3D печать графеновым аэрогелем / Хабр

Эта статья является переводом «You can now 3D print one of the world’s lightest materials» с сайта qz.com, ну и немного от себя добавил.

Аэрогели — это одни из легчайших твердых материалов, созданных человеком. Графеновый аэрогель — рекордсмен в этой категории. Он настолько легок, что напечатанная на 3D принтере решетка из него не может даже сделать вмятину на комке шерсти. Аэрогель в 1000 раз легче воды. Минимальная плотность аэрогеля находит для него множество сфер применения. В том числе он может использоваться даже для сбора разливов нефти.

В настоящее время ученые из State University of New York (SUNY) и Kansas State University опубликовали в журнале Small статью о способе 3D печати графеновым аэрогелем. Эта технология упрощает формования изделий из этого материала и расширяет сферу его применения.

Графен — это слой атомов углерода толщиной в один атом. Впервые он был получен в 2004 году. И с тех пор был разрекламирован как удивительный материал за его прочность, пластичность и проводимость. Аэрогель по существу это обычный гель в котором вода заменена на воздух. Графеновый аэрогель известен своей высокой сжимаемостью (поэтому он может выдерживать высокое давление не разрушаясь) и высокой проводимостью. Сама структура материала, что придает ему эти качества, делает сложным его использование в 3D печати. Обычно для 3D печати аэрогелем основной материал смешивают с другими ингредиентами такими, как полимер. После придания структуры, полимер убирается химическим процессом (растворители и т.д.). Для получения изделий из графенового аэрогеля такой способ не подойдет т.к. разрушит структуру графена.

Ученые из SUNY Buffalo и Kansas State University нашли решение этой проблемы. Они смешали оксид графена с водой и наносили методом 3D печати эту смесь на подложку с температурой в — 25 C°. Таким образом, они замораживали каждый напечатанный слой используя лед, как поддержку.

Как только процесс печати закончился, лед удалили жидким азотом — сублимационная сушка. Таким образом, они исключили воду из конструкции не повреждая микроструктуру. В дальнейшем материал был нагрет для удаления атома кислорода. В результате в аэрогеле остался только графен. Плотность материала полученного таким способом составила от 0,5 кг/м3 до 10 кг/м3. Плотность наилегчайшего полученного аэрогеля составляет 0,16 кг/м3.

Сейчас исследователи из SUNY и Kansas State University работают над адаптацией своей технологии к печати другими аэрогелями.

Ну и напоследок расскажу об одной вкусной интересной сфере применения аэрогеля.

[irony] Новая супер high-tech система приготовления пищи [/irony]

Bose представила систему приготовления пищи (видео по ссылке) состоящую из индукционной варочной панели со считывателем радиочастотных меток и возможностью мониторинга и питания беспроводного датчика температуры, а также кастрюли (сковородки) с внутренней стенкой изготовленной из материала проводника электрического тока, являющегося нагревателем, наружной стенки из не проводящего электрический ток материала и наполнителя из аэрогеля между двумя стенками. В кастрюлю также встроена радиочастотная метка и беспроводной датчик температуры с индукционным питанием. Таким образом, получилась кастрюля которую можно не боясь обжечься держать голыми руками за дно во время кипения в ней воды. Выбор аэрогеля в качестве теплоизолятора обусловлен рядом требований таких как способность выдерживать высокие температуры, легкость, низкая теплопроводность (у аэрогелев теплопроводность находится где-то между вакуумными панелями и ППУ изоляцией, ближе к панелям). При установке кастрюли на варочную панель нагрев пищи/жидкости осуществляется за счет индукционного нагрева внутренней стенки кастрюли. Обратная связь реализована через датчик температуры, поэтому вместо задания определенной мощности подаваемой на нагревательный элемент используется выставление температуры внутренней поверхности кастрюли, что почти равно температуре пищи (низкая энергоемкость и высокая теплопроводность внутреннего слоя).

