, bie në -200°C. Por pavarësisht nga të gjitha ndryshimet e tij nga planeti ynë, Mërkuri ka edhe më pak të përbashkëta me një yll tipik, i cili është një furrë gjigante, ku miliarda kilogramë lëndë digjen çdo sekondë dhe temperatura në bërthamë arrin dhjetëra miliona gradë. .

Është gjithashtu shumë e vështirë të imagjinohet se sa larg janë planetët dhe yjet nga ne. NË Kina e lashtë Ata ndërtuan kulla guri me shpresën për të parë më nga afër yjet. Është krejt e natyrshme të imagjinojmë yje dhe planetë të vendosur shumë më afër se sa janë në të vërtetë - në fund të fundit, në jetën e zakonshme nuk kemi pse të merremi me distanca kolosale kozmike. Ato janë aq të mëdha sa nuk ka kuptim të përpiqemi t'i masim në metra dhe centimetra, siç është rasti me shumicën e distancave dhe gjatësive në jetën tonë të përditshme. Distancat kozmike maten zakonisht në vite dritë. Një vit dritë është distanca që përshkon drita në një vit. Në një sekondë, një rreze drite përshkon rreth 300,000 kilometra. Pra, një vit dritë është një distancë shumë e gjatë. Ylli më i afërt me ne pas Diellit është Proxima Centauri (i njohur edhe si Alpha Centauri C) - i vendosur në një distancë prej rreth 4 vite dritë. Kjo është aq larg sa më e shpejta e projektuar në të vërtetë anije kozmike Do të duhen të paktën 10,000 vjet për të kapërcyer hapësirën që na ndan.

Njerëzit në kohët e lashta u përpoqën shumë për të kuptuar strukturën e Universit, por ata nuk kishin ende matematikë moderne dhe shkencë moderne në përgjithësi. Tani kemi në dispozicion mjete shumë të fuqishme të të menduarit, si matematika dhe metoda shkencore, si dhe mjete teknologjike si kompjuterët dhe teleskopët. Falë kësaj, ne mundëm të mësojmë shumë për hapësirën. Por çfarë dimë në të vërtetë për Universin dhe si i dimë të gjitha? Si lindi Universi? Çfarë i pret e ardhmja për të? A ka pasur Universi një fillim dhe nëse po, çfarë ka ndodhur para tij? Cila është natyra e kohës? A do të përfundojë ndonjëherë? A është e mundur të kthehemi pas në kohë? Disa nga këto pyetje të kahershme po marrin përgjigje falë zbulimeve të fundit në fizikë, të cilat ne i detyrohemi pjesërisht ardhjes së teknologjive të reja. Një ditë do t'i gjejmë këto përgjigje po aq të dukshme sa edhe fakti që Toka rrotullohet rreth Diellit. Ose ndoshta aq qesharake sa ideja e një kulle breshkash. Vetëm koha (çfarëdo qoftë kjo) do të tregojë.

Kapitulli 2. Fotografia jonë e Universit dje dhe sot

Edhe pse edhe në kohën e Kristofor Kolombit, shumë besonin se Toka ishte e sheshtë (dhe njerëz të tillë ekzistojnë edhe sot), bazat astronomi moderne u shtrinë në Greqia e lashtë. Rreth vitit 340 para Krishtit, filozofi grek Aristoteli shkroi traktatin e tij Mbi Qiellin. Në të, ai parashtroi shumë prova se Toka është sferike dhe jo e sheshtë si një pjatë.

Një konsideratë e tillë bazohet në vëzhgimin e eklipseve hënore. Aristoteli kuptoi se shkaku i këtyre eklipseve ishte kalimi i Tokës midis Diellit dhe Hënës. Në të njëjtën kohë, Toka hedh një hije në Hënë dhe ne e shohim atë si një eklips. Aristoteli vuri re se hija e Tokës ka gjithmonë një formë të rrumbullakët, e cila është e natyrshme nëse Toka është sferike. Por, sigurisht, nuk do të ishte kështu nëse Toka do të kishte formën e një disku të sheshtë. Në këtë rast, hija do të ishte e rrumbullakët vetëm nëse gjatë eklipsit Dielli ndodhet saktësisht nën qendrën e diskut. Me çdo rregullim tjetër, hija do të zgjatej, në formën e një elipsi (një rrethi i zgjatur).

