View Post

Прекрасные чудовища математики

Чудовище Вейерштрасса продолжает свою работу и по сей день. Уравнения Навье-Стокса описывают движение жидкости и лежат в основе современной динамики жидкостей и аэродинамики, управляющих всем — от конструкции самолётов до прогнозирования погоды. Однако несмотря на то, что они впервые были созданы в 1840-х, математики до сих пор не знаю, всегда ли их можно решить. В 2000 году Математический институт Клэя предложил премию в 1 миллион долларов любому, кто докажет, что эти уравнения всегда имеют гладкие решения — или найдёт пример обратного. Эта задача считается одной из шести самых важных выдающихся задач математики, потому что несмотря на широкое использование уравнений Навье-Стокса, математики не знают, всегда ли эти уравнения дают физически достоверные результаты. Премия в 1 миллион долларов до сих пор никем не востребована. Во многих смыслах это плата за голову, провоцирующая математиков на охоту за опасными чудовищами.

View Post

«Ушел и хлопнул дверью»: что стало причиной Большого Взрыва?

История последних 14 с лишним миллиардов лет — это история плотности. Вселенная состоит из кучи всякой всячины: водород, гелий, еноты, темная материя, хрящиков, фотонов, чертовых колес, нейтрино и так далее. Все это проявляет себя по-разному при различной плотности, поэтому когда Вселенная была меньше, один тип вещей мог преобладать над другим, и физическое поведение этих вещей могло управлять ходом событий.

View Post

Краткая история Лямбда-члена

До 1997 года достоверных указаний на отличие космологической постоянной от нуля не было, поэтому она рассматривалась в общей теории относительности как необязательная величина, наличие которой зависит от эстетических предпочтений автора. В любом случае её величина (меньше чем 10^{-29} г/см3 позволяет пренебрегать эффектами, связанными с её наличием, вплоть до масштабов скоплений галактик, то есть практически в любой рассматриваемой области, кроме космологии. В космологии, однако, наличие космологической постоянной может существенно изменять некоторые этапы эволюции наиболее распространённых космологических моделей. В частности, космологические модели с космологической постоянной предлагалось использовать для объяснения некоторых свойств распределения квазаров.
В 1998 году двумя группами астрономов, изучавших сверхновые звёзды, практически одновременно было объявлено об открытии ускорения расширения Вселенной (см. тёмная энергия), которое предполагает в простейшем случае объяснения ненулевую положительную космологическую постоянную. К настоящему времени эта теория хорошо подтверждена наблюдениями, в частности, со спутника WMAP. Величина Λ соответствует плотности энергии вакуума 5,98* 10^{-10} Дж/м3.

View Post

Антропный принцип: что, если Вселенная идеально настроена под нас?

Антропный принцип — аргумент «Мы видим Вселенную такой, потому что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, человек». Этот принцип был предложен для объяснения с научной точки зрения, почему в наблюдаемой Вселенной имеет место ряд нетривиальных соотношений между фундаментальными физическими параметрами, необходимых для существования разумной жизни.
Часто выделяют сильный и слабый антропные принципы.
Слабый антропный принцип: во Вселенной встречаются разные значения мировых констант, но наблюдение некоторых их значений более вероятно, поскольку в регионах, где величины принимают эти значения, выше вероятность возникновения наблюдателя. Другими словами, значения мировых констант, резко отличные от наших, не наблюдаются, потому что там, где они есть, нет наблюдателей.
Сильный антропный принцип: Вселенная должна иметь свойства, позволяющие развиться разумной жизни.

View Post

Энтропия растет с течением времени или создает его?

Физики постоянно спорят на тему того, работает ли второй закон термодинамики наоборот. Другими словами, определяется ли течение времени увеличением энтропии во Вселенной? Шон Кэрролл написал очень интересную книгу на эту тему. Стивен Хокинг лихо связывал «психологическое время», способ нашего запоминания вещей, с «энтропийным временем». Другими словами, если поток энтропии обратить вспять, время будет течь в обратном направлении.

View Post

Как мы мыслим? Разноязычие и кибернетика мозга

«А наш мозг нам голову не морочит?» Т.е. мы ему верить имеем основания? Вопрос открытый, я хочу сказать, и я не имею в виду какой-то эпатаж, не в бытовом смысле, а есть научные основания сомневаться в том, что мозг поставляет нам верную информацию. И, отчасти, я эту лекцию хочу, может, слишком пышно сказать «посвятить» – но напомнить о Пятигорском, который неделю назад скончался и который был замечательный философ. И писал он среди прочего вот что: «Мышление и бытие представляют собой континуум». Я хочу, чтобы вы всерьез отнеслись к этому. Идея заключается в том, что не то что есть отдельная жизнь или, даже, не жизнь, а какой-то внешний мир, – и отдельно те, кто про это думает. На самом деле между этим нельзя провести границы, это одно и то же. В этой связи я также хочу вспомнить совершенно замечательного мыслителя Мераба Мамардашвили, который, в частности, и с Пятигорским многие вещи писал, и пишет он: «Мышление и бытие совпадают». Вообще, ни больше, ни меньше – просто совпадают.

View Post

О прекрасной Природе

Учёный исследует Природу не потому, что она полезна, а потому, что он в восторге от неё, а в восторге он по той причине, что она прекрасна. Не будь Природа прекрасной, она была бы не достойной изучения, а если бы Природу не стоило изучать, не стоило бы и жить.

View Post

Горизонт Вселенной

Привычный зрительный горизонт, обусловленный шарообразностью нашей планеты, статичен и не зависит от времени наблюдения (к тому же на километровых дистанциях конечность скорости света не принимают в расчет). Но в применении ко Вселенной понятие горизонта теряет былую простоту. Космическое пространство не двумерно, как земной рельеф, а трехмерно, к тому же Вселенная расширяется, причем с переменной скоростью. Более того, применительно к космическим масштабам необходимо помнить о конечности скорости света.

View Post

Быстрее света. Как обогнать специальную теорию относительности Эйнштейна

Обычным выходом из ситуации бескрайности и громадности межпланетного пространства по сравнению с возможностями и технологиями человечества традиционно является изобретение некоего «магического» варианта уйти за ограничения уравнений СТО (специальной теории относительности) Альберта Эйнштейна и выдумать хоть какую-то альтернативу к ограниченности скорости движения материальных объектов по сравнению с предельной скоростью света.