Stephen Hawking en kort historie om universet. En kort Tidshistorie

Stephen Hawking er en berømt fysiker, der ydede enorme bidrag til videnskaben og uddannede mange mennesker, på trods af at han tilbringer sit liv i en kørestol. Han er kendt ikke kun i videnskabelige kredse. Hans bog "A Brief History of Time" vakte stor interesse blandt læserne og blev populær.

Hawking studerede alle teorierne om universets oprindelse og udførte forskning. I sit arbejde giver han svar på spørgsmål, der har plaget mange mennesker siden begyndelsen af ​​verdens skabelse. Forfatteren beskriver, hvordan universet blev til, hvad Big Bang var, og hvad der skete efter det. Hvad er universet overhovedet? Og hvordan ser vi hende, og ser vi hende, som hun er?

Bogen A Brief History of Time undersøger også forholdet mellem rum og tid. Videnskabsmanden fortæller om, hvordan tiden flyder, og om det altid har været, som det er nu; Er der steder, hvor tiden flyder hurtigere eller langsommere?

Læsere vil kunne finde svar på spørgsmålene: hvad er et sort hul? Hvordan ser hun ud? Eller måske er hun ikke så sort?

Med civilisationens udvikling undrer flere og flere mennesker og videnskabsmænd sig over, hvor rummet kom fra, hvorfor solen skinner, hvad stjerner er. Mange mennesker ønsker at vide sandheden om, hvordan verden blev skabt. Nogle mennesker foretrækker at tro, at Gud har skabt det, andre er sikre på, at alt dette er resultatet af Big Bang. Der er mange teorier, som ikke er 100% beviste. Og selvfølgelig er det interessante spørgsmål, om universet kan eksistere for evigt, om det er uendeligt, eller om det har en form for tidsmæssige og rumlige grænser.

Bogen er skrevet i et enkelt, forståeligt sprog, den vil generelt ikke indeholde komplekse indbyrdes forbundne formler. Det anbefales dog at have et grundlæggende kendskab til fysik for at gøre det lettere at opfatte de tilbudte informationer. Bogen vil være af interesse for alle dem, der ønsker at lære om skabelsen af ​​universet og dets love.

På vores hjemmeside kan du downloade bogen "A Brief History of Time" af Stephen Hawking gratis og uden registrering i fb2, rtf, epub, pdf, txt-format, læse bogen online eller købe bogen i netbutikken.

Anerkendelser

Bogen er dedikeret til Jane

Jeg besluttede at prøve at skrive en populær bog om rum og tid, efter at jeg holdt Loeb-forelæsningerne på Harvard i 1982. På det tidspunkt var der allerede en del bøger om det tidlige univers og sorte huller, begge meget gode, for eksempel Steven Weinbergs bog "De første tre minutter", og meget dårlige, som det ikke er nødvendigt at nævne her. Men det forekom mig, at ingen af ​​dem faktisk adresserede de spørgsmål, der fik mig til at studere kosmologi og kvanteteori: hvor kom universet fra? hvordan og hvorfor opstod det? vil det ende, og hvis det gør, hvordan? Disse spørgsmål interesserer os alle. Men moderne videnskab er meget rig på matematik, og kun få specialister har tilstrækkelig viden om sidstnævnte til at forstå dette. Imidlertid kan de grundlæggende ideer om universets fødsel og videre skæbne præsenteres uden hjælp fra matematik på en sådan måde, at de bliver forståelige selv for mennesker, der ikke har modtaget en videnskabelig uddannelse. Dette er, hvad jeg forsøgte at gøre i min bog. Det er op til læseren at vurdere, hvor vellykket jeg er.
Jeg fik at vide, at hver formel inkluderet i bogen ville halvere antallet af købere. Så besluttede jeg mig for at undvære formler helt. Sandt nok, til sidst skrev jeg stadig en ligning - den berømte Einstein-ligning E=mc^2. Jeg håber ikke, det skræmmer halvdelen af ​​mine potentielle læsere.
Udover at jeg blev syg med amyotrofisk lateral sklerose, så var jeg i næsten alt andet heldig. Hjælpen og støtten fra min kone Jane og børnene Robert, Lucy og Timothy gjorde mig i stand til at leve et nogenlunde normalt liv og opnå succes på arbejdet. Jeg var også heldig, at jeg valgte teoretisk fysik, for det passer alt sammen i mit hoved. Derfor blev min fysiske svaghed ikke en alvorlig ulempe. Mine videnskabelige kolleger har uden undtagelse altid givet mig maksimal hjælp.
Under den første, "klassiske" fase af mit arbejde, var mine nærmeste assistenter og samarbejdspartnere Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter og George Ellis. Jeg er dem taknemmelig for deres hjælp og for deres samarbejde. Denne fase endte med udgivelsen af ​​bogen "Large-scale structure of space-time", som Ellis og jeg skrev i 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Large-scale structure of space-time. M.: Mir, 1976).
Jeg vil ikke råde nogen, der læser de følgende sider, til at konsultere den for yderligere information: den er overfyldt med matematik og svær at læse. Jeg håber, at jeg siden da har lært at skrive mere tilgængeligt.
Under den anden "kvante" fase af mit arbejde, som begyndte i 1974, arbejdede jeg primært med Gary Gibbons, Don Page og Jim Hartle. Jeg skylder dem meget, såvel som til mine kandidatstuderende, som har givet mig enorm hjælp både i ordets "fysiske" og "teoretiske" forstand. Behovet for at holde trit med kandidatstuderende var en ekstremt vigtig motivationsfaktor og, tror jeg, forhindrede mig i at sidde fast i en mose.
Brian Witt, en af ​​mine elever, hjalp mig meget, mens han arbejdede med bogen. I 1985, efter at have skitseret bogens første grove oversigt, blev jeg syg af lungebetændelse. Jeg skulle opereres, og efter trakeotomien holdt jeg op med at tale, og mistede dermed næsten evnen til at kommunikere. Jeg troede, at jeg ikke ville være i stand til at afslutte bogen. Men Brian hjalp mig ikke kun med at revidere det, men lærte mig også at bruge Living Center-computerkommunikationsprogrammet, som blev givet til mig af Walt Waltosh, en medarbejder i Words Plus, Inc., Sunnyvale, Californien. Med dens hjælp kan jeg skrive bøger og artikler og også tale med folk gennem en talesynthesizer givet til mig af et andet Sunnyvale-firma, Speech Plus. David Mason installerede denne synthesizer og en lille personlig computer på min kørestol. Dette system ændrede alt: det blev endnu nemmere for mig at kommunikere, end før jeg mistede stemmen.
Jeg er taknemmelig for mange, der har læst tidlige versioner af bogen for forslag til, hvordan den kan forbedres. Således sendte Peter Gazzardi, min redaktør på Bantam Books, mig brev efter brev med kommentarer og spørgsmål til passager, som han mente var dårligt forklaret. Ganske vist blev jeg ret irriteret, da jeg modtog en kæmpe liste over anbefalede rettelser, men Gazzardi havde fuldstændig ret. Jeg er sikker på, at bogen blev gjort bedre af, at Gazzardi gned mig på næsen i fejlene.
Jeg udtrykker min dybe taknemmelighed til mine assistenter Colin Williams, David Thomas og Raymond Laflamme, mine sekretærer Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington og Sue Macy og mine sygeplejersker. Jeg kunne ikke have opnået noget, hvis ikke alle omkostningerne til videnskabelig forskning og nødvendig medicinsk behandling var blevet båret af Gonville og Caius College, Science and Technology Research Council og Leverhulme, MacArthur, Nuffield og Ralph Smith Foundations. Jeg er dem alle meget taknemmelig.

Forord

Vi lever og forstår næsten intet om verdens struktur. Vi tænker ikke på, hvilken mekanisme der genererer sollyset, der sikrer vores eksistens, vi tænker ikke på tyngdekraften, som holder os på Jorden og forhindrer den i at kaste os ud i rummet. Vi er ikke interesserede i de atomer, vi er sammensat af, og af den stabilitet, som vi i det væsentlige selv er afhængige af. Med undtagelse af børn (som stadig ved for lidt til ikke at stille så alvorlige spørgsmål), er det de færreste, der undrer sig over, hvorfor naturen er, som den er, hvor kosmos kom fra, og om den altid har eksisteret? Kunne man ikke skrue tiden en dag tilbage, så virkningen går forud for årsagen? Er der en uoverstigelig grænse for menneskelig viden? Der er endda børn (jeg har mødt dem), som gerne vil vide, hvordan et sort hul ser ud, hvad er den mindste partikel af stof? hvorfor husker vi fortiden og ikke fremtiden? Hvis der virkelig var kaos før, hvordan er det så, at den tilsyneladende orden nu er blevet etableret? og hvorfor eksisterer universet overhovedet?
I vores samfund er det almindeligt, at forældre og lærere reagerer på disse spørgsmål ved for det meste at trække på skuldrene eller kalde på hjælp fra vagt huskede referencer til religiøse legender. Nogle mennesker kan ikke lide sådanne emner, fordi de levende afslører snæverheden af ​​menneskelig forståelse.
Men udviklingen af ​​filosofi og naturvidenskab gik først og fremmest frem takket være spørgsmål som disse. Flere og flere voksne viser interesse for dem, og svarene er nogle gange helt uventede for dem. Afvigende i skala fra både atomer og stjerner skubber vi udforskningshorisonten til at dække både de helt små og de helt store.
I foråret 1974, cirka to år før Viking-rumfartøjet nåede Mars' overflade, var jeg i England til en konference arrangeret af Royal Society of London om mulighederne for at søge efter udenjordiske civilisationer. Under en kaffepause bemærkede jeg et meget større møde, der fandt sted i det næste lokale, og af nysgerrighed gik jeg ind i det. Så jeg var vidne til et mangeårigt ritual - optagelsen af ​​nye medlemmer til Royal Society, som er en af ​​de ældste sammenslutninger af videnskabsmænd på planeten. Foran var en ung mand, der sad i en kørestol, meget langsomt ved at skrive sit navn i en bog, hvis tidligere sider bar Isaac Newtons signatur. Da han endelig var færdig med at skrive under, brød publikum ud i klapsalver. Stephen Hawking var allerede en legende dengang.

Hawking indtager nu lærestolen for matematik ved University of Cambridge, som engang var besat af Newton og senere af P. A. M. Dirac - to berømte forskere, der studerede den ene - den største og den anden - den mindste. Hawking er deres værdige efterfølger. Denne første populære bog af Hokippa indeholder en masse nyttige ting for et bredt publikum. Bogen er interessant ikke kun for bredden af ​​dens indhold, den giver dig mulighed for at se, hvordan forfatterens tanke fungerer. Du finder i den klare åbenbaringer om grænserne for fysik, astronomi, kosmologi og mod.
Men dette er også en bog om Gud... eller måske om Guds fravær. Ordet "Gud" optræder ofte på dets sider. Hawking sætter sig for at finde svaret på Einsteins berømte spørgsmål om, hvorvidt Gud havde noget valg, da han skabte universet. Hawking forsøger, som han selv skriver, at optrevle Guds plan. Så meget desto mere uventet er konklusionen (i det mindste midlertidig), som disse søgninger fører til: et univers uden kant i rummet, uden begyndelse og ende i tid, uden noget arbejde for Skaberen.
Carl Sagan, Cornell University, Ithaca, NY NY.

