Кратка история на почти всичко

Носител на европейската награда „Декарт“ за популяризиране на науката!

Една от най-значимите книги в съвременната научнопопулярна литература се завръща на пазара. „Кратка история на почти всичко” на Бил Брайсън събира на едно място най-важното и най-интересното, което трябва да знаете за съвременната физика, астрономия, биология, генетика, геология и изобщо за развитието на природните науки през последното столетие. По достъпен и разбираем за всеки начин авторът обяснява сложни концепции като Големия взрив, еволюцията, тектониката, размера на ядрото на атома и дори квантовата физика. Бил Брайсън ще ви помогне да си представите и да разберете всъщност колко малък е един протон, колко далеч от нас е Юпитер и защо котката на Шрьодингер е едновременно жива и мъртва. От тази книга ще научите и какво ще се случи при евентуален сблъсък на Земята с астероид и каква е опасността от избухването на супервулкан като този, който се крие под националния парк „Йелоустоун“. Ще разберете и какви други бедствия заплашват живота на планетата, както и какви са били причините за масовите измирания на видове, които на няколко пъти са застрашили бъдещето на живота на Земята.

наблюдаваме зрелището. За съжаление, няма къде да се оттеглим, защото извън сингуларността няма нищо и никъде. Когато вселената започне да се разширява, тя ще се разпростира, за да запълни една по-голяма пустота. Единственото пространство, което съществува, е това, което тя създава, докато се развива.

Естествено е, но е погрешно да си представяме сингуларността като един вид бременна точка, висяща в тъмна, безкрайна пустота. Обаче няма пространство, няма тъмнина. Сингуларността няма „око­ло“ около нея. Няма пространство, което да заеме, няма място, където да бъде. Дори не можем да попитаме откога е там - дали скоро се е появила, като една добра идея, или е била там винаги, тихо чакаща подходящия момент. Времето не съществува. Няма минало, от което да се появи.

И така, от нищото започва нашата вселена.

В един-единствен ослепяващ импулс, в един момент на величие, твърде бърз и експанзивен, каквито и думи да използваме, сингулар- ността приема божествени измерения, пространство извън всякаква представа. През първата, изпълнена с жизненост секунда (секунда, на която много космолози ще посветят кариерата си, разделяйки я все по-фино и по-фино), е създадена гравитацията и други сили, които управляват физиката. За по-малко от минута вселената се разпростира на милиони милиарди километри и бързо нараства. Сега има много топлина - десет милиарда градуса - достатъчно, за да започнат ядре­ните реакции, които създават по-леките елементи - главно водород и хелий, с примес (около един атом на сто милиона) на литий. За три минути 98% от цялата материя, която съществува или някога ще съ­ществува, е била произведена. Вече имаме вселена. Тя е удивително място, предлагащо най-чудесни и приятни възможности, а също и красиво. И всичко това е станало приблизително за време, колкото да се направи един сандвич.

Кога се е случил този момент е въпрос на дебат. Космолозите отдавна спорят дали моментът на Сътворението е бил преди 10 ми­лиарда години или преди двойно повече време, или е бил някъде по средата. Консенсусът изглежда, че се е насочил към числото около 13,7 милиарда години, но се знае, че тези неща трудно се определят, както ще видим по-нататък. Всичко, което наистина може да се каже, е, че в някакъв неопределен период в много далечното минало поради незнайни причини е дошъл моментът, известен на науката като t=0. Оттогава ние сме на път.

Разбира се, има много неща, които не знаем, и много от нещата, които мислим, че знаем, не сме знаели, или пък сме мислели, че знаем отдавна. Идеята съществува от 20-те години на XX век, когато Жорж Льометр, белгийски свещеник и учен, за първи път опитва да я пред­ложи, но всъщност тя не става преобладаващо схващане в космоло- гията до средата на 60-те години, когато двама млади радиоастрономи случайно правят едно изключително откритие.

