От чёрных дыр до кота Шрёдингера: как 'Звездануло' объясняет сложное простыми словами

В мои цепкие руки недавно попала книга Романа Юдаева "Звездануло: весело и доступно про проблемы современной физики и астрономии". Что ж, я прочитал её и расскажу вам, действительно ли это так весело и доступно. (Спойлер: вполне себе, но иногда с шутеечками перебор).

Прежде чем начать читать, я навёл справки об авторе. Роман Юдаев ака Рамзяй, вёл подкаст под названием "Звездануло", и решил по мотивам выпустить несколько книг; сейчас вышла первая. Книга небольшая, 208 страниц, прочитана в 2 присеста. Вообще по структуре похожа на одну большую статью, разделённую на три раздела. Рассмотрим их внимательнее и по порядку.

В первом разделе Роман очень кратко пробегается по теориям появления и смерти Вселенной (или вселенных). В этом ему помогает Гусь-Звезданусь, картинка чёрного гуся, что мелькает иногда на страницах, наглядно иллюстрируя физические понятия. Поначалу мне совсем не зашёл авторский стиль, не совсем понятно, кому адресован такой фамильярный научпоп. Но потом я вспомнил, что изначально подкаст выходил на яблочной платформе, понял, что адресовано всё это зелёной молодёжи, и тогда всё встало на свои места. Вопрос только в том, будет ли эта молодёжь покупать бумажную книгу.

Так вот, в первом разделе Роман в довольно развязном тоне повествует о Начале и Конце: сингулярность, Большой взрыв, планковское время, вот это вот всё. Сейчас я вам приведу цитату, чтобы вы поняли, в каком стиле написана вся книга: "Раньше Вселенная была маленькая и горячая, а сейчас её размотало во все стороны и охладило". Да-да, это он про Большой взрыв. Но если принять правила игры, потом чтение становится забавным. Быстро пройдя эпоху инфляции и Тёмных веков, автор переходит к звездообразованию (попутно вскользь поясняя, что такое реликтовое излучение).

На звёздах мы останавливаемся поподробней — как они образуются, что такое Главная Последовательность (Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь), какие виды звёзд вообще бывают. Тут я даже посмотрел несколько со стороны на то, что читал давно, и что в моей памяти несколько померкло и потускнело — а ведь и правда нейтронные звёзды похожи по структуре на огромные, диаметром в десятки километров, одиночные атомы! И тогда размышления о том, что звёздные структуры в макромасштабе очень напоминают нейроны мозга, приобретают дополнительную ценность. Может, вся наблюдаемая вселенная — просто большой больцмановский мозг? Что такое больцмановский мозг, тоже можно узнать в этой книге.

Далее Роман Юдаев рассматривает разные пределы в физике, и это действительно очень интересная глава для меня оказалась. Предел Оппенгеймера-Волкова, предел Чандрасекара, и другие пределы — всё это про звёзды существующие и гипотетические, и описание их состояния. Тут я для себя открыл нечто новое — звезду Бухдаля, гипотетический объект, который отличается от чёрной дыры только тем, что у чд есть горизонт событий, а у звезды Бухдаля — нет. И, собственно, этот раздел плавно переходит в другой — о чёрных дырах.

И вторая часть полностью посвящена им. Радиус Шварцшильда, постоянная Планка, излучение Хокинга, плотность вещества — все эти понятия будут разобраны здесь. В этом разделе как раз будет немного формул, несложных, но совершенно необходимых для понимания происходящего внутри чд. Автор также разберёт белые дыры и квазары. Про квазары вы наверняка слышали, что они служат маяками в нашей Вселенной, а вот про белые дыры я читал ещё в советском научпопе — это гипотетическое место, откуда материя изливается, эдакий антипод чёрной дыры. Про теорию, что мы и сами живём в огромной чёрной дыре, тоже говорится.

Интересно Роман пишет про кугельблиц — неподтверждённую гипотезу о том, что чд может быть образована не массой, а светом. И понравилось, как он об этом пишет: “А может, такая концентрация света прожжёт насквозь наше трёхмерное пространство-время, как мальчишка с лупой выжигает чьи-то имена на деревяшке?” Правда, потом он тут же несмешно шутит про натурный эксперимент со светом на концерте Киркорова, и это несколько смазывает впечатление.