1. Vores idé om universet

Engang holdt en berømt videnskabsmand (de siger, det var Bertrand Russell) et offentligt foredrag om astronomi. Han fortalte, hvordan Jorden kredser om Solen, og Solen til gengæld kredser om midten af ​​en enorm klynge stjerner kaldet vores galakse. Da foredraget sluttede, rejste en lille gammel dame sig fra salens bagerste rækker og sagde: ”Alt, hvad du har fortalt os, er noget sludder. Faktisk er vores verden en flad plade, der står på ryggen af ​​en kæmpe skildpadde." Videnskabsmanden smilede overbærende og spurgte: "Hvad understøtter skildpadden?" "Du er meget klog, unge mand," svarede den gamle dame. "En skildpadde er på en anden skildpadde, den er også på en skildpadde, og så videre lavere og lavere."
Denne idé om universet som et endeløst tårn af skildpadder vil virke sjov for de fleste af os, men hvorfor tror vi, at vi selv ved bedre? Hvad ved vi om universet, og hvordan vidste vi det? Hvor kom universet fra, og hvad vil der ske med det? Havde universet en begyndelse, og hvis ja, hvad skete der før begyndelsen? Hvad er essensen af ​​tid? Vil det nogensinde ende? Fysikkens præstationer i de senere år, som vi til dels skylder fantastisk ny teknologi, gør det muligt endelig at få svar på i det mindste nogle af disse langvarige spørgsmål. Som tiden går, kan disse svar blive lige så indlysende som det faktum, at Jorden kredser om Solen, og måske lige så latterlige som et tårn af skildpadder. Kun tiden (hvad det end er) vil afgøre.
Tilbage i 340 f.Kr. e. Den græske filosof Aristoteles gav i sin bog On the Heavens to overbevisende argumenter til fordel for, at Jorden ikke er en flad plade, men en rund kugle. Først gættede Aristoteles, at måneformørkelser opstår, når Jorden er mellem Månen og Solen. Jorden kaster altid en rund skygge på Månen, og det kan kun ske, hvis Jorden er kugleformet. Hvis Jorden var en flad skive, ville dens skygge have form som en langstrakt ellipse, medmindre en formørkelse altid indtræffer præcis i det øjeblik, hvor Solen er præcis på skivens akse. For det andet vidste grækerne fra erfaringerne fra deres rejser, at i de sydlige regioner er Nordstjernen placeret lavere på himlen end i de nordlige. (Fordi Polaris er over Nordpolen, vil den være direkte over hovedet af en observatør, der står ved Nordpolen, men for nogen ved ækvator vil den se ud til at være i horisonten.) Ved at kende forskellen i den tilsyneladende position af Nordstjernen i Egypten og Grækenland, var Aristoteles endda i stand til at beregne, at længden af ​​ækvator er 400.000 stadia. Hvad en stade er vides ikke præcist, men den er tæt på 200 meter, og derfor er Aristoteles’ estimat omkring 2 gange den værdi, der nu accepteres. Grækerne havde også et tredje argument til fordel for Jordens kugleform: Hvis Jorden ikke er rund, hvorfor ser vi så først sejlene fra et skib hæve sig over horisonten, og først derefter selve skibet?
Aristoteles troede, at Jorden var ubevægelig, og Solen, Månen, planeterne og stjernerne kredsede om den i cirkulære baner. Det troede han, fordi han i overensstemmelse med hans mystiske synspunkter anså Jorden for at være universets centrum, og cirkulær bevægelse for at være den mest perfekte. Ptolemæus udviklede Aristoteles' idé til en komplet kosmologisk model i det 2. århundrede. Jorden står i centrum, omgivet af otte kugler, der bærer Månen, Solen og de fem dengang kendte planeter: Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn (fig. 1.1). Selve planeterne, mente Ptolemæus, bevægede sig i mindre cirkler forbundet med de tilsvarende sfærer. Dette forklarede den meget komplekse vej, som vi ser planeterne tage. På den allersidste kugle er fiksstjernerne, som forbliver i samme position i forhold til hinanden og bevæger sig hen over himlen alle sammen som en helhed. Hvad der lå hinsides den sidste sfære blev ikke forklaret, men under alle omstændigheder var det ikke længere en del af universet, som menneskeheden observerer.