Имената им са Арно Пензиас и Робърт Уилсън. През 1965 г. те опитвали да използват една голяма съобщителна антена, притежание на лабораториите Бел в Холмдел, Ню Джърси, но имали проблем с наличието на неспиращ фонов шум - едно постоянно свистене, което правело невъзможно да се извършва експериментална работа. Шумът бил неотслабващ и нефокусиран. Идвал от всяка точка на небето, ден и нощ, през всички сезони. Цяла година младите астрономи правели всичко, което било по силите им, за да открият и елиминират шума. Тествали всяка електрическа система. Направили наново прибори, проверили електрически вериги, размествали жици, почиствали щеп­сели. Качили се в чинията, като поставили и облепили с лепенка всяка спойка и нит. Отново се качили в чинията с метли и твърди четки, и внимателно я почистили от това, което по-късно в един труд посочили като „бял диелектричен материал“ или птичи тор, както е по-известно. Нищо от това, което опитали, не довело до резултат.

Без те да знаят, само на 50 километра от тях - в Принстънския университет, екип от учени начело с Робърт Дике работел върху от­криването именно на това, което те толкова усилено се опитвали да премахнат. Изследователите от Принстън следвали идеята, която била лансирана през 40-те години от родения в Русия астрофизик Джордж Гамов, че ако се търси достатъчно навътре в пространството, ще се на­мери някакво космическо фоново лъчение, остатък от Големия взрив. Гамов изчислил, че преминавайки през огромната шир на космоса, лъчението ще достигне Земята във формата на микровълни. В един по-скорошен труд той дори посочва инструмент, който би могъл да се използва за целта: антената на Бел в Холмдел. За съжаление, нито Пензиас, нито Уилсън, нито пък някой от екипа на Принстън не бил прочел труда на Гамов.

Шумът, който Пензиас и Уилсън чували, бил, разбира се, шумът, който Гамов постулирал. Били открили края на вселената или поне на видимата и част, на разстояние 150 милиарда трилиона километра. Те „виждали“ първите фотони - най-древната светлина във вселената, въпреки че времето и разстоянието са ги превърнали в микровълни, точно както Гамов предсказал. В книгата си Инфлационната вселена Алън Гът предлага аналогия, която спомага да се види това откритие в перспектива. Ако възнамерявате да надникнете в дълбините на вселената, като че ли гледате надолу от стотния етаж на Емпайър Стейт Билдинг (като стотният етаж представлява сегашният момент, а нивото на улицата е моментът на Големия взрив), по времето на откритието на Уилсън и Пензиас най-далечните галактики, които някой някога е засякъл, са били на около шейсетия етаж, а най-да- лечните неща - квазарите - на двайсетия. Откритието на Пензиас и Уилсън избутали нашето познание на видимата вселена докъм 1 см от тротоара.

Все още неосъзнаващи какво причинява шума, Уилсън и Пен- зиас телефонирали на Дике в Принстън и му описали проблема си с надеждата, че може да предложи разрешението му. Дике веднага схванал какво били открили двамата млади хора. „Е, момчета, кон­куренцията току-що ни е изпреварила“, казал той на колегите си, затваряйки телефона.

Скоро след това Астрофизикъл Джърнъл публикува две статии: една от Пензиас и Уилсън, описваща свистенето, другата от екипа на Дике, обясняваща същността му. Въпреки че Пензиас и Уилсън не са търсели космическо фоново лъчение, не са знаели какво представлява то, когато са го открили, и не са го описали или обяснили в никаква студия, те спечелват Нобеловата награда по физика за 1978 г. Изсле­дователите от Принстън получават само съчувствие. Според Денис Овърбай в Самотни души в космоса нито Пензиас, нито Уилсън са разбирали като цяло значението на това, което са открили, докато не прочитат за него в Ню Йорк Таймс.

Между другото, смущение от космическо фоново лъчение е нещо, което всички сме изпитвали. Нагласете телевизора си на канал, който той не приема, и около 1% от трепкащата картина, която се вижда, се обяснява с тази древна останка от Големия взрив. Следващия път, когато се оплаквате, че не дават нищо по телевизията, помнете, че вие винаги можете да гледате раждането на вселената.

* * *

Въпреки че всеки го нарича Големия взрив, много книги ни предупреждават да не го схващаме като експлозия в традиционния смисъл. Това по-скоро е било огромно внезапно разширяване. Така че, какво го е причинило?

