Володій своїм ранком. Підніміть своє життя.
Життя стає напруженим. Має Коротка історія часу припадали пилом на вашій книжковій полиці? Замість цього, візьміть ключові ідеї зараз.
Ми тут тільки поверхнево. Якщо у вас ще немає книги, замовте її тут або придбати аудіокнигу за вільний на Amazon, щоб дізнатися пікантні подробиці.
Синопсис
Коротка історія часу це стислий виклад походження і природи нашого Всесвіту. Стівен Гокінг проводить читачів через еволюцію нашого наукового розуміння. Він починає з закону гравітації Ньютона в 1600-х роках аж до сучасних теорій початку Всесвіту. Ця книга є чітким і зрозумілим путівником по Всесвіту. Від чорних дір до подорожей у часі, Стівен Гокінг пояснює деякі з найбільш важливих таємниць нашого Всесвіту.
Погляд Стівена Хокінга
Стівен Хокінг вважався одним з найвидатніших фізиків-теоретиків в історії. Його роботи про походження і структуру Всесвіту, від Великого вибуху до чорних дір, зробили революцію в цій галузі. Гокінг народився в Оксфорді в сім'ї лікарів. Свою університетську освіту Гокінг розпочав в Університетському коледжі Оксфорда в жовтні 1959 року. Він отримав першокласний ступінь бакалавра фізики з відзнакою. У жовтні 1962 року Гокінг розпочав аспірантуру в Трініті-холі в Кембриджі. У березні 1966 року він отримав ступінь доктора філософії в галузі прикладної математики і теоретичної фізики, спеціалізуючись на загальній теорії відносності і космології. З 1979 по 2009 рік був Лукасівським професором математики в Кембриджському університеті. У віці 21 року, під час вивчення космології в Кембриджському університеті, йому поставили діагноз бічний аміотрофічний склероз (БАС). Частина його життєвої історії була відображена у фільмі "Теорія всього" 2014 року.
Теорії минулого можуть передбачати майбутнє
Стівен Гокінг пояснює читачам, що теорія - це модель, яка точно пояснює спостереження в нашому оточенні. Найбільш широко прийняті теорії підтверджуються послідовними результатами кількох експериментів. Ці теорії потім пояснюють, як і чому речі відбуваються в нашому навколишньому середовищі.
Хокінг пропонує дві переваги, пов'язані з розвитком теорій:
- Теорії дають вченим основу для прогнозування майбутніх подій. Хокінг наводить приклад теорії гравітації Ньютона. Ця теорія дозволила вченим передбачити майбутні рухи планет.
- Теорії ніколи не бувають повністю консолідованими. Це означає, що вони можуть постійно вдосконалюватися в міру того, як з'являється більше доказів. Ця спростовність має вирішальне значення для розвитку наших знань.
Наукові теорії дозволяють зробити висновок про природу нашого майбутнього Всесвіту. Проте вони постійно розвиваються і стають все більш точними у прогнозуванні майбутнього.
Теорія гравітації Ньютона суттєво змінила наші уявлення про неї
Теорія гравітації Ньютона була революційною. У 1600-х роках люди вважали, що об'єкти природним чином перебувають в абсолютному спокої. Отже, без будь-якої дії об'єкт залишатиметься нерухомим. Ньютон перевернув цю ідею з ніг на голову, припустивши, що всі об'єкти Всесвіту перебувають у постійному русі. Ця теорія була підтверджена спостереженнями Ньютона за планетами, які безперервно рухаються одна відносно одної.
Три закони Ньютона
На основі висновків Ньютона він розробив три закони:
- Всі об'єкти продовжуватимуть рухатися по прямій лінії, якщо на них не діятиме інша сила.
- Об'єкт буде прискорюватися зі швидкістю, пропорційною силі, що діє на нього. Крім того, чим більша маса тіла, тим менше сила впливає на його рух.
- Всі тіла у Всесвіті притягують інші тіла з силою, пропорційною масі кожного об'єкта.