Ptolemæus' model gjorde det muligt ganske godt at forudsige himmellegemernes position på himlen, men for en nøjagtig forudsigelse måtte han acceptere, at Månens bane nogle steder kommer 2 gange tættere på Jorden end andre! Det betyder, at Månen i én position skal virke 2 gange større end i en anden! Ptolemæus var klar over denne mangel, men ikke desto mindre blev hans teori anerkendt, dog ikke overalt. Den kristne kirke accepterede den ptolemæiske model af universet som ikke i modstrid med Bibelen, for denne model var meget god, idet den efterlod en masse plads til helvede og himlen uden for fiksstjernernes sfære. Men i 1514 foreslog den polske præst Nicolaus Copernicus en endnu enklere model. (I begyndelsen, sandsynligvis af frygt for, at kirken ville erklære ham for kætter, promoverede Copernicus sin model anonymt). Hans idé var, at Solen stod ubevægelig i midten, og Jorden og andre planeter kredsede om den i cirkulære baner. Der gik næsten et århundrede, før Copernicus' idé blev taget alvorligt. To astronomer, den tyske Johannes Kepler og italieneren Galileo Galilei, støttede offentligt Copernicus' teori, selvom de baner Copernicus forudsagde ikke helt matchede de observerede. Aristoteles-Ptolemæus teorien sluttede i 1609, da Galileo begyndte at observere nattehimlen ved hjælp af et nyligt opfundet teleskop. Ved at pege sit teleskop mod planeten Jupiter opdagede Galileo adskillige små satellitter, eller måner, der kredser om Jupiter. Det betød, at ikke alle himmellegemer nødvendigvis måtte dreje direkte rundt om Jorden, som Aristoteles og Ptolemæus mente. (Man kunne selvfølgelig stadig antage, at Jorden hviler i universets centrum, og Jupiters måner bevæger sig ad en meget kompleks bane rundt om Jorden, så de kun ser ud til at kredse om Jupiter. Imidlertid var Copernicus' teori meget enklere.) Samtidig på det tidspunkt modificerede Johannes Kepler Copernicus' teori ud fra den antagelse, at planeter ikke bevæger sig i cirkler, men i ellipser (en ellipse er en aflang cirkel). Endelig, nu faldt forudsigelserne sammen med resultaterne af observationer.
Hvad Kepler angår, var hans elliptiske baner en kunstig (ad hoc) hypotese, og desuden en "upaciøs", da en ellipse er en meget mindre perfekt figur end en cirkel. Efter at have opdaget næsten ved et tilfælde, at elliptiske baner var i god overensstemmelse med observationer, var Kepler aldrig i stand til at forene dette faktum med sin idé om, at planeterne kredser om Solen under indflydelse af magnetiske kræfter. Forklaringen kom først meget senere, i 1687, da Isaac Newton udgav sin bog "Mathematical Principles of Natural Philosophy." I den fremsatte Newton ikke kun teorien om materielle legemers bevægelse i tid og rum, men udviklede også komplekse matematiske metoder, der er nødvendige for at analysere himmellegemers bevægelse. Derudover postulerede Newton loven om universel gravitation, ifølge hvilken ethvert legeme i universet er tiltrukket af ethvert andet legeme med den større kraft, jo større massen af ​​disse kroppe er, og jo mindre afstanden er mellem dem. Dette er den samme kraft, der får kroppe til at falde til jorden. (Historien om, at Newton blev inspireret af et æble, der faldt på hans hoved, er næsten helt sikkert upålidelig. Newton selv sagde kun, at ideen om tyngdekraft kom, mens han sad i en "kontemplativ stemning", og "anledningen var faldet af en æble"). Newton viste endvidere, at Månen ifølge hans lov under påvirkning af gravitationskræfter bevæger sig i en elliptisk bane rundt om Jorden, og Jorden og planeterne roterer i elliptiske kredsløb om Solen.
Den kopernikanske model hjalp med at slippe af med de ptolemæiske himmelsfærer, og samtidig ideen om, at universet havde en form for naturlig grænse. Da de "faste stjerner" ikke ændrer deres position på himlen, bortset fra deres cirkulære bevægelse forbundet med jordens rotation omkring dens akse, var det naturligt at antage, at fiksstjernerne er objekter, der ligner vores sol, kun meget mere fjern.
Newton forstod, at ifølge hans teori om tyngdekraften skulle stjerner tiltrækkes af hinanden, og derfor kan det se ud til, at de ikke kan forblive helt ubevægelige. Skulle de ikke falde oven på hinanden og komme tættere på på et tidspunkt? I 1691 sagde Newton i et brev til Richard Bentley, en anden fremtrædende tænker på den tid, at dette virkelig ville ske, hvis vi kun havde et begrænset antal stjerner i et begrænset område af rummet. Men, ræsonnerede Newton, hvis antallet af stjerner er uendeligt, og de er mere eller mindre jævnt fordelt over det uendelige rum, så vil dette aldrig ske, da der ikke er noget centralt punkt, hvor de skal falde.
Disse argumenter er et eksempel på, hvor nemt det er at komme i problemer, når man taler om uendelighed. I et uendeligt univers kan ethvert punkt betragtes som centrum, da antallet af stjerner er uendeligt på begge sider af det. Det var først meget senere, at de indså, at en mere korrekt tilgang var at tage et endeligt system, hvor alle stjernerne falder på hinanden, vende mod midten, og se hvilke ændringer der ville ske, hvis vi tilføjede flere og flere stjerner, fordelt på ca. jævnt uden for den pågældende region. Ifølge Newtons lov vil yderligere stjerner i gennemsnit ikke påvirke de oprindelige på nogen måde, det vil sige, at stjernerne vil falde med samme hastighed ind i midten af ​​det valgte område. Lige meget hvor mange stjerner vi tilføjer, vil de altid vende mod midten. I dag er det kendt, at en uendelig statisk model af universet er umulig, hvis gravitationskræfter altid forbliver kræfter af gensidig tiltrækning.
Det er interessant, hvordan den generelle tilstand af videnskabelig tankegang var før begyndelsen af ​​det 20. århundrede: Det faldt aldrig ind for nogen, at universet kunne udvide sig eller trække sig sammen. Alle troede, at universet enten altid eksisterede i en uændret tilstand eller blev skabt på et tidspunkt i fortiden, omtrent som det er nu. Dette kan til dels forklares med menneskers tendens til at tro på evige sandheder, og også af den særlige tiltrækning af ideen om, at selvom de selv bliver gamle og dør, vil universet forblive evigt og uændret.
Selv de videnskabsmænd, der indså, at Newtons tyngdekraftsteori gjorde et statisk univers umuligt, tænkte ikke på den ekspanderende univershypotese. De forsøgte at modificere teorien ved at gøre gravitationskraften frastødende over meget store afstande. Dette ændrede praktisk talt ikke den forudsagte bevægelse af planeterne, men det tillod den uendelige fordeling af stjerner at forblive i ligevægt, da tiltrækningen af ​​nærliggende stjerner blev kompenseret af frastødning fra fjerne stjerner. Men nu tror vi, at en sådan ligevægt ville være ustabil. Faktisk, hvis stjernerne i et eller andet område kommer lidt tættere på, så vil de tiltrækkende kræfter mellem dem stige og blive stærkere end de frastødende kræfter, så stjernerne vil fortsætte med at komme tættere på. Hvis afstanden mellem stjernerne øges lidt, så vil de frastødende kræfter opveje, og afstanden vil stige.
En anden indvending mod modellen af ​​et uendeligt statisk univers tilskrives normalt den tyske filosof Heinrich Olbers, som udgav et værk om denne model i 1823. Faktisk arbejdede mange af Newtons samtidige med det samme problem, og Albers' papir var ikke engang den første, der rejste seriøse indvendinger. Hun var den første, der blev bredt citeret. Indvendingen er denne: I et uendeligt statisk univers skal enhver synsstråle hvile på en eller anden stjerne. Men så skulle himlen, selv om natten, gløde klart, som Solen. Olbers' modargument var, at lys, der kommer til os fra fjerne stjerner, skulle dæmpes af absorption i stof på dens vej.
Men i dette tilfælde skal dette stof selv varme op og lyse klart som stjerner. Den eneste måde at undgå konklusionen om, at nattehimlen lyser klart, ligesom Solen, er at antage, at stjernerne ikke altid skinnede, men lyste op på et bestemt tidspunkt i fortiden. Så har det absorberende stof måske ikke nået at varme op endnu, eller lyset fra fjerne stjerner har endnu ikke nået os. Men spørgsmålet opstår: hvorfor lyste stjernerne op?
Selvfølgelig har problemet med universets oprindelse optaget menneskers sind i meget lang tid. Ifølge en række tidlige kosmogonier og jødisk-kristne-muslimske myter opstod vores univers på et bestemt og ikke særlig fjernt tidspunkt i fortiden. En af grundene til sådanne overbevisninger var behovet for at finde den "første årsag" til universets eksistens. Enhver begivenhed i universet forklares ved at angive dens årsag, det vil sige en anden begivenhed, der skete tidligere; en sådan forklaring på selve universets eksistens er kun mulig, hvis det havde en begyndelse. Et andet grundlag blev fremsat af den salige Augustin (den ortodokse kirke betragter Augustin som velsignet, og den katolske kirke betragter ham som en helgen. - Red.). i bogen "Guds by". Han påpegede, at civilisationen udvikler sig, og vi husker, hvem der begik denne eller hin handling, og hvem der opfandt hvad. Derfor er det usandsynligt, at menneskeheden, og derfor sandsynligvis Universet, eksisterer ret længe. St. Augustin betragtede den acceptable dato for skabelsen af ​​universet, svarende til 1. Mosebog: cirka 5000 f.Kr. (Interessant nok er denne dato ikke for langt fra slutningen af ​​den sidste istid - 10.000 f.Kr., som arkæologer betragter som civilisationens begyndelse).
Aristoteles og de fleste andre græske filosoffer kunne ikke lide ideen om skabelsen af ​​universet, da den var forbundet med guddommelig indgriben. Derfor troede de, at mennesker og verden omkring dem eksisterede og ville eksistere for evigt. Forskere fra antikken overvejede argumentet om civilisationens fremskridt og besluttede, at oversvømmelser og andre katastrofer periodisk fandt sted i verden, som hele tiden bragte menneskeheden tilbage til civilisationens udgangspunkt.
Spørgsmålene om, hvorvidt universet opstod på et tidspunkt, og om det er begrænset i rummet, blev senere undersøgt meget nøje af filosoffen Immanuel Kant i hans monumentale (og meget mørke) værk "Critique of Pure Reason", som blev udgivet i 1781. Han kaldte disse spørgsmål for antinomier (dvs. modsigelser) af den rene fornuft, eftersom han så, at det er lige så umuligt at bevise eller modbevise hverken tesen om nødvendigheden af ​​universets begyndelse eller antitesen om dets evige eksistens. Kants tese blev argumenteret med det faktum, at hvis universet ikke havde nogen begyndelse, så ville enhver begivenhed gå forud for en uendelig periode, og Kant anså dette for absurd. Til støtte for antitesen sagde Kant, at hvis universet havde en begyndelse, så ville det være gået forud for en uendelig periode, og så er spørgsmålet, hvorfor universet pludselig opstod på et tidspunkt og ikke på et andet tidspunkt. ? Faktisk er Kants argumenter stort set de samme for både tese og antitese. Det går ud fra den stiltiende antagelse, at tiden er uendelig i fortiden, uanset om universet eksisterede eller ikke eksisterede for evigt. Som vi vil se nedenfor, før universets fremkomst, er begrebet tid meningsløst. Dette blev først påpeget af St. Augustin. På spørgsmålet om, hvad Gud gjorde, før han skabte universet, svarede Augustin aldrig, at Gud forberedte helvede for dem, der stillede sådanne spørgsmål. Nej, han sagde, at tid er en integreret egenskab af universet skabt af Gud, og derfor var der ingen tid før universets fremkomst.
Da de fleste mennesker troede på et statisk og uforanderligt univers, var spørgsmålet om, hvorvidt det havde en begyndelse eller ej, i det væsentlige et spørgsmål om metafysik og teologi. Alle observerbare fænomener kunne forklares enten med en teori, hvor universet eksisterede for evigt, eller med en teori, hvor universet blev skabt på et bestemt tidspunkt på en sådan måde, at alt så ud, som om det havde eksisteret for evigt. Men i 1929 gjorde Edwin Hubble en epokelig opdagelse: det viste sig, at uanset hvilken del af himlen man observerer, bevæger alle fjerne galakser sig hurtigt væk fra os. Med andre ord, universet udvider sig. Det betyder, at i tidligere tider var alle genstande tættere på hinanden, end de er nu. Det betyder, at der tilsyneladende var engang, for omkring ti eller tyve tusinde millioner år siden, hvor de alle var på ét sted, så universets tæthed var uendelig stor. Hubbles opdagelse bragte spørgsmålet om, hvordan universet begyndte, ind i videnskabens område.
Hubbles observationer antydede, at der var en tid, det såkaldte Big Bang, hvor universet var uendeligt lille og uendeligt tæt. Under sådanne forhold bliver alle videnskabens love meningsløse og tillader os ikke at forudsige fremtiden. Hvis der i endnu tidligere tider fandt begivenheder sted, kunne de stadig ikke på nogen måde påvirke, hvad der sker nu. På grund af manglen på observerbare konsekvenser kan de simpelthen negligeres. Big Bang kan betragtes som tidens begyndelse i den forstand, at tidligere tider simpelthen ikke ville være blevet bestemt. Lad os understrege, at et sådant udgangspunkt for tid er meget forskelligt fra alt, hvad der blev foreslået før Hubble. Tidens begyndelse i et uforanderligt univers er noget, der må bestemmes af noget, der eksisterer uden for universet; Der er ingen fysisk nødvendighed for universets begyndelse. Skabelsen af ​​universet af Gud kan tilskrives et hvilket som helst tidspunkt i fortiden. Hvis universet udvider sig, så kan der være fysiske grunde til, at det har en begyndelse. Du kan stadig forestille dig, at det var Gud, der skabte universet – i øjeblikket med big bang eller endda senere (men som om big bang var sket). Det ville dog være absurd at sige, at universet opstod før Big Bang. Ideen om et ekspanderende univers udelukker ikke skaberen, men den pålægger begrænsninger på den mulige dato for hans arbejde!

Stephen Hawking

KORT HISTORIE OM TID.

Fra big bang til sorte huller

Anerkendelser

Bogen er dedikeret til Jane

Jeg besluttede at prøve at skrive en populær bog om rum og tid, efter at jeg holdt Loeb-forelæsningerne på Harvard i 1982. På det tidspunkt var der allerede en del bøger om det tidlige univers og sorte huller, begge meget gode, for eksempel Steven Weinbergs bog "De første tre minutter", og meget dårlige, som det ikke er nødvendigt at nævne her. Men det forekom mig, at ingen af ​​dem faktisk adresserede de spørgsmål, der fik mig til at studere kosmologi og kvanteteori: hvor kom universet fra? hvordan og hvorfor opstod det? vil det ende, og hvis det gør, hvordan? Disse spørgsmål interesserer os alle. Men moderne videnskab er meget rig på matematik, og kun få specialister har tilstrækkelig viden om sidstnævnte til at forstå dette. Imidlertid kan de grundlæggende ideer om universets fødsel og videre skæbne præsenteres uden hjælp fra matematik på en sådan måde, at de bliver forståelige selv for mennesker, der ikke har modtaget en videnskabelig uddannelse. Dette er, hvad jeg forsøgte at gøre i min bog. Det er op til læseren at vurdere, hvor vellykket jeg er.

Jeg fik at vide, at hver formel inkluderet i bogen ville halvere antallet af købere. Så besluttede jeg mig for at undvære formler helt. Sandt nok, til sidst skrev jeg stadig en ligning - den berømte Einstein-ligning E=mc^2. Jeg håber ikke, det skræmmer halvdelen af ​​mine potentielle læsere.

Udover at jeg blev syg med amyotrofisk lateral sklerose, så var jeg i næsten alt andet heldig. Hjælpen og støtten fra min kone Jane og børnene Robert, Lucy og Timothy gjorde mig i stand til at leve et nogenlunde normalt liv og opnå succes på arbejdet. Jeg var også heldig, at jeg valgte teoretisk fysik, for det passer alt sammen i mit hoved. Derfor blev min fysiske svaghed ikke en alvorlig ulempe. Mine videnskabelige kolleger har uden undtagelse altid givet mig maksimal hjælp.

Under den første, "klassiske" fase af mit arbejde, var mine nærmeste assistenter og samarbejdspartnere Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter og George Ellis. Jeg er dem taknemmelig for deres hjælp og for deres samarbejde. Denne fase endte med udgivelsen af ​​bogen "Large-scale structure of space-time", som Ellis og jeg skrev i 1973 (S. Hawking, J. Ellis. Large-scale structure of space-time. M.: Mir, 1976).

Under den anden "kvante" fase af mit arbejde, som begyndte i 1974, arbejdede jeg primært med Gary Gibbons, Don Page og Jim Hartle. Jeg skylder dem meget, såvel som til mine kandidatstuderende, som har givet mig enorm hjælp både i ordets "fysiske" og "teoretiske" forstand. Behovet for at holde trit med kandidatstuderende var en ekstremt vigtig motivationsfaktor og, tror jeg, forhindrede mig i at sidde fast i en mose.