Една от теориите е, че вероятно това особено явление (наричано научно сингуларност) е останка от по-ранна загинала вселена - така че ние сме само една от вечния цикъл на разширяващи се и загиващи вселени - като мех на кислороден болничен апарат. Други отдават Големия взрив на това, което наричат „фалшив вакуум“ или „ска- ларно поле“, или „вакуумна енергия“ - във всеки случай някакво качество или нещо, което е породило нестабилност в нищото, което е съществувало. Изглежда невъзможно, че може да се получи нещо от нищо, но фактът, че някога не е имало нищо, а сега имаме вселена, е явно доказателство, че може. Вероятно нашата вселена е просто част от много по-големи вселени, някои в различни измерения, а големи взривове стават непрекъснато и навсякъде. Или пък може би пространството и времето са имали съвсем други форми преди Големия взрив - форми, твърде чужди за нас, за да си ги предста­вим - и Големият взрив представлява някакъв вид преходна фаза, при която вселената е преминала от форма, която не разбираме, във форма, която почти разбираме. „Това много се доближава до религиозните въпроси“, казва пред Ню Йорк Таймс през 2001 г. д-р Андрей Линде, космолог в Станфорд.

Теорията за Големия взрив не е за самия взрив, а за това, какво е станало след него. Има се предвид не много дълго време след това. Като правят много изчисления и наблюдават внимателно какво става в ускорителите за елементарни частици, учените смятат, че могат да видят назад до 10^-43 секунди след момента на сътворението, когато вселената е била все още толкова малка, че е щял да ви бъде нужен микроскоп, за да я видите. Не трябва да ни става лошо всеки път, когато срещнем необикновено число, но може би си струва от време на време да си поразмърдаме мозъка върху някое от тези числа, за да си спомним колко те са умонепостижими и смайващи. Така 10^-43 е 0,0000000000000000000000000000000000000000001 или една 10 милиона милиарда милиарда трилионна част от секундата.[1]

Повечето от това, което знаем, или смятаме, че знаем за ранните моменти на вселената, е благодарение на една идея, наречена инфла- ционна теория, изложена за първи път през 1979 г. от младия учен, занимаващ се с физика на елементарните частици тогава в Станфорд, а сега - в Масачузетския технологичен институт, на име Алън Гът. Бил на трийсет и две години, и, както той казва, нищо особено не е правил преди това. Може би никога нямало да предложи теорията, ако не присъствал на лекция за Големия взрив, изнесена от самия Робърт Дике. Лекцията накарала Гът да започне да се интересува от космология и по-специално от раждането на вселената.

Крайният резултат бил инфлационната теория, която твърди, че за част от момент след началото на сътворението вселената претърпява внезапно драматично разширяване. Тя се издува - всъщност се състеза­ва сама със себе си, като удвоява размера си всеки 10^-34секунди. Целият този епизод може би е продължил не повече от 10^-30секунди - това е една милион милиона милиона милиона милионна от секундата - но променя вселената от нещо, което може да се държи в ръка, в нещо, което е най-малко 10 000 000 000 000 000 000 000 000 пъти по-голямо.

„Кратка история на почти всичко“ на Бил Брайсън събира на едно място най-важното и най-интересното, което трябва да знаете за съвременната физика, астрономия, биология, генетика, геология и изобщо за развитието на природните науки. По достъпен, разбираем и изключително забавен начин авторът обяснява сложни концепции като Големия взрив, еволюцията, тектониката, размера на ядрото на атома и дори квантовата физика.

Бил Брайсън ще ви помогне да си представите и да разберете всъщност колко малък е протонът, колко далеч от нас е Юпитер и защо котката на Шрьодингер е едновременно жива и мъртва.

От тази книга ще научите и какво ще се случи при евентуален сблъсък на Земята с астероид и каква е опасността от избухването на супервулкан, като този, който се крие под националния парк „Йелоустоун“.

„Кратка история на почти всичко“ е разказ и за самите учени, които се справят с огромни предизвикателства и попадат и в не една или две абсурдни и смешни ситуации, докато търсят отговори на най-значимите въпроси в науката.

„Най-развлекателното четиво. Един пътепис за науката – духовит, любопитен и пребогат на информация. “

Таймс

„Съмнявам се някой някога да е писал по-добра книга за откритията на модерната наука.“

Сънди Телеграф