Grekët e lashtë kishin argumente të tjera në favor të sfericitetit të Tokës. Nëse Toka do të ishte e sheshtë, atëherë një anije që shkon drejt bregut duhet së pari të duket si një pikë e vogël, mezi e dukshme. Pastaj, ndërsa anija afrohet, do të ishte e mundur të dalloheshin pjesë të veçanta në të - velat dhe byk. Por në realitet, gjithçka është krejtësisht ndryshe. Kur një anije shfaqet në horizont, në fillim shohim vetëm velat e saj. Dhe vetëm atëherë shfaqet trupi. Fakti që majat e shtyllave të anijes, të vendosura lart mbi byk, janë të parat që shfaqen mbi horizont tregon formën sferike të Tokës.

Duke u shfaqur mbi horizont. Toka ka formën e një topi. Prandaj, kur një anije na afrohet, së pari shohim direkët dhe velat e saj mbi horizont, dhe vetëm atëherë shfaqet byku i saj.

Grekët gjithashtu i kushtuan vëmendje qiellit me yje. Në kohën e Aristotelit, ata kishin studiuar tashmë lëvizjet e dritave në qiellin e natës për shumë qindra vjet. Ata vunë re se megjithëse mijëra drita lëvizin nëpër qiell si një, pesë ndriçues, pa llogaritur Hënën, lëvizin ndryshe nga pjesa tjetër. Ata ndonjëherë e fikin shtegun e rrahur nga lindja në perëndim dhe madje ndonjëherë edhe lëvizin mbrapa. Këta ndriçues quheshin planetë nga fjalë greke, që do të thotë "endacak". Grekët panë vetëm pesë planetë sepse ishin të vetmit që shiheshin me sy të lirë: Mërkuri, Venusi, Marsi, Jupiteri dhe Saturni. Tani e dimë pse planetët lëvizin nëpër qiell në një mënyrë kaq të pazakontë: lëvizja e yjeve në krahasim me tonat sistemi diellor pothuajse në mënyrë të padukshme, por planetët rrotullohen në orbita rreth Diellit dhe për këtë arsye shkruajnë trajektore shumë më komplekse në sfondin e yjeve të largët.

Aristoteli besonte se Toka ishte e palëvizshme, dhe gjithashtu besonte se Dielli, Hëna, planetët dhe yjet rrotulloheshin në orbita rrethore rreth Tokës. Ai mendoi kështu bazuar në konsideratat mistike, duke besuar se Toka është qendra e Universit dhe lëvizja në një rreth është më e përsosura. Në shekullin II pas Krishtit, greqishtja shkencëtari Ptolemeu ndërtuar një model të plotë të qiellit bazuar në këtë ide. Ptolemeu ishte një eksplorues i pasionuar, jo më kot ai shkroi fjalët: "Se jam i vdekshëm, e di dhe se ditët e mia janë të numëruara, por kur në mendimet e mia gjurmoj pa u lodhur dhe me lakmi orbitat e yjësive, atëherë nuk e prek më Tokën me këmbë: në tryezën e Zeusit shijoj ambrozinë, ushqimin e perëndive”.

Në modelin e botës së Ptolemeut, ne jemi të rrethuar nga tetë sfera rrotulluese të folezuara si një kukull foleje, dhe në qendër të të gjitha këtyre sferave është Toka. Ide për atë që ishte jashtë sferë e madhe, ishin më të mjegullat, por gjithsesi ishte përtej kufijve të Universit të vëzhgueshëm njerëzor. Kështu, sfera më e jashtme përfaqësonte një lloj kufiri të Universit. Yjet ishin të fiksuar në këtë sferë, dhe për këtë arsye, kur ajo rrotullohej, pozicionet relative të yjeve mbetën të pandryshuara - pikërisht siç e vëzhgojmë ne në realitet. Planetët ishin të vendosur në sferat e brendshme. Ndryshe nga yjet, ata nuk ishin të lidhur me sferat e tyre dhe secili planet lëvizte në lidhje me sferën e tij në një rreth të vogël të quajtur epiciklik. Trajektoret shumë komplekse të dukshme jo rrethore të planetëve në qiell mund të shpjegohen nga një kombinim i lëvizjes përgjatë epiciklit dhe rrotullimit të sferës.