Brian Witt, en af ​​mine elever, hjalp mig meget, mens han arbejdede med bogen. I 1985, efter at have skitseret bogens første grove oversigt, blev jeg syg af lungebetændelse. Jeg skulle opereres, og efter trakeotomien holdt jeg op med at tale, og mistede dermed næsten evnen til at kommunikere. Jeg troede, at jeg ikke ville være i stand til at afslutte bogen. Men Brian hjalp mig ikke kun med at revidere det, men lærte mig også at bruge Living Center-computerkommunikationsprogrammet, som blev givet til mig af Walt Waltosh, en medarbejder i Words Plus, Inc., Sunnyvale, Californien. Med dens hjælp kan jeg skrive bøger og artikler og også tale med folk gennem en talesynthesizer givet til mig af et andet Sunnyvale-firma, Speech Plus. David Mason installerede denne synthesizer og en lille personlig computer på min kørestol. Dette system ændrede alt: det blev endnu nemmere for mig at kommunikere, end før jeg mistede stemmen.

Jeg er taknemmelig for mange, der har læst tidlige versioner af bogen for forslag til, hvordan den kan forbedres. Således sendte Peter Gazzardi, min redaktør på Bantam Books, mig brev efter brev med kommentarer og spørgsmål til passager, som han mente var dårligt forklaret. Ganske vist blev jeg ret irriteret, da jeg modtog en kæmpe liste over anbefalede rettelser, men Gazzardi havde fuldstændig ret. Jeg er sikker på, at bogen blev gjort bedre af, at Gazzardi gned mig på næsen i fejlene.

Jeg udtrykker min dybe taknemmelighed til mine assistenter Colin Williams, David Thomas og Raymond Laflamme, mine sekretærer Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington og Sue Macy og mine sygeplejersker. Jeg kunne ikke have opnået noget, hvis ikke alle omkostningerne til videnskabelig forskning og nødvendig medicinsk behandling var blevet båret af Gonville og Caius College, Science and Technology Research Council og Leverhulme, MacArthur, Nuffield og Ralph Smith Foundations. Jeg er dem alle meget taknemmelig.

Forord

Vi lever og forstår næsten intet om verdens struktur. Vi tænker ikke på, hvilken mekanisme der genererer sollyset, der sikrer vores eksistens, vi tænker ikke på tyngdekraften, som holder os på Jorden og forhindrer den i at kaste os ud i rummet. Vi er ikke interesserede i de atomer, vi er sammensat af, og af den stabilitet, som vi i det væsentlige selv er afhængige af. Med undtagelse af børn (som stadig ved for lidt til ikke at stille så alvorlige spørgsmål), er det de færreste, der undrer sig over, hvorfor naturen er, som den er, hvor kosmos kom fra, og om den altid har eksisteret? Kunne man ikke skrue tiden en dag tilbage, så virkningen går forud for årsagen? Er der en uoverstigelig grænse for menneskelig viden? Der er endda børn (jeg har mødt dem), som gerne vil vide, hvordan et sort hul ser ud, hvad er den mindste partikel af stof? hvorfor husker vi fortiden og ikke fremtiden? Hvis der virkelig var kaos før, hvordan er det så, at den tilsyneladende orden nu er blevet etableret? og hvorfor eksisterer universet overhovedet?

I vores samfund er det almindeligt, at forældre og lærere reagerer på disse spørgsmål ved for det meste at trække på skuldrene eller kalde på hjælp fra vagt huskede referencer til religiøse legender. Nogle mennesker kan ikke lide sådanne emner, fordi de levende afslører snæverheden af ​​menneskelig forståelse.

Men udviklingen af ​​filosofi og naturvidenskab gik først og fremmest frem takket være spørgsmål som disse. Flere og flere voksne viser interesse for dem, og svarene er nogle gange helt uventede for dem. Afvigende i skala fra både atomer og stjerner skubber vi udforskningshorisonten til at dække både de helt små og de helt store.

I foråret 1974, cirka to år før Viking-rumfartøjet nåede Mars' overflade, var jeg i England til en konference arrangeret af Royal Society of London om mulighederne for at søge efter udenjordiske civilisationer. Under en kaffepause bemærkede jeg et meget større møde, der fandt sted i det næste lokale, og af nysgerrighed gik jeg ind i det. Så jeg var vidne til et mangeårigt ritual - optagelsen af ​​nye medlemmer til Royal Society, som er en af ​​de ældste sammenslutninger af videnskabsmænd på planeten. Foran var en ung mand, der sad i en kørestol, meget langsomt ved at skrive sit navn i en bog, hvis tidligere sider bar Isaac Newtons signatur. Da han endelig var færdig med at skrive under, brød publikum ud i klapsalver. Stephen Hawking var allerede en legende dengang.

Hawking indtager nu lærestolen for matematik ved University of Cambridge, som engang var besat af Newton og senere af P. A. M. Dirac - to berømte forskere, der studerede den ene - den største og den anden - den mindste. Hawking er deres værdige efterfølger. Denne første populære bog af Hokippa indeholder en masse nyttige ting for et bredt publikum. Bogen er interessant ikke kun for bredden af ​​dens indhold, den giver dig mulighed for at se, hvordan forfatterens tanke fungerer. Du finder i den klare åbenbaringer om grænserne for fysik, astronomi, kosmologi og mod.

Men dette er også en bog om Gud... eller måske om Guds fravær. Ordet "Gud" optræder ofte på dets sider. Hawking sætter sig for at finde svaret på Einsteins berømte spørgsmål om, hvorvidt Gud havde noget valg, da han skabte universet. Hawking forsøger, som han selv skriver, at optrevle Guds plan. Så meget desto mere uventet er konklusionen (i det mindste midlertidig), som disse

10. En kort Tidshistorie

Ideen om at skrive en populærvidenskabelig bog om universet kom først til mig i 1982. En del af mit mål var at tjene penge til at betale skolepenge for min datter. (Faktisk var hun allerede på det sidste år, da bogen udkom.) Men hovedårsagen til at skrive bogen var, at jeg ville forklare, hvor langt jeg tror, ​​vi er kommet i forståelsen af ​​universet: hvor tæt på vi kan allerede være at skabe en komplet teori, der beskriver universet og alt i det.

Da jeg skulle bruge tid og kræfter på at skrive en bog som denne, ville jeg have så mange som muligt til at læse den. Før det blev mine rent videnskabelige bøger udgivet af Cambridge University Press. Forlaget gjorde et godt stykke arbejde, men jeg følte, at det ikke ville være i stand til at nå ud til et så bredt publikum, som jeg gerne ville. Så jeg kontaktede den litterære agent Al Zuckerman, som blev præsenteret for mig som svigersøn til en af ​​mine kolleger. Jeg gav ham et udkast til det første kapitel og forklarede mit ønske om at lave en bog som dem, der sælges i lufthavnskiosker. Han fortalte mig, at der ikke var nogen chance for det. Forskere og studerende vil selvfølgelig købe det, men sådan en bog vil ikke bryde ind på Jeffrey Archers territorium.

Jeg gav den første version af bogen til Zuckerman i 1984. Han sendte den til flere forlag og anbefalede, at de accepterede tilbuddet fra Norton, et amerikansk elitebogfirma. Men i modsætning til hans anbefalinger accepterede jeg tilbuddet fra Bantam Books, et forlag rettet mod den almindelige læser. Selvom Bantam ikke specialiserede sig i at udgive faglitterære bøger, var dets bøger bredt tilgængelige i lufthavnsboghandlere.

Måske blev Bantam interesseret i denne bog på grund af en af ​​dens redaktører, Peter Guzzardi. Han tog sit arbejde meget alvorligt og tvang mig til at omskrive bogen, så den kunne forstås af ikke-eksperter som ham selv. Hver gang jeg sendte ham et revideret kapitel, svarede han med en lang række mangler og spørgsmål, som han mente skulle afklares. Nogle gange troede jeg, at denne proces aldrig ville ende. Men han havde ret: bogen blev meget bedre som et resultat.

Mit arbejde med bogen blev afbrudt af lungebetændelse, som jeg fik på CERN. Det ville have været fuldstændig umuligt at færdiggøre bogen, hvis det ikke var for det computerprogram, jeg fik. Det gik ret langsomt, men jeg tænkte roligt på det tidspunkt, så det var ganske passende. Med hendes hjælp, tilskyndet af Guzzardi, omskrev jeg næsten fuldstændig den originale tekst. En af mine elever, Brian Witt, hjalp mig med denne revision.

Forside til første udgave af A Brief History of Time

Jeg var meget imponeret over Jacob Bronowskis tv-serie The Ascent of Man. (Sådan et sexistisk navn ville ikke være tilladt at blive brugt i dag.) Det gav en fornemmelse af menneskehedens præstationer og dens udvikling fra de primitive vilde, som det kun var femten tusinde år siden til vores moderne tilstand. Jeg ønskede at fremkalde lignende følelser vedrørende vores bevægelse hen imod en fuld forståelse af de love, der styrer universet. Jeg var sikker på, at næsten alle er interesserede i, hvordan universet fungerer, men de fleste mennesker kan ikke forstå matematiske ligninger. Jeg kan ikke rigtig lide dem selv. Dels fordi det er svært for mig at skrive dem, men det vigtigste er, at jeg ikke har en intuitiv sans for formler. I stedet tænker jeg i visuelle billeder, og i min bog forsøgte jeg at udtrykke disse billeder i ord ved hjælp af velkendte analogier og et lille antal diagrammer. Ved at vælge denne vej håbede jeg, at de fleste mennesker ville være i stand til at dele med mig beundring for de succeser, som fysikken har opnået som et resultat af dens fantastiske fremskridt gennem de sidste halvtreds år.

Og alligevel er nogle ting svære at forstå, selvom man undgår matematiske udregninger. Det problem, jeg stod over for, var: skulle jeg forsøge at forklare dem med fare for at vildlede folk, eller skulle jeg så at sige bare feje affaldet under tæppet? Nogle usædvanlige begreber, såsom det faktum, at observatører, der bevæger sig med forskellige hastigheder, måler forskellige tidsperioder for det samme par begivenheder, var irrelevante for det billede, jeg ønskede at male. Så jeg følte, at jeg bare kunne nævne dem uden at gå i detaljer. Men der var også komplekse ideer, som var væsentlige for det, jeg forsøgte at formidle.

Der var to begreber, som jeg syntes var særligt vigtige at få med i bogen. En af dem er den såkaldte summering af historien. Dette er ideen om, at universet har mere end én historie. I stedet er der helheden af ​​alle mulige historier i universet, og alle disse historier er lige virkelige (hvad det så end betyder). En anden ide, der er nødvendig for at skabe matematisk mening af summering over historier, er imaginær tid. Jeg indser nu, at jeg burde have brugt flere kræfter på at forklare disse to begreber, fordi det var de dele af bogen, som folk havde sværest ved. Det er dog slet ikke nødvendigt at forstå præcis, hvad imaginær tid er, det er ganske nok at vide, at den adskiller sig fra det, vi kalder realtid.