Швидкість світла кидає виклик теорії Ньютона
Оскільки ми перебуваємо в постійному русі відносно інших об'єктів, Ньютон описав швидкість як відносну до інших об'єктів. Однак Гокінг пояснює, що наше розуміння швидкості світла поставило під сумнів цю частину теорії Ньютона. Швидкість світла завжди повинна бути константою, а не відносною величиною. Вона завжди становить 186 000 миль на секунду. Розв'язання цієї діри в теорії Ньютона було вирішено на початку двадцятого століття Альбертом Ейнштейном. А саме, теорія відносності Ейнштейна.
Час не стоїть на місці
Теорія відносності ґрунтується на теорії гравітації Ньютона, враховуючи, що швидкість світла є постійною величиною. Ейнштейн припустив, що закони науки однакові для всіх спостерігачів, які вільно рухаються. Звідси випливає постійність швидкості світла. Незалежно від швидкості вільно рухомого спостерігача, швидкість світла буде однаковою. Аргументація цього принципу полягає в тому, що час є відносним, а не фіксованим.
Хокінг використовує аналогію для пояснення цього моменту. Уявіть собі, що спалах світла випромінюється двома спостерігачами. Один з цих спостерігачів рухається назустріч світлу, в той час як інший рухається швидше в протилежному напрямку. Швидкість світла залишається однаковою для кожного спостерігача, оскільки вона постійна. Однак час визначається пройденою відстанню, поділеною на швидкість. Отже, два спостерігачі сприйматимуть випромінюване світло в різні моменти часу. Важливо, що це означає, що жоден зі спостерігачів не помилиться у визначенні часу, коли світло було вперше випромінено. Замість цього час буде відносним і унікальним для кожного зі спостерігачів.
Квантовий стан допомагає нам вимірювати частинки
Вся матерія складається з частинок. Тому, щоб краще зрозуміти Всесвіт, ми повинні розуміти частинки, в тому числі те, як вони поводяться і з якою швидкістю рухаються. Гокінг пояснює, що частинки особливо важко виміряти. Чим точніше ви намагаєтеся виміряти положення частинки, тим більш невизначеною стає її швидкість. Аналогічно, чим точніше ви намагаєтеся виміряти її швидкість, тим менш визначеним стає положення частинки. Це явище було відкрито у 1920-х роках і отримало назву принципу невизначеності.
Щоб подолати обмеження вимірювання частинок, вчені почали вимірювати квантовий стан частинок. Квантовий стан поєднує в собі безліч ймовірних можливих положень і швидкостей частинки. Таким чином, наразі вчений не може спостерігати точне положення та швидкість частинки. Замість цього вченим доводиться відстежувати всі ймовірні місця, в яких вона може перебувати, і визначати, яке з них є найбільш вірогідним. Це вимагає від вчених спостерігати за частинками так, ніби вони є хвилями.
Різноманітність положень, в яких може перебувати частинка, можна зобразити у вигляді безперервної хвилі, що коливається. Найбільш ймовірні положення частинки виникають там, де дуги і провали відповідають один одному.
Масивні об'єкти, що викривляють простір-час, викликають гравітацію
Хокінг пояснює, що гравітація масивних об'єктів викликає викривлення простору-часу. Крім того, величезні маси, такі як наше Сонце, змінюють простір-час. Уявіть собі аналогію простору-часу як ковдру, розтягнуту і утримувану в повітрі. Поміщення об'єкта в середину ковдри призведе до того, що ковдра викривиться, а об'єкт опуститься. Як тільки ця крива утворюється, інші об'єкти слідують за цими кривими у просторі-часі. Гокінг пояснює це тим, що об'єкт завжди проходить найкоротший шлях між двома точками. Для більших об'єктів це кругова орбіта.
Простір-час - це четвертий вимір нашого світу. Фізики використовують простір-час для опису подій у Всесвіті. Для цих вчених подія відбувається в певному положенні в просторі і часі. Вчені повинні враховувати час, оскільки теорія відносності стверджує, що час є відносним. Як наслідок, він є суттєвим фактором в описі природи події. Дуже важливо, що наше розуміння простору-часу дозволило нам розвинути теорію гравітації.