Modeli i Ptolemeut. Sipas modelit të Ptolemeut, Toka ishte në qendër të universit, e rrethuar nga tetë sfera që përmbanin të gjithë trupat qiellorë të njohur në atë kohë.

Modeli i Ptolemeut bëri të mundur parashikimin mjaft të saktë të pozicionit të ndriçuesve në qiell. Por për të arritur marrëveshjen midis parashikimeve dhe vëzhgimeve, Ptolemeu duhej të supozonte se distanca nga Toka në Hënë mund të ndryshonte përgjysmë! Kjo do të thoshte që madhësia e dukshme e Hënës ndonjëherë duhet të jetë dy herë më e madhe se në raste të tjera! Ptolemeu ishte i vetëdijshëm për këtë mangësi të sistemit të tij, i cili, megjithatë, nuk e pengoi njohjen (pothuajse) universale të pamjes së tij të botës. Kisha e Krishterë e pranoi sistemin Ptolemaik sepse e gjeti atë në përputhje me Shkrimin: kishte shumë vend për parajsën dhe ferrin përtej sferës së yjeve të fiksuar.

Por në vitin 1514, prifti polak Nicolaus Copernicus propozoi një model tjetër. (E vërtetë, në fillim, nga frika se mos akuzohej për herezi nga Kisha, Koperniku i shpërndau idetë e tij në mënyrë anonime.) Natyra revolucionare e idesë së Kopernikut qëndronte në supozimin se të gjithë trupat qiellorë rrotullohen rreth Tokës. Koperniku besonte se Dielli është i palëvizshëm dhe ndodhet në qendër të sistemit diellor, dhe Toka dhe planetët lëvizin rreth tij në orbita rrethore. Modeli i Kopernikut doli të ishte jo më i keq se modeli i Ptolemeut, por ende nuk i parashikoi me saktësi vëzhgimet. Ishte shumë më i thjeshtë se modeli i Ptolemeut, kështu që mund të pritej që njerëzit ta pranonin atë. Megjithatë, u desh gati një shekull që kjo ide të merrej seriozisht. Dy shkencëtarë ishin ndër të parët që folën publikisht në favor të teorisë së Kopernikut: astronomi gjerman Johannes Kepler dhe astronomi italian Galileo Galilei.

Në vitin 1609, Galileo filloi të vëzhgonte qiellin e natës me një teleskop që sapo kishte shpikur. Duke parë planetin Jupiter, Galileo zbuloi disa hëna të vogla që rrotulloheshin rreth tij. Nga kjo rrjedh se jo të gjithë trupat qiellorë rrotullohen rreth Tokës, siç besonin Aristoteli dhe Ptolemeu. Përafërsisht në të njëjtën kohë, Kepleri përsosi teorinë e Kopernikut duke sugjeruar që planetët të lëvizin jo në orbita rrethore, por në elipsa, gjë që bëri që parashikimet e teorisë të pajtohen me vëzhgimet. E gjithë kjo përfundimisht përfundoi sistemin botëror të Ptolemeut.

Megjithëse supozimi i orbitave eliptike e bëri modelin e Kopernikut më të saktë, Kepleri e konsideroi këtë vetëm një mashtrim matematikor, pasi idetë e tij për strukturën e natyrës nuk bazoheshin në vëzhgime. Ashtu si Aristoteli, Kepleri i konsideronte elipset si figura më pak të përsosura sesa rrathët. Vetë ideja se planetët mund të lëviznin në trajektore të tilla të papërsosura dukej shumë e shëmtuar për të qenë e vërtetë. Për më tepër, Keplerit nuk i pëlqente fakti që supozimi i orbitave eliptike nuk përputhej me idenë e tij për forcat magnetike si shkaku i lëvizjes së planetëve rreth Diellit. Sigurisht, ai kishte gabuar për magnetizmin, por ne duhet t'i japim atij meritën për vetë idenë se lëvizja e planetëve duhet të shkaktohet nga ndonjë forcë. Shpjegimi i saktë Arsyet për lëvizjen e planetëve rreth diellit u dhanë shumë më vonë në 1687 nga Sir Isaac Newton në traktatin "Parimet Matematikore të Filozofisë Natyrore" - ndoshta vepra më e rëndësishme mbi fizikën e botuar ndonjëherë.