Da bogen var ved at blive udgivet, fik videnskabsmanden, som fik tilsendt et forhåndseksemplar, for at forberede en anmeldelse til bladet Natur, var forfærdet over at opdage et stort antal fejl i det - forkert placerede fotografier og diagrammer med forkerte signaturer. Han kaldte Bantam, de var også rædselsslagne, og samme dag genkaldte de og ødelagde hele cirkulationen. (Bevarende kopier af denne faktiske første udgave vil nu sandsynligvis blive højt værdsat.) Forlaget brugte tre ugers hårdt arbejde på at revidere og rette hele bogen, og den var klar i tide til at komme i butikkerne i tide til den annoncerede aprilsnars udgivelsesdato . Aprilsnarsdag. Så bladet Tid udgivet en biografisk note om mig med den på forsiden.

På trods af alt dette blev Bantam overrasket over efterspørgslen efter min bog. Den forblev på bestsellerlisten New York Times i 147 uger, og på Londons bestsellerliste Tider - på rekordhøje 237 uger, blev oversat til 40 sprog og solgte over 10 millioner eksemplarer på verdensplan.

Jeg hed oprindeligt bogen From the Big Bang to Black Holes: A Short History of Time, men Guzzardi byttede titlen og undertitlen ud og erstattede den med "kort til kort". Dette var genialt og må have bidraget meget til bogens succes. Siden da er der dukket mange "korte historier" om dette eller hint og endda "A Brief History of Thyme" op. Efterligning er den oprigtigste form for smiger.

Hvorfor købte folk denne bog så meget? Det er svært for mig at være sikker på min objektivitet, og jeg vil hellere citere, hvad andre har sagt. Det viste sig, at størstedelen af ​​anmeldelser, selvom de godkendte, ikke tydeliggjorde meget. Grundlæggende er de bygget efter samme skema: Stephen Hawking lider af Lou Gehrigs sygdom(udtryk brugt i amerikanske anmeldelser), eller motorneuronsygdom(Britiske anmeldelser). Han er bundet til en kørestol, kan ikke tale og bevæger kun N fingre(Hvor N varierede fra et til tre, afhængigt af hvor unøjagtig artiklen om mig, som anmelderen havde læst). Og alligevel skrev han denne bog om det største spørgsmål af alle: hvor kom vi fra, og hvor skal vi hen? Svaret Hawking foreslår er, at universet ikke blev skabt og aldrig vil blive ødelagt - det er det simpelthen. For at udtrykke denne idé introducerer Hawking begrebet imaginær tid, som jeg(dvs. anmelder) Jeg synes det er lidt svært at forstå. Men hvis Hawking har ret, og vi finder en fuldstændig forenet teori, så vil vi virkelig forstå Guds design.(Under korrekturfasen fjernede jeg næsten den sidste sætning fra bogen om, at vi forstår Guds plan. Hvis jeg havde gjort det, ville salget være faldet til det halve.)

Jeg synes, artiklen i London-avisen er meget mere indsigtsfuld Den uafhængige, hvor det siges, at selv en så seriøs videnskabelig bog som "A Brief History of Time" kan blive en kult. Jeg var meget smigret over dens sammenligning med bogen "Zen and the Art of Motorcycle Maintenance." Jeg håber, at min bog ligesom den giver folk en følelse af, at de ikke bør afvise store intellektuelle og filosofiske spørgsmål.

Menneskets interesse for historien om, hvordan det lykkedes mig at blive teoretisk fysiker på trods af mit handicap, spillede uden tvivl også en rolle. Men de, der købte bogen netop for dette, var skuffede, da min tilstand kun blev nævnt et par gange. Bogen var tænkt som en historie om universet, og slet ikke min historie. Dette beskyttede ikke Bantam-udgiveren mod beskyldninger om, at de skamløst udnyttede min sygdom, og at jeg forkælede dem ved at tillade, at mit fotografi blev placeret på forsiden. Faktisk havde jeg ifølge kontrakten ingen ret til at påvirke omslagets udformning. Det lykkedes mig dog at overbevise forlaget om at bruge et bedre foto til den britiske udgave end det lorte, forældede foto, der var i den amerikanske version. Men på det amerikanske omslag forblev billedet det samme, fordi, som jeg fik at vide, identificerede den amerikanske offentlighed dette foto med selve bogen.

Det blev også foreslået, at mange mennesker købte denne bog for at vise den på deres bogreol eller sofabord uden egentlig at læse den. Jeg er sikker på, at det var tilfældet, selvom jeg ikke tror, ​​det var mere end med talrige andre seriøse bøger. Og alligevel ved jeg, at i det mindste nogle læsere må have klaret sig, for hver dag modtager jeg en stak breve om denne bog, mange af dem indeholder spørgsmål eller detaljerede kommentarer, hvilket tyder på, at folk læser denne bog hvis de ikke helt forstod det. Folk stopper mig også på gaden og fortæller mig, hvor meget de kunne lide det. Den hyppighed, hvormed jeg modtager sådanne tilkendegivelser af offentlig anerkendelse (selvom jeg selvfølgelig er en meget anderledes, hvis ikke den mest fremragende forfatter) forekommer mig at berolige, at en vis del af de mennesker, der har købt bogen, faktisk læser det.

Efter A Brief History of Time skrev jeg adskillige flere bøger for at bringe videnskabelig viden til et bredere publikum. Det er "Sorte huller og unge universer", "Verden i en nøddeskal" og "The Grander Design". Jeg tror, ​​det er meget vigtigt, at folk har en grundlæggende viden om videnskab, der gør dem i stand til at træffe informerede beslutninger i en verden, hvor videnskab og teknologi spiller flere og flere roller. Derudover skrev min datter Lucy og jeg en serie bøger for børn – morgendagens voksne. Det er eventyrhistorier baseret på videnskabelige ideer.

Fra bogen Kommentarer til det, der er blevet dækket forfatter Strugatsky Boris Natanovich

S. YAROSLAVTSEV, ELLER EN KORT HISTORIE OM ÉN PSEUDON Hvorfor, i virkeligheden, “S. Yaroslavtsev"? Jeg kan ikke huske. Det er klart, hvorfor "S": alle vores pseudonymer begyndte med dette brev - S. Berezhkov, S. Vitin, S. Pobedin ... Men hvor kom "Yaroslavtsev" fra? Jeg husker slet ikke. I vores

Fra bogen Ermak forfatter Skrynnikov Ruslan Grigorievich

Bilag 2 SEMYON ULYANOVICH REMEZOV. SIBERISK HISTORIE. SIBERISK KRONIKKORT KUNGUR Sibiriens historie Fra umindelige tider har vores All-Seer af den kristne Gud, Skaberen af ​​al skabning, bygmester af sit hus og forsørger af druer og mentale får, retligt beordret prædiken

Fra bogen Kommentarer til hvad der er blevet dækket [En anden udgave] forfatter Strugatsky Boris Natanovich

S. YAROSLAVTSEV, eller EN KORT HISTORIE OM ÉN PSEUDON Hvorfor i virkeligheden "S. Yaroslavtsev"? Jeg kan ikke huske. Det er klart, hvorfor "S": alle vores pseudonymer begyndte med dette brev - S. Berezhkov, S. Vitin, S. Pobedin ... Men hvor kom "Yaroslavtsev" fra? Jeg husker slet ikke i vores

Fra bogen af ​​William Thackeray. Hans liv og litterære virksomhed forfatter Alexandrov Nikolay Nikolaevich

Kapitel VI. "Historien om Pendennis". "Nykomne." "Esmonds historie". "The Virginians" Kort efter slutningen af ​​"Vanity Fair", det vil sige i begyndelsen af ​​1849, begyndte Thackerays anden store roman, "The History of Pendennis", at blive trykt. I forordet til dette værk klager Thackeray over det

Fra bogen 9 Years of Thrash Frenzy of Metal Corrosion forfatter Troitsky Sergey

KORT HISTORIE Historien om gruppen Corrosion of Metal går tilbage til 1984, helt i begyndelsen af ​​heavy metal-revolutionen i Rusland. Det var uforglemmelige tider med generel censur og offentligt blodbad. En af de første, al råddenheden og vulgariteten af ​​det, der eksisterede dengang

Fra bogen Inde i Vesten forfatter Voronel Alexander Vladimirovich

EN KORT HISTORIE OM PENGE Jeg har altid været overrasket over den enighed, hvormed den ikke-jødiske verden har forbundet ideen om jødisk karakter med kærlighed til penge. Jeg har ikke observeret noget lignende i det jødiske miljø. Og i historien overgår jødisk kærlighed til penge slet ikke

Fra bogen A Brief History of Philosophy af Johnston Derek

Derek Johnston A Brief History of Philosophy

Fra Bazhenovs bog forfatter Pigalev Vadim Alekseevich

KORT BIBLIOGRAFI, LITTERATUR OM V.I BAZHENOV OG HANS TID Borisov S. Bazhenov. M., 1937. Shishko A. Stenhåndværker. M., 1941. Snegirev V. V. I. Bazhenov. M., 1950. Petrov P., Klyushnikov V. En familie af fritænkere. Petersborg, 1872. Chernov E, G., Shishko A. V. Bazhenov. M., Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1949. Yanchuk N. A.

Fra bogen Mocker af Waugh Evelyn

Kapitel Seks EN KORT HISTORIE OM MINE RELIGIØSE ANSTÅNINGER Den 18. juni 1921 skrev jeg i min dagbog: »I løbet af de sidste par uger er jeg holdt op med at være kristen. Jeg indså, at jeg i det mindste de sidste to kvartaler var ateist i alt undtagen modet til at indrømme det over for mig selv.

Fra bogen Geniale svindel forfatter Khvorostukhina Svetlana Alexandrovna

Del 3 En kort historie om finansielle pyramider I det præsenterede kapitel vil vi faktisk ikke tale om historien om de velkendte egyptiske pyramider, men om pyramider af en lidt anden art - økonomiske. I dag, i hele verden, er det måske svært at finde en person, der aldrig har gjort det

Fra bogen Fra Diogenes til Jobs, Gates og Zuckerberg ["Nørder", der ændrede verden] af Zittlau Jörg

Kapitel 1 Fra hulemalerier til atombomben. En kort historie om botanikeren Generelt falder botanikere i to kategorier: dem, der angiveligt først dukkede op i 1950'erne, og dem, der levede for længe siden. "Botanikere har altid eksisteret i menneskehedens historie," forklarer

Fra bogen af ​​Francois Marie Voltaire forfatter Kuznetsov Vitaly Nikolaevich

Fra bogen Byzantinsk rejse af Ash John

En kort historie om solstuer Selvom rejseguider ikke lægger særlig vægt på Afyon, er det en af ​​de smukkeste byer på det anatoliske plateau. Dens moderne arkitektur er forudsigeligt intetsigende, men sammenlignet med Eskisehir (i mit hjerte var jeg bange for, at

Fra bogen Biography of Beograd af Pavic Milorad

A Brief History of Reading Jeg har længe ønsket at se en bog kaldet "A Brief History of Reading" på en bogmesse. Jeg vil prøve at fortælle dig, hvordan jeg forestiller mig det. En gang i Tel Aviv blev jeg stillet følgende spørgsmål: "I din bog møder vi tre djævle -

Fra bogen Hero of Soviet Times: The Story of a Worker forfatter Kalinyak Georgy Alexandrovich

Helt fra sovjettiden: historien om en arbejder Georgy Aleksandrovich Kalinyak (1910-09/14/1989) Født i 1910 i Grodno. I 1927 dimitterede han fra 7. klasse i Vitebsk gymnasiet. Siden 1928 boede han i Leningrad. I 1928 begyndte han at arbejde i Kozhmetalloshtamp artel som presseoperatør, derefter fra 1929 til

Fra bogen af ​​Vladimir Vysotsky. Livet efter døden forfatter Bakin Victor V.