Зірки, що колапсують, можуть утворювати чорні діри
Для виробництва тепла і світла зірки витрачають величезну кількість енергії. Плюс, оскільки вони часто мають довгий термін життя, ця кількість накопичується. Як тільки ця енергія вичерпується, зірка вмирає. Розмір зірки тоді буде визначати продукт смерті цієї зірки. Наприклад, масивні зорі утворюють чорні діри.
Хокінг пояснює, чому смерть гігантських зірок може призвести до утворення чорних дір. Чорні діри утворюються в результаті цих подій, оскільки гравітаційне тяжіння масивних зірок дуже сильне. Зірки використовують свою енергію, щоб запобігти колапсу через сильне гравітаційне тяжіння. Однак, як тільки у зірки закінчується енергія, вона починає руйнуватися сама на себе. Вся навколишня матерія втягується всередину до нескінченно щільної сферичної точки, яка називається сингулярністю. Ця сингулярність - це те, що ми називаємо чорною дірою.
Притягання чорної діри настільки сильне, що світло вигинається вздовж неї. Крім того, її сильне гравітаційне тяжіння перешкоджає тому, щоб все, що перетинає певну межу навколо неї, не могло втекти знову. Гокінг зазначає, що ця точка неповернення називається горизонтом подій. Світло - найшвидше рухається у Всесвіті. Однак навіть світло не може втекти від чорних дір. Оскільки світло не може уникнути чорних дір, це підкреслює дилему для спостереження за ними. Однак вчені шукають гравітаційний вплив на Всесвіт і рентгенівське випромінювання, яке виникає, коли чорна діра всмоктує і розриває матерію.
Час може рухатися лише вперед
У своїй книзі "Коротка історія часу" Гокінг пояснює, що розширення Всесвіту дозволяє часу рухатися вперед. Однак деякі вчені не відмовляються від можливості того, що Всесвіт почне стискатися і час почне бігти назад. Незважаючи на це, Гокінг стверджує, що є кілька сильних індикаторів, які вказують на те, що час може рухатися тільки вперед.
Стріли часу
Другий закон термодинаміки називається ентропія. Ентропія припускає, що безлад має тенденцію до збільшення з часом. Безлад, як правило, не впорядковується спонтанно, що свідчить про те, що час може рухатися тільки вперед. Наприклад, розбита чашка не стане спонтанно впорядкованою. Це термодинамічна стріла часу. Так само і у вас з'явиться пам'ять про те, що ця чашка розбилася. Однак до цієї події ви не зможете згадати її подальше положення на підлозі. Це психологічна стріла часу. Нарешті, космологічна стріла часу відноситься до Всесвіту, що розширюється. При розширенні Всесвіту збільшується ентропія.
Припустимо, що безлад у Всесвіті досягне своєї максимальної точки. У такому випадку Всесвіт міг би почати стискатися, розвертаючи космологічну стрілу часу. Однак ми б про це не дізналися, тому що розумні істоти можуть існувати тільки в міру зростання безладу. Це відбувається тому, що ми покладаємося на процес ентропії, який розщеплює нашу їжу на енергію. Згодом час може одного разу повернутися назад. Однак нас не буде поруч, щоб побачити це.
Чотири основні сили
Гравітація є однією з фундаментальних сил Всесвіту. Однак Гокінг описує три інші фундаментальні сили Всесвіту.
Електромагнітна сила
Електромагнітні сили можна спостерігати на всіх частинках з електричними зарядами. Це стосується і електронів, і кварків. Також ці сили створюють такі явища, як магніт, що прилипає до холодильника. Ці сили можуть бути притягальними або відштовхувальними. Притягання виникає між позитивно і негативно зарядженими частинками. І навпаки, відштовхування виникає, коли зустрічаються дві однаково заряджені частинки. Хокінг підкреслює, що ця сила набагато сильніша за гравітацію і впливає навіть на найменші атоми.
Слабкі ядерні сили
Слабка ядерна сила діє на всі частинки, з яких складається речовина. Ця сила вважається слабкою, оскільки вона може діяти лише на невеликих відстанях. Ядерні сили створюють радіоактивність. При більш високих енергіях сила слабкої ядерної взаємодії зростає до тих пір, поки не зрівняється з електромагнітною силою.
Сильні ядерні сили
Ця ядерна сила може зв'язувати протони і нейтрони в ядрі атома. Аналогічно, вона може зв'язувати маленькі кварки всередині протонів і нейтронів. Сильна ядерна сила відрізняється від слабкої тим, що вона слабшає при більш високих енергіях.
Енергія Великого Об'єднання
Існує стан високої енергії, який називається енергією великого об'єднання. Цей стан настає тоді, коли всі три сили досягають рівної сили. При цьому вони стають різними аспектами єдиної сили. Хокінг припускає, що ця єдина сила могла зіграти значну роль у створенні нашого Всесвіту.
Як стався Великий вибух?
Вчені майже повністю згодні з тим, що Великий вибух відбувся. Однак багато вчених розходяться в думках щодо того, як саме стався Великий вибух. Існує дві основні теорії того, як міг статися Великий вибух.
Модель гарячого великого вибуху
- Всесвіт починався з нульового розміру і був нескінченно гарячим і щільним.
- Великий вибух спричинив розширення, яке згодом охолодило температуру Всесвіту. Причиною цього охолодження є те, що температура зараз поширюється далі.
- У перші кілька годин цього розширення було створено більшість нинішніх елементів Всесвіту.
- Більші тіла у Всесвіті почали обертатися під дією гравітації, в результаті чого утворилися галактики.
- Хмари газів водню і гелію почали коллапсувати всередині цих галактик. Цей колапс, пов'язаний із зіткненням атомів, створив реакції ядерного синтезу. Ці реакції стали причиною виникнення зірок.
- Загибель і колапс цих зірок створили величезні зоряні вибухи, які викинули більше елементів у Всесвіт. Ці елементи допомогли створити більше зірок і планет.
Інфляційна модель
- Енергія раннього Всесвіту була настільки високою, що сили трьох сил, про які говорилося вище, були рівними.
- З розширенням Всесвіту ці три сили набули різної сили. Це відбувалося швидко.
- При розщепленні сил вивільнилася величезна кількість енергії.
- Виділення енергії створило антигравітаційний ефект.
- Антигравітаційний ефект змусив Всесвіт розширюватися ще швидше.
Заключна цитата
"Якщо дійсно існує повна єдина теорія, яка керує всім, то вона, мабуть, визначає і ваші дії. Але вона робить це у спосіб, який неможливо прорахувати для такого складного організму, як людина. Причина, чому ми говоримо, що людина має свободу волі, полягає в тому, що ми не можемо передбачити, що вона буде робити".
- Стівен Хокінг
Рейтинг
Рейтинг StoryShots: 4.4/5
Коротка історія часу PDF, Аудіокнига, Аудіокнига та Анімована версія книги
Це була лише верхівка айсберга. Щоб зануритися в деталі та підтримати автора, замовляйте книга або придбати аудіокнигу безкоштовно на Амазонці.
Прокоментуйте нижче і дайте іншим знати, що ви дізналися або якщо у вас є якісь інші думки.
Не знайомі з StoryShots? Отримайте аудіо- та анімовані версії цього огляду та сотні інших бестселерів у нашому безкоштовний топовий додаток. Apple, The Guardian, ООН та Google визнали його одним з найкращих у світі додатків для читання та навчання.
Пов'язані безкоштовні анотації до книг
Теорія всього Стівена Гокінга
Рівняння Бога Мічіо Каку
Уроки історії Аріель Дюрант та Вілл Дюрант
Автобіографія Бенджаміна Франкліна Бенджаміна Франкліна
Ілон Маск Ешлі Венс
Sapiens Юваль Ноа Харарі
Залишити відповідь