Në këtë vepër, Njutoni formuloi ligjin sipas të cilit një trup në prehje mbetet në qetësi nëse nuk veprohet nga ndonjë forcë, dhe gjithashtu përshkroi se si lëvizja e një trupi ndryshon nën ndikimin e një force. Pra, pse planetët lëvizin rreth Diellit në orbita eliptike? Sipas Njutonit, një forcë shumë specifike është përgjegjëse për këtë - e njëjta që bën që trupi i lëshuar (i rënë) të bjerë në tokë dhe të mos mbetet i qetë. Ai e quajti këtë forcë graviteti dhe zhvilloi një aparat matematikor që e lejoi atë të llogariste se si reagojnë trupat ndaj një force të aplikuar ndaj tyre, siç është graviteti, dhe gjithashtu zgjidhi ekuacionet përkatëse. Kështu, Njutoni ishte në gjendje të tregonte se, nën ndikimin e gravitetit të Diellit, Toka dhe planetët e tjerë duhet të lëvizin në orbita eliptike pikërisht siç parashikoi Kepleri! Njutoni supozoi se ligjet e tij ishin të vlefshme për çdo gjë në Univers, nga një mollë që binte te yjet dhe planetët. Për herë të parë në histori, lëvizjet e planetëve dhe lëvizjet e trupave në Tokë mund të shpjegohen si pasojë e të njëjtave ligje, dhe kjo ishte lindja e fizikës moderne dhe astronomisë moderne.

Në mungesë të sferave Ptolemeike, nuk kishte më nevojë të supozohej se Universi kishte një lloj kufiri të jashtëm. Për më tepër, duke qenë se yjet nuk shfaqnin asnjë lëvizje tjetër përveç lëvizjes së përgjithshme ditore të qiellit të shkaktuar nga rrotullimi i Tokës, ishte e natyrshme të supozohej se këta ishin të njëjtët trupa si Dielli ynë, të vendosur vetëm shumë më larg. Kështu, shkencëtarët jo vetëm që e braktisën idenë e pozicion qendror Toka në Univers, por edhe nga ideja e veçantisë së Diellit tonë dhe të gjithë Sistemit Diellor. Pamje e re në botë shënuan ndryshime thelbësore në të menduarit njerëzor, fillimi i një moderne të re të kuptuarit shkencor të Universit tonë.

Kapitulli 3. Natyra e teorisë shkencore

Para se të diskutojmë natyrën e Universit dhe t'u përgjigjemi pyetjeve nëse ai kishte një fillim dhe nëse ka një fund, ne duhet të krijojmë një ide të qartë se çfarë janë teoritë shkencore. Ne do t'i përmbahemi një pamjeje të thjeshtë të teorisë - si një model i Universit ose i ndonjë pjese të tij, së bashku me një sërë rregullash që lidhin parametrat e këtij modeli me vëzhgimet tona. Ai ekziston vetëm në vetëdijen tonë dhe nuk ekziston në asnjë mënyrë tjetër (çfarëdo që të thotë kjo). Një teori konsiderohet e mirë nëse plotëson dy kërkesa. Së pari, duhet të përshkruajë saktë një klasë të madhe vëzhgimesh të bazuara në një model me një numër të vogël elementesh arbitrare, dhe së dyti, duhet të jetë në gjendje të parashikojë rezultatet e vëzhgimeve të ardhshme me siguri të arsyeshme. Për shembull, Aristoteli besonte në teorinë e Empedokliut, sipas së cilës gjithçka në botë përbëhet nga katër elementë: toka, ajri, zjarri dhe uji. Ishte një teori mjaft e thjeshtë, por nuk lejonte ndonjë parashikim të saktë. Nga ana tjetër, teoria e gravitetit të Njutonit bazohej në një model edhe më të thjeshtë në të cilin trupat tërheqin njëri-tjetrin me një forcë, proporcionale me madhësinë, të cilën ai e quajti masë dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet trupave. Dhe në të njëjtën kohë, teoria e Njutonit bën të mundur parashikimin e lëvizjes së Diellit, Hënës dhe planetëve me saktësi shumë të lartë.