Третий раздел посвящён истории квантовой физики — как она зародилась, какие известные учёные этому поспособствовали, и как их споры способствовали развитию этому разделу науки. Очень интересный для меня раздел, пожалуй, лучший в книге. Роман Юдаев доступно и наглядно рассказывает, какие этапы проходила квантовая физика в начале своего развития — как Нильс Бор и Вернер Гейзенберг создали первую интерпретацию квантовой механики, как потом живо подключился Альберт Эйнштейн. Если совсем коротко, то копенгагенская интерпретация основана на вероятности нахождения частицы в заданном объёме пространства. На что Эйнштейн и сказал своё знаменитое “Я, во всяком случае, убеждён, что Бог не играет в кости”. А вот про ответ Нильса Бора я не знал! - “Тем не менее, мы не можем указывать Богу, как он должен управлять миром”.

А что же Эйнштейн? Он со своей стороны предложил идею, что свет вполне можно рассматривать не только как волну, но как порции, частицы. Кванты. С этого всё и заверте... Конечно, там рассказывается не только про этих трёх учёных. Герц, Планк, Лоренц, Шрёдингер, Борн, Зоммерфельд, Паули, Дирак...Последовательно, увлекательно и доступно описывается, как делались открытия и эксперименты, как доказывались и опровергались теории, как вообще велись научные споры (спойлер: уважительно и по-дружески, но твёрдо и без подобострастия).

Выяснилось, что без философии не обойтись. Именно тогда появились такие знаменитые эксперименты, как “кот Шрёдингера” и “двухщелевой эксперимент со светом”. Ну и эффект наблюдателя, куда ж без него. Забегая вперёд, скажу, что до сих пор продолжается этот спор, когда уже никого из изначальных участников нет в живых, пока лидирует именно копенгагенская интерпретация (по крайней мере, так написано в этой книге; я не обладаю достаточной компетенцией, дабы подтвердить или опровергнуть это утверждение).

Если резюмировать, как в целом отличается тот или иной подход к квантовой физике, то получится вот так: “Бор отвечает на вопрос “Правильна ли теория?”, а Эйнштейн спрашивал: “Полна ли она? Описывает ли она всё или есть что-то скрытое?” Бор говорит, что реально только то, что мы измерили. Эйнштейн предполагает, что реально то, что можно предсказать математически.... Эйнштейн ищет сугубо математическое описание Вселенной, когда Бор просто тычет щупом во все стороны, измеряет физическую реальность и довольствуется тем, что чего-то не знает.”

Но это не все интерпретации квантовой механики (вы, наверное, заметили, что я говорю то квантовая физика, то квантовая механика. Так и в книге). Кроме двух, что я описал выше, вкратце рассказывается о многомировой интерпретации Эверетта, когда в суперпозиции не Вселенная, а наблюдатель, и выходит тогда нечто вроде того, как слепые описывали слона. Далее интерпретация фон Неймана-Вигнера, где доказывается, что сознание — нефизический и истинный измерительный инструмент, а остального вроде как и не существует. Ну и кратко, только по названиям напишу и о других интерпретациях (можете самостоятельно с ними ознакомиться) — реляционная квантовая механика, интерпретация де Бройля-Бома, квантовое байесианство, или кьюбизм, интерпретация Пенроуза, интерпретация Блохинцева... Ну и последняя в списке — никакая интерпретация, которая звучит как “заткнись и считай!”. Просто берёшь и считаешь. А уж как там интерпретировать, это не к учёным вопросы...

Подведу итог. Поначалу я отнёсся достаточно скептически и к содержанию, и к стилистике книги. Ну вот просто как большая статья, растянутая за счёт мемов и шуток. Но по мере прочтения втянулся и начал получать удовольствие именно от того, как всё связывается. Мои знания достаточно фрагментарны и малосвязны, тут же достаточно чётко показано становление квантовой физики как науки, ну и вклад великих учёных в неё. Так что могу порекомендовать интересующихся темой, “Звездануло! Весело и доступно про проблемы современной физики и астрономии” может стать прекрасным проводником, и послужить первым кирпичиком в основании вашего увлечения.

Источник: vk.com

Комментарии: