Почему солнце до сих пор светит
Барт Коско
Профессор электротехники и юриспруденции Университета Южной Каролины; автор книги Noise («Шум »)
Одно из самых глубоких объяснений – ответ на вопрос, почему до сих пор сияет Солнце – иными словами, почему оно до сих пор не выгорело, как сгорают все костры, которые мы наблюдаем в нашей повседневной жизни. Об этом спрашивали себя люди еще в далеком прошлом, глядя на наше светило и сравнивая его с кострами или лесными пожарами, которые случались нередко. Ученых XIX столетия также волновала эта проблема: они понимали, что продолжительность жизни Солнца зависит не от одной только гравитации.
Меня еще в детстве заинтересовал и встревожил этот вопрос.
Объяснение, что атомы водорода в ходе ядерной реакции превращаются в атомы гелия, принесло мне мало утешения. Я услышал его на пике «холодной войны» с ее параноидальными поисками укрытия от ядерного удара. В начале 1960‑х мой отец даже переоборудовал часть подвала нашего нового дома в атомное бомбоубежище. В этом однокомнатном укрытии имелись железобетонные стены, металлические оконца и морозилка с быстрыми обедами домашнего приготовления. Солнце, объясняли мне, пылает так долго и так ярко, потому что внутри него, по сути, происходит огромное количество термоядерных взрывов, подобных взрывам водородной бомбы (порождающим знаменитые облака‑«грибы»), и потому что в Солнце имеется огромное количество материала для этих «водородных бомб». Такие взрывы, говорили мне, произойди они достаточно близко, испепелили бы Землю, не пощадив даже наше маленькое бомбоубежище.
|
|
|
Логика этого объяснения выходила далеко за пределы рассуждений о глобальном стратегическом равновесии в условиях Карибского кризиса. Хорошая новость (о том, что в ближайшее время Солнце не догорит) сопровождалась новостью плохой – о том, что в грядущие несколько миллиардов лет непременно наступит момент, когда Солнце сгорит дотла. Но вначале, став красным гигантом, оно поглотит Землю, предварительно ее расплавив.
В том же самом объяснении указывалось, что рано или поздно (по космическим меркам) все звезды сгорят или взорвутся. Нам не даются даром тепло и свет, которые вырабатываются, когда в ходе ядерных реакций более простые атомы превращаются в чуть более сложные и масса превращается в энергию. Даже звездам суждена (опять же, по космическим масштабам) не такая уж долгая жизнь. Рано или поздно во Вселенной наступит мрак и холод: она еще ближе придвинется к абсолютному нулю. Останется лишь слабенький «белый шум» рассеянной энергии и материи. По прошествии колоссального (с нашей точки зрения) времени даже черные дыры могут полностью израсходовать свою энергию или схлопнуться практически в ничто – в почти идеальный слабый белый шум. Этот белый шум будет обладать высокой стабильностью и, по сути, содержать в себе нулевую информацию. Такими станут последние несколько шагов в ошеломляюще долгой череде необратимых и нелинейных процессов, из которых и слагается эволюция Вселенной. Тогда уже не будет никакой возможности узнать о мирах и жизнях, которые предшествовали этим фазам существования Вселенной, даже если и появится кто‑нибудь, кто задастся таким вопросом.
|
|
|
Объяснение, почему Солнце по‑прежнему светит, кажется мне довольно глубоким. По крайней мере, так можно объяснить конец света.
Межатомные взаимодействия по Бошковичу
Чарлз Симоний
Создатель текстового редактора WYSIWYG, соучредитель компании International Software , бывший директор управления развития приложений компании Microsoft и ее бывший главный программный архитектор
Объяснение, которое дал межатомным взаимодействиям еще в XVIII столетии разносторонний ученый‑иезуит Руджер Бошкович, – пример того, как самые простые рассуждения порой приводят к удивительному прозрению.
Среди наиболее значимых философских противостояний того времени можно с уверенностью назвать борьбу между приверженцами Декарта, которые вслед за Аристотелем считали, что физические силы могут являться лишь результатом непосредственного соприкосновения тел, и последователями Ньютона, которые приняли его идею о силах, действующих на расстоянии. В этом Ньютон совершил подлинную научную революцию, однако его оппоненты не без оснований возражали, что подобное «действие на расстоянии» возвращает в физику полузабытые мистические объяснения, отнюдь не выводимые ясным логическим путем, которого требовал Декарт. Между тем Бошкович, страстный защитник ньютоновской точки зрения, вывернул вопрос наизнанку, призывая: давайте четко уясним себе, что происходит к ходе взаимодействия, которое мы именуем «непосредственным соприкосновением».
|
|
|
Его доводы легко понять, и они чрезвычайно убедительны. Представим себе два тела, одно из которых движется со скоростью 6 единиц, а второе – со скоростью 12 единиц, причем более быстрое тело настигает более медленное и они движутся по одному и тому же прямолинейному пути. Когда два тела столкнутся, то благодаря закону сохранения импульса оба должны будут после столкновения продолжать движение по тому же пути, со скоростью 9 единиц каждое (в случае неупругого соударения, в случае же соударения упругого такое движение будет происходить лишь в течение краткого периода сразу после столкновения).
|
|
|
Но каким образом скорость более быстрого тела снизилась с 12 до 9 единиц, а скорость более медленного тела возросла с 6 до 9 единиц? Понятно, что временной интервал изменения скоростей не может быть нулевым, поскольку тогда, замечает Бошкович, такое мгновенное изменение скорости нарушило бы принцип непрерывности[55]. Более того, нам пришлось бы заключить, что в момент соударения скорость одного тела одновременно составляет 12 и 9 единиц: явный абсурд. А значит, изменение скорости должно происходить в течение небольшого, но конечного промежутка времени. Однако такое предположение приводит нас к другому противоречию. Представим, к примеру, что по прошествии небольшого количества времени скорость более быстрого тела составляет 11 единиц, а более медленного – 7 единиц. Но это значит, что они не движутся с одной и той же скоростью, а следовательно, передняя поверхность быстрого тела должна проникнуть сквозь заднюю поверхность медленного тела, что невозможно, поскольку в условиях нашего опыта оба тела непроницаемы. Отсюда легко видеть, что взаимодействие должно происходить непосредственно перед соударением двух тел и что оно может являться лишь отталкиванием, поскольку выражается в том, что одно тело замедляется, а другое ускоряется.
То же рассуждение верно и для тел, движущихся с произвольной скоростью, так что уже не приходится говорить о четких пространственных измерениях частиц (а именно атомов), которые до этого считались непроницаемыми. Атом следует рассматривать скорее как точечный источник силы, и сила, «исходящая» от него, воздействует на другие тела неким сложным образом и зависит от расстояния.
По Бошковичу, когда тела удалены друг от друга, они взаимодействуют посредством силы, соотносимой с гравитационной силой и обратно пропорциональной квадрату расстояния между телами. Но с сокращением расстояния в этот закон следует вносить поправки, так как, согласно уже высказанным соображениям, сила при этом меняет знак и становится силой отталкивания. Бошкович даже начертил причудливые графики, показывающие, как сила должна меняться с расстоянием, несколько раз при этом меняя знак. Тем самым он словно бы намекал на существование минимального потенциала взаимодействия и стабильных связей между частицами – атомами.
Выдвинув эту идею, Бошкович не только предложил новую картину взаимодействий взамен теории Аристотеля и Декарта, рассматривавшей лишь непосредственный контакт тел, но и предвосхитил современные теории о структуре материи, особенно в твердых объектах.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 160; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!