Çdo teori fizike është për nga natyra e saj provizore në kuptimin që është thjesht një hipotezë që nuk mund të vërtetohet. Pavarësisht se sa eksperimente e konfirmojnë këtë teori, nuk mund të jeni kurrë i sigurt se rezultati i ardhshëm nuk do ta kundërshtojë atë. Nga ana tjetër, për të hedhur poshtë një teori, mjafton një vëzhgim i vetëm, rezultatet e të cilit bien ndesh me parashikimet e saj. Siç vuri në dukje filozofi i shkencës Karl Popper, teori e mirë ai që lejon njeriun të bëjë shumë parashikime që, në parim, mund të përgënjeshtrohet ose, siç e quan Popper, të falsifikohen nga vëzhgimi. Me çdo eksperiment të ri, rezultatet e të cilit janë në përputhje me parashikimet e teorisë, shkalla e besimit tonë në të rritet dhe vetë teoria bëhet më e fortë. Megjithatë, vëzhgimi i parë që bie ndesh me teorinë është baza për ta refuzuar ose ndryshuar ndjeshëm atë.

Në çdo rast, kështu duhet të jetë në mënyrë ideale, megjithëse, natyrisht, gjithmonë mund të vihet në dyshim kualifikimet e vëzhguesit ose eksperimentuesit.

Në praktikë, një teori e re është shpesh një zgjatim i një teorie të mëparshme. Për shembull, vëzhgimet shumë të sakta të planetit Mërkur kanë zbuluar mospërputhje të vogla midis lëvizjes së vëzhguar dhe parashikimeve të teorisë së gravitetit të Njutonit. Lëvizja e planetit, siç llogaritet nga teoria e përgjithshme e relativitetit të Ajnshtajnit, ndryshonte pak nga ajo që parashikoi teoria e Njutonit. Marrëveshja e lëvizjes së Mërkurit e parashikuar nga teoria e Ajnshtajnit me vëzhgimet, në mungesë të një marrëveshjeje të tillë për teorinë e Njutonit, u bë një nga konfirmimet kryesore. teori e re. Megjithatë, ne vazhdojmë të përdorim teorinë e Njutonit për shumicën probleme praktike, sepse në situatat që hasim zakonisht, parashikimet e tij ndryshojnë shumë pak nga ato të relativitetit të përgjithshëm. (Përveç kësaj, teoria e Njutonit është shumë më e thjeshtë se teoria Ajnshtajni!)

Qëllimi përfundimtar i shkencës është të krijojë një teori të unifikuar për të përshkruar të gjithë Universin. Por në realitet, qasja e shumicës së shkencëtarëve zbret në ndarjen e problemit në dy pjesë. Së pari, ka ligje që rregullojnë se si universi ndryshon me kalimin e kohës. (Nëse e dimë gjendjen e Universit në një moment të caktuar kohor, atëherë e tillë ligjet fizike na lejoni të përcaktojmë se si do të duket në çdo moment tjetër.) Pyetja e dytë është gjendja fillestare e Universit. Disa besojnë se shkenca duhet të merret vetëm me problemin e parë dhe se çështja e gjendjes fillestare më tepër bie në fushën e metafizikës ose fesë. Ata besojnë se Zoti, duke qenë i gjithëfuqishëm, mund ta krijonte universin në çdo mënyrë që ai dëshironte. Kjo mund të jetë e vërtetë, por atëherë Zoti mund të kishte bërë që universi të evoluonte në një mënyrë krejtësisht arbitrare. Megjithatë, duket se Zoti donte që universi të zhvillohej sipas ligjeve të përcaktuara qartë. Dhe prandaj duket mjaft e arsyeshme të supozohet se gjendja fillestare e Universit gjithashtu iu bind ligjeve të përcaktuara qartë.