P. Soldatenkov - “Love Story, Disease Story” Der er ikke noget mere kedeligt end at tale om andres sygdomme og andres utugt. Anna Akhmatova Jeg kan ikke lide det, når respektable kreative mennesker taler om, hvordan han drak. Jeg forstår, at han drak, men de bringer det på spidsen ligesom

Nuværende side: 1 (bogen har i alt 4 sider) [tilgængelig læsepassage: 1 sider]

Stephen Hawking
En kort Tidshistorie. Fra Big Bang til sorte huller

EN KORT HISTORIE OM TID


Forlaget udtrykker taknemmelighed over for de litterære agenturer Writers House LLC (USA) og Synopsis Literary Agency (Rusland) for deres hjælp til at erhverve rettigheder.


© Stephen Hawking 1988.

© N.Ya. Smorodinskaya, pr. fra engelsk, 2017

© Y.A. Smorodinsky, efterord, 2017

© AST Publishing House LLC, 2017

* * *

Dedikeret til Jane

Taknemmelighed

Jeg besluttede at prøve at skrive en populær bog om rum og tid efter at have holdt Loeb-forelæsningerne på Harvard i 1982. På det tidspunkt var der allerede en del bøger om det tidlige univers og sorte huller, begge meget gode, for eksempel Steven Weinbergs bog "De første tre minutter", og meget dårlige, som det ikke er nødvendigt at nævne her. Men det forekom mig, at ingen af ​​dem faktisk adresserede de spørgsmål, der fik mig til at studere kosmologi og kvanteteori: hvor kom universet fra? Hvordan og hvorfor opstod det? Vil det komme til en ende, og hvis det gør, hvordan? Disse spørgsmål interesserer os alle. Men moderne videnskab er fuld af matematik, og kun få specialister ved det nok til at forstå alt dette. Imidlertid kan de grundlæggende ideer om universets fødsel og videre skæbne præsenteres uden hjælp fra matematik på en sådan måde, at de bliver forståelige selv for folk, der ikke har modtaget specialundervisning. Dette er, hvad jeg forsøgte at gøre i min bog. Hvor meget jeg lykkedes med dette, må læseren vurdere.

Jeg fik at vide, at hver formel inkluderet i bogen ville halvere antallet af købere. Så besluttede jeg mig for at undvære formler helt. Sandt nok, til sidst skrev jeg stadig en ligning - den berømte Einstein-ligning E=mc². Jeg håber ikke, det skræmmer halvdelen af ​​mine potentielle læsere.

Bortset fra min sygdom - amyotrofisk lateral sklerose - så var jeg i næsten alt andet heldig. Hjælpen og støtten fra min kone Jane og børnene Robert, Lucy og Timothy gjorde mig i stand til at leve et relativt normalt liv og opnå succes på arbejdet. Jeg var også heldig, at jeg valgte teoretisk fysik, for det hele passer ind i mit hoved. Derfor blev min fysiske svaghed ikke en alvorlig hindring. Mine kolleger har uden undtagelse altid ydet mig maksimal hjælp.

På den første, "klassiske" fase af arbejdet, var mine nærmeste kolleger og assistenter Roger Penrose, Robert Gerok, Brandon Carter og George Ellis. Jeg er dem taknemmelig for deres hjælp og samarbejde. Denne fase kulminerede med udgivelsen af ​​bogen The Large-Scale Structure of Spacetime, som Ellis og jeg skrev i 1973. 1
Hawking S, Ellis J. Storskala struktur af rum-tid. M.: Mir, 1977.

Jeg vil ikke råde læserne til at konsultere den for yderligere information: den er overbelastet med formler og svær at læse. Jeg håber, at jeg siden da har lært at skrive mere tilgængeligt.

Under den anden "kvante" fase af mit arbejde, som begyndte i 1974, arbejdede jeg primært med Gary Gibbons, Don Page og Jim Hartle. Jeg skylder dem meget, såvel som til mine kandidatstuderende, som har givet mig enorm hjælp i både den "fysiske" og "teoretiske" betydning af ordet. Behovet for at holde trit med kandidatstuderende var en ekstremt vigtig motivationsfaktor og, tror jeg, forhindrede mig i at sidde fast i en mose.

Brian Witt, en af ​​mine elever, hjalp mig meget med at skrive denne bog. I 1985, efter at have skitseret bogens første grove oversigt, blev jeg syg af lungebetændelse. Og så operationen, og efter trakeotomi holdt jeg op med at tale, og mistede i det væsentlige evnen til at kommunikere. Jeg troede, at jeg ikke ville være i stand til at afslutte bogen. Men Brian hjalp mig ikke kun med at revidere det, han lærte mig også at bruge Living Center-kommunikationscomputerprogrammet, som blev givet til mig af Walt Waltosh fra Words Plus, Inc., Sunnyvale, Californien. Med dens hjælp kan jeg skrive bøger og artikler og også tale med folk gennem en talesynthesizer givet til mig af et andet Sunnyvale-firma, Speech Plus. David Mason installerede denne synthesizer og en lille personlig computer på min kørestol. Dette system ændrede alt: det blev endnu nemmere for mig at kommunikere, end før jeg mistede stemmen.

Jeg er taknemmelig for mange, der har læst tidlige versioner af bogen for forslag til, hvordan den kan forbedres. Peter Gazzardi, redaktør af Bantam Books, sendte mig således brev efter brev med kommentarer og spørgsmål vedrørende punkter, der efter hans mening var dårligt forklaret. Ganske vist blev jeg ret irriteret, da jeg modtog en kæmpe liste over anbefalede rettelser, men Gazzardi havde fuldstændig ret. Jeg er sikker på, at bogen blev gjort meget bedre af, at Gazzardi gned mig på næsen i fejlene.

Min dybeste taknemmelighed går til mine assistenter Colin Williams, David Thomas og Raymond Laflamme, mine sekretærer Judy Fella, Ann Ralph, Cheryl Billington og Sue Macy og mine sygeplejersker.

Jeg kunne ikke have opnået noget, hvis ikke alle omkostningerne til videnskabelig forskning og nødvendig medicinsk behandling var blevet båret af Gonville og Caius College, Science and Technology Research Council og Leverhulme, MacArthur, Nuffield og Ralph Smith Foundations. Jeg er dem alle meget taknemmelig.

Stephen Hawking

Kapitel først
Vores idé om universet

Engang holdt en berømt videnskabsmand (de siger, det var Bertrand Russell) et offentligt foredrag om astronomi. Han fortalte, hvordan Jorden kredser om Solen, og Solen til gengæld kredser om midten af ​​en enorm klynge stjerner kaldet vores galakse. Da foredraget sluttede, rejste en lille gammel dame sig fra sidste række og sagde: ”Alt, hvad du har fortalt os, er noget sludder. Faktisk er vores verden en flad plade, der sidder på ryggen af ​​en kæmpe skildpadde." Videnskabsmanden smilede overbærende og spurgte: "Hvad understøtter skildpadden?" "Du er meget klog, unge mand," svarede den gamle dame. "En skildpadde er på en anden skildpadde, den ene er også på en skildpadde, og så videre, og så videre."

Ideen om universet som et endeløst tårn af skildpadder vil virke sjov for de fleste af os, men hvorfor tror vi, vi ved bedre? Hvad ved vi om universet, og hvordan vidste vi det? Hvor kom universet fra, og hvad vil der ske med det? Havde universet en begyndelse, og hvad skete der i så fald? før begyndelsen? Hvad er essensen af ​​tid? Vil det nogensinde ende? Fysikkens præstationer i de senere år, som vi til en vis grad skylder fantastisk ny teknologi, giver os mulighed for endelig at få svar på i det mindste nogle af disse spørgsmål, som længe har stået overfor os. Som tiden går, kan disse svar være lige så sikre som det faktum, at Jorden kredser om Solen, og måske lige så latterlige som et tårn af skildpadder. Kun tiden (hvad det end er) vil afgøre.

Tilbage i 340 f.Kr. e. Den græske filosof Aristoteles gav i sin bog "On the Heavens" to overbevisende argumenter til fordel for, at Jorden ikke er flad, som en plade, men rund, som en kugle. Først gættede Aristoteles, at måneformørkelser opstår, når Jorden er mellem Månen og Solen. Jorden kaster altid en rund skygge på Månen, og det kan kun ske, hvis Jorden er kugleformet. Hvis Jorden var en flad skive, ville dens skygge have form som en langstrakt ellipse - medmindre en formørkelse altid indtræffer på det nøjagtige tidspunkt, hvor Solen er præcis på skivens akse. For det andet vidste grækerne ud fra erfaringerne fra deres sørejser, at i de sydlige områder er Nordstjernen lavere på himlen end i de nordlige. (Da Nordstjernen er over Nordpolen, vil den være direkte over hovedet af en observatør, der står ved Nordpolen, og for en person ved ækvator vil det se ud til, at den er i horisonten.) At kende forskellen i tilsyneladende position af Nordstjernen i Egypten og Grækenland, var Aristoteles endda i stand til at beregne, at længden af ​​ækvator er 400.000 stadia. Hvad stadet var lig med vides ikke præcist, men det var cirka 200 meter, og derfor er Aristoteles’ estimat omkring 2 gange den værdi, der nu accepteres. Grækerne havde også et tredje argument til fordel for Jordens kugleform: Hvis Jorden ikke er rund, hvorfor ser vi så først sejlene fra et skib hæve sig over horisonten, og først derefter selve skibet?

Aristoteles mente, at Jorden er ubevægelig, og at Solen, Månen, planeterne og stjernerne kredser om den i cirkulære baner. I overensstemmelse med hans mystiske synspunkter anså han Jorden for at være universets centrum, og cirkulær bevægelse for at være den mest perfekte. I det 2. århundrede udviklede Ptolemæus Aristoteles' idé til en komplet kosmologisk model. Jorden står i centrum, omgivet af otte kugler, der bærer Månen, Solen og de fem dengang kendte planeter: Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn (fig. 1.1). Selve planeterne, mente Ptolemæus, bevægede sig i mindre cirkler forbundet med de tilsvarende sfærer. Dette forklarede den meget komplekse vej, som vi ser planeterne tage. På den allersidste kugle er fiksstjernerne, som forbliver i samme position i forhold til hinanden og bevæger sig hen over himlen alle sammen som en helhed. Hvad der lå hinsides den sidste sfære blev ikke forklaret, men under alle omstændigheder var det ikke længere en del af universet, som menneskeheden observerer.


Ris. 1.1


Ptolemæus' model gjorde det muligt ganske godt at forudsige himmellegemernes position på himlen, men for en præcis forudsigelse måtte han acceptere, at Månens bane nogle steder passerer 2 gange tættere på Jorden end andre steder. Det betyder, at Månen i én position skal virke 2 gange større end i en anden! Ptolemæus var klar over denne mangel, men ikke desto mindre blev hans teori anerkendt, dog ikke overalt. Den kristne kirke accepterede den ptolemæiske model af universet som ikke i modstrid med Bibelen: denne model var god, fordi den efterlod en masse plads til helvede og himlen uden for fiksstjernernes sfære. Men i 1514 foreslog den polske præst Nicolaus Copernicus en endnu enklere model. (I begyndelsen, måske af frygt for, at kirken ville erklære ham for kætter, promoverede Copernicus sin model anonymt.) Hans idé var, at Solen stod ubevægelig i midten, og Jorden og andre planeter kredsede om den i cirkulære baner. Der gik næsten et århundrede, før Copernicus' idé blev taget alvorligt. To astronomer - den tyske Johannes Kepler og italieneren Galileo Galilei - støttede Copernicus' teori, på trods af at de baner, som Copernicus forudsagde, ikke helt matchede de observerede. Aristoteles-Ptolemæus teorien blev fundet uholdbar i 1609, da Galileo begyndte at observere nattehimlen ved hjælp af et nyligt opfundet teleskop. Ved at pege sit teleskop mod planeten Jupiter opdagede Galileo adskillige små satellitter, eller måner, der kredser om Jupiter. Det betød, at ikke alle himmellegemer nødvendigvis måtte dreje direkte rundt om Jorden, som Aristoteles og Ptolemæus mente. (Man kunne selvfølgelig stadig antage, at Jorden hviler i universets centrum, og Jupiters måner bevæger sig ad en meget kompleks bane rundt om Jorden, så de kun ser ud til at kredse om Jupiter. Imidlertid var Copernicus' teori meget enklere.) Samtidig på det tidspunkt modificerede Johannes Kepler Copernicus' teori ud fra den antagelse, at planeter ikke bevæger sig i cirkler, men i ellipser (en ellipse er en aflang cirkel). Endelig, nu faldt forudsigelserne sammen med resultaterne af observationer.

Hvad Kepler angår, var hans elliptiske baner en kunstig (ad hoc) hypotese, og desuden en "upaciøs", da en ellipse er en meget mindre perfekt figur end en cirkel. Efter at have opdaget næsten ved et tilfælde, at elliptiske baner var i god overensstemmelse med observationer, var Kepler aldrig i stand til at forene dette faktum med sin idé om, at planeterne kredser om Solen under indflydelse af magnetiske kræfter. Forklaringen kom meget senere, i 1687, da Isaac Newton udgav sin bog "Mathematical Principles of Natural Philosophy." Heri fremlagde Newton ikke kun en teori om materielle legemers bevægelse i tid og rum, men udviklede også komplekse matematiske metoder, der er nødvendige for at analysere himmellegemers bevægelse. Derudover postulerede Newton loven om universel gravitation, ifølge hvilken ethvert legeme i universet er tiltrukket af ethvert andet legeme med den større kraft, jo større massen af ​​disse kroppe er, og jo mindre afstanden er mellem dem. Dette er den samme kraft, der får kroppe til at falde til jorden. (Historien om, at Newton blev inspireret af et æble, der faldt på hans hoved, er næsten helt sikkert upålidelig. Newton selv sagde kun, at tanken om tyngdekraften opstod for ham, mens han sad i en "kontemplativ stemning", og "anledningen var faldet af et æble ".) Newton viste endvidere, at Månen ifølge hans lov under indflydelse af gravitationskræfter bevæger sig i en elliptisk bane rundt om Jorden, og Jorden og planeterne roterer i elliptiske kredsløb omkring Solen.

Den kopernikanske model hjalp med at slippe af med de ptolemæiske himmelsfærer, og samtidig ideen om, at universet havde en form for naturlig grænse. Da de "faste stjerner" ikke ændrer deres position på himlen, bortset fra deres cirkulære bevægelse forbundet med jordens rotation omkring dens akse, var det naturligt at antage, at fiksstjernerne er objekter, der ligner vores sol, kun meget mere fjern.

Newton forstod, at ifølge hans teori om tyngdekraften skulle stjerner tiltrækkes af hinanden, og derfor kan det se ud til, at de ikke kan forblive helt ubevægelige. Skulle de ikke falde oven på hinanden og komme tættere på på et tidspunkt? I 1691 sagde Newton i et brev til Richard Bentley, en af ​​tidens førende tænkere, at dette virkelig ville ske, hvis vi kun havde et begrænset antal stjerner i et begrænset område af rummet. Men, ræsonnerede Newton, hvis antallet af stjerner er uendeligt, og de er mere eller mindre jævnt fordelt over det uendelige rum, så vil dette aldrig ske, da der ikke er noget centralt punkt, hvor de skal falde.

Disse argumenter er et eksempel på, hvor nemt det er at komme i problemer, når man taler om uendelighed. I et uendeligt univers kan ethvert punkt betragtes som centrum, da antallet af stjerner er uendeligt på begge sider af det. Det var først meget senere, at de indså, at en mere korrekt tilgang var at tage et endeligt system, hvor alle stjernerne falder på hinanden, vende mod midten, og se hvilke ændringer der ville ske, hvis vi tilføjede flere og flere stjerner, fordelt på ca. jævnt uden for den pågældende region. Ifølge Newtons lov vil yderligere stjerner i gennemsnit ikke påvirke de oprindelige på nogen måde, det vil sige, at stjernerne vil falde med samme hastighed ind i midten af ​​det valgte område. Lige meget hvor mange stjerner vi tilføjer, vil de altid vende mod midten. I dag er det kendt, at en uendelig statisk model af universet er umulig, hvis gravitationskræfter altid forbliver kræfter af gensidig tiltrækning.

Det er interessant, hvordan den generelle tilstand af videnskabelig tankegang var før begyndelsen af ​​det tyvende århundrede: Det faldt aldrig ind for nogen, at universet kunne udvide sig eller trække sig sammen. Alle troede, at universet enten altid eksisterede i en uændret tilstand eller blev skabt på et tidspunkt i fortiden, omtrent som det er nu. Dette kan til dels forklares med menneskers tendens til at tro på evige sandheder, og også af den særlige tiltrækning af ideen om, at selvom de selv bliver gamle og dør, vil universet forblive evigt og uforanderligt.

Selv de videnskabsmænd, der indså, at Newtons tyngdekraftsteori gjorde et statisk univers umuligt, tænkte ikke på den ekspanderende univershypotese. De forsøgte at modificere teorien ved at gøre gravitationskraften frastødende over meget store afstande. Dette ændrede praktisk talt ikke den forudsagte bevægelse af planeterne, men det tillod den uendelige fordeling af stjerner at forblive i ligevægt, da tiltrækningen af ​​nærliggende stjerner blev kompenseret af frastødning fra fjerne stjerner. Men nu tror vi, at en sådan ligevægt ville være ustabil. Faktisk, hvis stjernerne i et eller andet område kommer lidt tættere på, så vil de tiltrækkende kræfter mellem dem stige og blive stærkere end de frastødende kræfter, så stjernerne vil fortsætte med at komme tættere på. Hvis afstanden mellem stjernerne øges lidt, så vil de frastødende kræfter opveje, og afstanden vil stige.

En anden indvending mod modellen af ​​et uendeligt statisk univers tilskrives normalt den tyske filosof Heinrich Olbers, som udgav et værk om denne model i 1823. Faktisk arbejdede mange af Newtons samtidige med det samme problem, og Albers' papir var ikke engang den første, der rejste seriøse indvendinger. Hun var den første, der blev bredt citeret. Indvendingen er denne: I et uendeligt statisk univers skal enhver synsstråle hvile på en eller anden stjerne. Men så skulle himlen, selv om natten, gløde klart, som Solen. Olbers' modargument var, at lys, der kommer til os fra fjerne stjerner, skulle dæmpes af absorption i stof på dens vej. Men i dette tilfælde skal dette stof selv varme op og lyse klart som stjerner. Den eneste måde at undgå konklusionen om, at nattehimlen lyser klart, ligesom Solen, er at antage, at stjernerne ikke altid skinnede, men lyste op på et bestemt tidspunkt i fortiden. Så har det absorberende stof måske ikke nået at varme op endnu, eller lyset fra fjerne stjerner har endnu ikke nået os. Men spørgsmålet opstår: hvorfor lyste stjernerne op?

Selvfølgelig har problemet med universets oprindelse optaget menneskers sind i meget lang tid. Ifølge en række tidlige kosmogonier og jødisk-kristne-muslimske myter opstod vores univers på et bestemt og ikke særlig fjernt tidspunkt i fortiden. En af grundene til sådanne overbevisninger var behovet for at finde den "første årsag" til universets eksistens. Enhver begivenhed i universet forklares ved at angive dens årsag, det vil sige en anden begivenhed, der skete tidligere; en sådan forklaring på selve universets eksistens er kun mulig, hvis det havde en begyndelse. En anden grund blev fremført af St. Augustin 2
Augustin den salige(354–430) – teolog, kirkefader, grundlægger af kristen historiefilosofi. – Bemærk udg.

I sit essay "Om Guds by." Han påpegede, at civilisationen udvikler sig, og vi husker, hvem der begik denne eller hin handling, og hvem der opfandt hvad. Derfor er det usandsynligt, at menneskeheden, og derfor sandsynligvis Universet, eksisterer ret længe. Augustin den salige betragtede den acceptable dato for skabelsen af ​​universet, svarende til Første Mosebog: cirka 5000 f.Kr. e. (Interessant nok er denne dato ikke for langt fra slutningen af ​​den sidste istid - 10.000 f.Kr., som arkæologer betragter som civilisationens begyndelse.)

Aristoteles og de fleste andre græske filosoffer kunne ikke lide ideen om skabelsen af ​​universet, da den var forbundet med guddommelig indgriben. Derfor troede de, at mennesker og verden omkring dem eksisterede og ville eksistere for evigt. Forskere fra antikken overvejede argumentet om civilisationens fremskridt og besluttede, at oversvømmelser og andre katastrofer periodisk fandt sted i verden, som hele tiden bragte menneskeheden tilbage til civilisationens udgangspunkt.

Spørgsmålene om, hvorvidt universet opstod på et tidspunkt, og om det er begrænset i rummet, blev senere undersøgt meget nøje af filosoffen Immanuel Kant i hans monumentale (og meget obskure) værk "Critique of Pure Reason", som blev udgivet i 1781. Han kaldte disse spørgsmål for antinomier (dvs. modsigelser) af den rene fornuft, fordi han så, at det var lige så umuligt at bevise eller modbevise både tesen om nødvendigheden af ​​universets begyndelse og antitesen om dets evige eksistens. Kants tese blev argumenteret med det faktum, at hvis universet ikke havde nogen begyndelse, så ville enhver begivenhed gå forud for en uendelig periode, og Kant anså dette for absurd. Til støtte for antitesen sagde Kant, at hvis universet havde en begyndelse, så ville det være gået forud for en uendelig periode, og så er spørgsmålet, hvorfor universet pludselig opstod på et tidspunkt og ikke på et andet tidspunkt. ? Faktisk er Kants argumenter stort set de samme for både tese og antitese. Det går ud fra den stiltiende antagelse, at tiden er uendelig i fortiden, uanset om universet eksisterede eller ikke eksisterede for evigt. Som vi vil se nedenfor, før universets fremkomst, er begrebet tid meningsløst. Dette blev først påpeget af St. Augustin. På spørgsmålet om, hvad Gud gjorde, før han skabte universet, svarede Augustin aldrig, at Gud forberedte helvede for dem, der stillede sådanne spørgsmål. Nej, han sagde, at tid er en integreret egenskab af universet skabt af Gud, og derfor var der ingen tid før universets fremkomst.

Da de fleste mennesker troede på et statisk og uforanderligt univers, var spørgsmålet om, hvorvidt det havde en begyndelse eller ej, i det væsentlige et spørgsmål om metafysik og teologi. Alle observerbare fænomener kunne forklares enten med en teori, hvor universet eksisterede for evigt, eller med en teori, hvor universet blev skabt på et bestemt tidspunkt på en sådan måde, at alt så ud, som om det havde eksisteret for evigt. Men i 1929 gjorde Edwin Hubble en epokelig opdagelse: det viste sig, at uanset hvilken del af himlen man observerer, bevæger alle fjerne galakser sig hurtigt væk fra os. Med andre ord, universet udvider sig. Det betyder, at i tidligere tider var alle genstande tættere på hinanden, end de er nu. Det betyder, at der tilsyneladende var engang, for omkring ti eller tyve tusinde millioner år siden, hvor de alle var på ét sted, så universets tæthed var uendelig stor. Hubbles opdagelse bragte spørgsmålet om, hvordan universet begyndte, ind i videnskabens område.

Hubbles observationer antydede, at der var en tid, det såkaldte Big Bang, hvor universet var uendeligt lille og uendeligt tæt. Under sådanne forhold bliver alle videnskabens love meningsløse og tillader os ikke at forudsige fremtiden. Hvis der i endnu tidligere tider fandt begivenheder sted, kunne de stadig ikke på nogen måde påvirke, hvad der sker nu. På grund af manglen på observerbare konsekvenser kan de simpelthen negligeres. Big Bang kan betragtes som tidens begyndelse i den forstand, at tidligere tider simpelthen ikke ville blive defineret. Lad os understrege, at et sådant udgangspunkt for tid er meget forskelligt fra alt, hvad der blev foreslået før Hubble. Tidens begyndelse i et uforanderligt univers er noget, der må bestemmes af noget, der eksisterer uden for universet; Der er ingen fysisk nødvendighed for universets begyndelse. Skabelsen af ​​universet af Gud kan tilskrives et hvilket som helst tidspunkt i fortiden. Hvis universet udvider sig, så kan der være fysiske grunde til, at det har en begyndelse. Du kan stadig forestille dig, at det var Gud, der skabte Universet – i øjeblikket med Big Bang eller endda senere (men som om Big Bang var sket). Det ville dog være absurd at sige, at universet opstod før Big Bang. Ideen om et ekspanderende univers udelukker ikke skaberen, men den pålægger begrænsninger på den mulige dato for hans arbejde!

For at kunne tale om universets væsen, og om det havde en begyndelse, og om der kommer en ende, skal du have en god forståelse af, hvad en videnskabelig teori generelt er. Jeg vil holde mig til det enkleste synspunkt: en teori er en teoretisk model af universet eller en del af det, suppleret med et sæt regler, der forbinder teoretiske størrelser med vores observationer. Denne model eksisterer kun i vores hoveder og har ingen anden virkelighed (uanset hvilken betydning vi lægger i dette ord). En teori anses for god, hvis den opfylder to krav: For det første skal den nøjagtigt beskrive en bred klasse af observationer inden for en model, der kun indeholder nogle få vilkårlige elementer, og for det andet skal teorien lave veldefinerede forudsigelser om resultaterne af fremtidige observationer. For eksempel var Aristoteles' teori om, at alt bestod af fire elementer - jord, luft, ild og vand - enkel nok til at blive kaldt en teori, men den kom ikke med nogen sikre forudsigelser. Newtons gravitationsteori udgik fra en endnu enklere model, hvor legemer tiltrækkes af hinanden med en kraft, der er proportional med en vis mængde kaldet deres masse, og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem. Men Newtons teori forudsiger meget præcist bevægelsen af ​​Solen, Månen og planeterne.

Enhver fysisk teori er altid midlertidig i den forstand, at det blot er en hypotese, der ikke kan bevises. Uanset hvor mange gange teorien stemmer overens med eksperimentelle data, kan man ikke være sikker på, at næste gang eksperimentet ikke vil modsige teorien. Samtidig kan enhver teori tilbagevises ved at henvise til en enkelt observation, der ikke stemmer overens med dens forudsigelser. Som filosoffen Karl Popper, specialist inden for videnskabsfilosofi, påpegede, er et nødvendigt træk ved en god teori, at den laver forudsigelser, der i princippet kan eksperimentelt falsificeres. Når nye eksperimenter bekræfter en teoris forudsigelser, demonstrerer teorien dens vitalitet, og vores tro på den bliver stærkere. Men hvis selv en ny observation ikke stemmer overens med teorien, må vi enten opgive den eller lave den om. Det er i hvert fald logikken, selvom man selvfølgelig altid har ret til at tvivle på kompetencen hos den, der har udført observationerne.

I praksis viser det sig ofte, at en ny teori faktisk ligger i forlængelse af den tidligere. For eksempel har ekstremt præcise observationer af planeten Merkur afsløret små uoverensstemmelser mellem dens bevægelse og forudsigelserne fra Newtons tyngdekraftsteori. Ifølge Einsteins generelle relativitetsteori skulle Merkur bevæge sig lidt anderledes end Newtons teori. Det faktum, at Einsteins forudsigelser faldt sammen med observationsresultater, men Newtons forudsigelser ikke faldt sammen, blev en af ​​de afgørende bekræftelser af den nye teori. Sandt nok bruger vi stadig Newtons teori i praksis, da dens forudsigelser i de tilfælde, vi normalt støder på, adskiller sig meget lidt fra forudsigelserne om almen relativitet. (Newtons teori har også den store fordel, at den er meget nemmere at arbejde med end Einsteins teori.)

Videnskabens ultimative mål er at skabe en samlet teori, der vil beskrive hele universet. Når de løser dette problem, deler de fleste forskere det op i to dele. Den første del er de love, der giver os mulighed for at vide, hvordan universet ændrer sig over tid. (Ved at vide, hvordan universet ser ud på et tidspunkt, kan vi bruge disse love til at finde ud af, hvad der vil ske med det på et hvilket som helst senere tidspunkt.) Den anden del er problemet med universets begyndelsestilstand. Nogle mener, at videnskaben kun skulle beskæftige sig med den første del, og overveje spørgsmålet om, hvad der i begyndelsen var et spørgsmål om metafysik og religion. Tilhængere af denne opfattelse siger, at eftersom Gud er almægtig, var det hans vilje at "styre" universet, som han ville. Hvis de har ret, så havde Gud mulighed for at få universet til at udvikle sig helt tilfældigt. Gud foretrak tilsyneladende, at det udviklede sig meget regelmæssigt ifølge visse love. Men så er det lige så logisk at antage, at der også er love, der styrer Universets begyndelsestilstand.

Det viser sig, at det er meget svært umiddelbart at skabe en teori, der ville beskrive hele universet. I stedet deler vi problemet op i dele og bygger delteorier. Hver af dem beskriver en begrænset klasse af observationer og laver forudsigelser om den, idet de ignorerer indflydelsen af ​​alle andre størrelser eller repræsenterer sidstnævnte som simple talsæt. Det er muligt, at denne tilgang er helt forkert. Hvis alt i universet grundlæggende afhænger af alt andet, så er det muligt, at man ved at studere dele af et problem isoleret ikke kan komme tættere på en komplet løsning. Ikke desto mindre har vores fremskridt tidligere været på denne måde. Et klassisk eksempel er igen Newtons tyngdekraftsteori, hvorefter tyngdekraften, der virker mellem to legemer, kun afhænger af én egenskab ved hvert legeme, nemlig dets masse, men ikke afhænger af, hvilket stof kroppene er lavet af. For at beregne de baner, hvori Solen og planeterne bevæger sig, er en teori om deres struktur og sammensætning derfor ikke nødvendig.

Nu er der to vigtigste delteorier til at beskrive universet: generel relativitetsteori og kvantemekanik. Begge er resultatet af en enorm intellektuel indsats fra videnskabsmænd i første halvdel af det 20. århundrede. Generel relativitetsteori beskriver universets gravitationsinteraktion og storskalastruktur, det vil sige struktur på en skala fra nogle få kilometer til en million millioner millioner millioner (en efterfulgt af fireogtyve nuller) kilometer, eller op til størrelsen af observerbar del af universet. Kvantemekanik beskæftiger sig med fænomener i ekstremt små skalaer, såsom en milliontedel af en milliontedel af en centimeter. Og disse to teorier er desværre uforenelige – de kan ikke være korrekte på samme tid. Et af hovedområderne for forskning i moderne fysik og hovedtemaet i denne bog er søgen efter en ny teori, der ville kombinere de to foregående til én - kvanteteorien om tyngdekraften. En sådan teori er der endnu ikke, og den kan stadig vente længe, ​​men vi kender allerede mange af de egenskaber, som den burde have. I de følgende kapitler vil du se, at vi allerede ved meget om, hvilke forudsigelser der bør følge fra kvanteteorien om tyngdekraften.

Hvis du tror, ​​at universet ikke udvikler sig på en vilkårlig måde, men adlyder visse love, så bliver du i sidste ende nødt til at kombinere alle delteorierne til en enkelt komplet, der vil beskrive alt i universet. Sandt nok er der et grundlæggende paradoks i søgen efter en sådan samlet teori. Alt, der er sagt ovenfor om videnskabelige teorier, antager, at vi er intelligente væsener, vi kan foretage alle observationer i universet og drage logiske konklusioner baseret på disse observationer. I en sådan ordning er det naturligt at antage, at vi i princippet kunne komme endnu tættere på at forstå de love, der styrer vores univers. Men hvis der virkelig eksisterer en samlet teori, så burde den nok også på en eller anden måde påvirke vores handlinger. Og så burde teorien selv bestemme resultatet af vores søgen efter den! Hvorfor skulle hun på forhånd bestemme, at vi vil drage de rigtige konklusioner fra observationer? Hvorfor skulle hun ikke lige så let føre os til de forkerte konklusioner? Eller slet ingen?

Opmærksomhed! Dette er et indledende fragment af bogen.

Hvis du kunne lide begyndelsen af ​​bogen, så kan den fulde version købes hos vores partner - distributøren af ​​juridisk indhold, liters LLC.