Krijimi i një teorie që përshkruan menjëherë të gjithë Universin doli të ishte shumë detyrë e vështirë. Në vend të kësaj, shkencëtarët e kanë ndarë problemin në shumë pjesë dhe kanë ndërtuar shumë teori të pjesshme. Secila prej këtyre teorive të pjesshme përshkruan dhe parashikon një klasë të caktuar të kufizuar vëzhgimesh, duke neglizhuar ndikimin e faktorëve të tjerë ose duke i përfaqësuar ato si grupe të thjeshta numrash. Është shumë e mundur që kjo qasje të jetë thelbësisht e gabuar. Nëse gjithçka në Univers është thelbësisht e ndërvarur, atëherë është, natyrisht, e pamundur të merret një zgjidhje e plotë duke studiuar problemin në pjesë të izoluara nga e tëra. Megjithatë, deri më tani kjo qasje ka siguruar përparimin e shkencës. Përsëri shembull klasik mund të shërbejë si teoria e gravitetit të Njutonit, sipas së cilës forca e tërheqjes së ndërsjellë midis trupave varet vetëm nga forca e qenësishme e secilit prej trupave karakteristikat numerike- masa e tij - dhe është plotësisht e pavarur nga ajo nga çfarë janë bërë këta trupa. Kështu, orbitat e planetëve mund të llogariten pa hyrë në detaje të strukturës dhe strukturës së tyre të brendshme.

Aktualisht, dy teori themelore të pjesshme përdoren për të përshkruar Universin: relativiteti i përgjithshëm dhe mekanika kuantike. Këto janë dy arritje të mëdha intelektuale të gjysmës së parë të shekullit të 20-të. Teori e përgjithshme relativiteti përshkruan forcën e gravitetit dhe strukturë në shkallë të gjerë Universi, domethënë struktura e tij në shkallë nga disa kilometra në një milion milion milion milion (një e ndjekur nga njëzet e katër zero) kilometra - madhësia e Universit të vëzhgueshëm. Nga ana tjetër, mekanika kuantike merret me dukuri në shkallë jashtëzakonisht të vogla, të tilla si një e milionta e një milionta e centimetrit. Por, për fat të keq, këto dy teori dihet se janë të papajtueshme me njëra-tjetrën dhe për këtë arsye nuk mund të jenë të dyja të sakta. Një nga drejtimet kryesore të kërkimit në fizikë sot dhe temë kryesore Ky libër do të zhvillojë një teori të re që do të kombinonte të dyja rastet e veçanta - teorinë kuantike të gravitetit. Nuk ka ende një teori të tillë dhe ndoshta jemi ende larg krijimit të saj, por tashmë i dimë shumë nga vetitë që duhet të ketë. Dhe siç do të shihet në kapitujt pasues, ne tashmë dimë mjaft parashikime të pashmangshme të teorisë kuantike të gravitetit.

Nga atomet te galaktikat. Në gjysmën e parë të shekullit të 20-të, fizikanët, duke bërë supozime për strukturën e botës, u përpoqën të mbulonin jo vetëm botën e njohur të Isaac Newton: u shfaqën teori që përshkruanin objekte jashtëzakonisht të mëdha dhe jashtëzakonisht të vogla.

Pra, nëse supozojmë se Universi nuk është i strukturuar në një mënyrë arbitrare, por i nënshtrohet ligjeve të caktuara, do të jetë e nevojshme që përfundimisht të kombinohen teori të veçanta në një teori gjithëpërfshirëse që mund të përshkruajë gjithçka në Univers. Por kërkimi për një teori të tillë të plotë të unifikuar shoqërohet me një paradoks themelor. Pikëpamja e teorive shkencore të përshkruara më sipër supozon se ne jemi qenie inteligjente që jemi të lirë të vëzhgojmë universin në mënyrat që dëshirojmë dhe të nxjerrim përfundime logjike nga ajo që shohim. Në një skemë të tillë, ka arsye për të besuar se ne mund t'i afrohemi gjithnjë e më shumë ligjeve që qeverisin Universin tonë. Por nëse një teori e plotë e unifikuar do të ekzistonte me të vërtetë, atëherë me shumë mundësi do të përcaktonte edhe vetë veprimet tona, domethënë, duke përfshirë rezultatin e kërkimit tonë! Dhe pse duhet të rrjedhë prej saj se do të arrijmë në përfundimet e sakta bazuar në të dhënat e marra? Por a nuk do të rezultojë nga teoria se do të arrijmë në përfundime të gabuara? Apo nuk do të marrim përfundime fare?

Mënyra e vetme për të zgjidhur këtë problem bazohet në parimin e seleksionimit natyror të Darvinit. Ideja është që individët në çdo popullatë të organizmave vetë-përsëritës do të ndryshojnë në mënyrë të pashmangshme në materiali gjenetik dhe arsimimi. Kjo do të thotë që disa individë do të jenë në gjendje të bëjnë më mirë se të tjerët konkluzionet e sakta në lidhje me botën përreth tyre dhe të veprojnë në përputhje me rrethanat. Ata do të jenë me më shumë gjasa mbijetojnë dhe riprodhohen, kështu që sjellja dhe mendimet e tyre do të bëhen dominuese. Sigurisht, në të kaluarën, inteligjenca dhe zbulimet shkencore më shumë se një herë janë bërë avantazh për mbijetesë. Nuk është plotësisht e qartë nëse kjo është akoma kështu: në fund të fundit, zbulimet tona shkencore mund të na shkatërrojnë plotësisht të gjithëve, dhe edhe nëse kjo nuk ndodh, një teori gjithëpërfshirëse e unifikuar mund të mos luajë shumë rol të rëndësishëm për shanset tona për të mbijetuar. Megjithatë, nëse Universi evoluon në një mënyrë të natyrshme, atëherë mund të presim që aftësitë inteligjente që na janë dhënë nga seleksionimi natyror do të shfaqen gjithashtu në kërkimin tonë për një teori të unifikuar gjithëpërfshirëse dhe për këtë arsye nuk do të na çojnë në përfundime të gabuara.

Meqenëse teoritë e pjesshme ekzistuese janë të mjaftueshme për të bërë parashikime të sakta në të gjitha, përveç situatave më ekstreme, kërkimi për një teori përfundimtare të Universit është i vështirë të justifikohet mbi baza thjesht praktike. (Vini re, megjithatë, se argumente të ngjashme mund të bëhen në lidhje me teorinë e relativitetit dhe mekanika kuantike, por falë këtyre teorive ne zotëruam energjinë bërthamore dhe bëmë një revolucion në mikroelektronikë.) Pra, ndërtimi i një teorie të plotë të unifikuar mund të mos jetë me përfitim të veçantë për mbijetesën tonë si specie dhe mund të mos ketë asnjë efekt në mënyrën tonë të jetesës. Por tashmë në agimin e qytetërimit, njerëzit nuk donin të kënaqeshin duke e perceptuar botën si një grup të palidhur dhe ngjarje të pashpjegueshme dhe dukuritë. Ne kërkuam të kuptonim rendin themelor të universit. Dhe sot duam të kuptojmë pse jemi këtu dhe nga vijmë. Dëshira e thellë e njerëzimit për dije është justifikim i mjaftueshëm për kërkimin tonë të vazhdueshëm dhe qëllimi ynë nuk është asgjë më shumë apo më pak se një përshkrim i plotë i Universit në të cilin jetojmë.

Teleskopi si një fushë vëzhgimi u shpik për herë të parë nga prodhuesi holandez i syzeve Johann Lippershey në 1608, por Galileo ishte i pari që drejtoi një teleskop në qiell në 1609 dhe e përdori atë për vëzhgime astronomike.

Kjo nuk është plotësisht e vërtetë. Struktura e brendshme trupat gravitues mund të neglizhohen vetëm nëse shpërndarja e densitetit në to është simetrike sferike (d.m.th. varet vetëm nga distanca në qendër të trupit). Në rastin e planetëve dhe Diellit, në mënyrë rigoroze nuk është kështu - këta trupa janë të paktën pak të rrafshuar në pole. Për shembull, zbehja e Diellit është një nga arsyet e precesionit të perihelionit të Mërkurit. Planetët tokësorë kanë gjithashtu johomogjenitete të tjera në shpërndarjen e densitetit të tyre. Studimet e fushës gravitacionale të Tokës dhe trupave të tjerë qiellorë janë objekt i një fushe të veçantë të shkencës - gravimetrisë.

Blini dhe shkarkoni për 349 ₽ (€ 4,80 )

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve

Pikëpamjet filozofike të K. A

Parathënie

Kapitulli i parë. Fotografia jonë e universit

Parathënie

1. Ideja jonë për Universin

* * *

Parathënie

Kapitulli 1. Reflektime mbi Universin

Kapitulli 2. Fotografia jonë e Universit dje dhe sot

Kapitulli 3. Natyra e teorisë shkencore