P.S. Мы стали еще на один шаг ближе к реализации «волшебного» стола IKEA.

Инженеры печатают на 3D-принтере графеновые аэрогели для очистки воды

Исследование показывает, как создавать стабильные и
большие аэрогели, удаляющие тяжелые металлы, органические
растворители и органические красители, — пишет eurekalert.org.

Графен превосходно удаляет загрязнения из воды, но пока он не
стал коммерчески выгодным средством.

В недавнем исследовании инженеры Университета Буффало сообщают о
новом процессе 3D-печати графеновых аэрогелей, который, по их
словам, преодолевает два ключевых препятствия — масштабируемость
и создание версии материала, достаточно стабильной для
многократного использования — для очистки воды.

«Цель состоит в том, чтобы безопасно удалить загрязняющие
вещества из воды без выделения каких-либо проблемных химических
остатков», — говорит соавтор исследования Нирупам Айч, доктор
философии, доцент кафедры экологической инженерии в Школе
инженерии и прикладных наук UB. — Созданные нами аэрогели
сохраняют свою структуру при попадании в системы очистки воды, и
их можно применять в различных системах очистки воды».

Аэрогель — это легкое высокопористое твердое вещество,
образованное путем замены жидкости в геле на газ, так что
получаемое твердое вещество имеет тот же размер, что и исходное.
Они похожи по структурной конфигурации на пенополистирол: очень
пористые и легкие, но при этом прочные и эластичные.

Графен — это наноматериал, образованный элементарным углеродом и
состоящий из одного плоского листа атомов углерода, расположенных
в повторяющейся гексагональной решетке.

Чтобы создать правильную консистенцию чернил на основе графена,
исследователи обратились к природе. Они добавили к нему два
биоиндуцированных полимера — полидофамин (синтетический материал,
часто называемый КПК, похожий на адгезивный секрет мидий) и бычий
сывороточный альбумин (белок, полученный из коров).

В ходе испытаний перенастроенный аэрогель удалил некоторые
тяжелые металлы, такие как свинец и хром, от которых страдают
системы питьевой воды по всей стране. Он также удалял
органические красители, такие как катионный метиленовый синий и
анионный синий Эванса, а также органические растворители, такие
как гексан, гептан и толуол.

Чтобы продемонстрировать возможность повторного использования
аэрогеля, исследователи пропустили через него органические
растворители 10 раз. Каждый раз удалялось 100% растворителей.
Исследователи также сообщили, что способность аэрогеля улавливать
метиленовый синий снизилась на 2-20% после третьего цикла.

По словам Айча, аэрогели также можно увеличивать в размерах,
потому что, в отличие от нанолистов, аэрогели можно печатать в
больших размерах. По его словам, это устраняет предыдущую
проблему, присущую крупномасштабному производству, и делает
процесс доступным для использования на крупных предприятиях,
таких как очистные сооружения сточных вод. Он добавляет, что
аэрогели можно удалить из воды и повторно использовать в других
местах, и что они не оставляют никаких следов в воде.

Айч является частью сотрудничества между UB и Питтсбургским
университетом под руководством профессора химии UB Дианы Ага,
доктора философии, по поиску методов и инструментов для
разложения пер- и полифторалкильных веществ (PFAS), токсичных
материалов, которые настолько трудно разрушить, что они известные
как «вечные химикаты». Айч отмечает сходство с его работой с
трехмерными аэрогелями и надеется, что результаты этих двух
проектов могут быть объединены для создания более эффективных
методов удаления загрязняющих веществ, переносимых водой.

«Мы можем использовать эти аэрогели не только для содержания
частиц графена, но и нанометаллических частиц, которые могут
действовать как катализаторы, — говорит Айх. — Будущая цель
состоит в том, чтобы нанометаллические частицы внедрялись в
стенки и поверхность этих аэрогелей, и они могли бы разлагать или
уничтожать не только биологические, но и химические
загрязнители».

Айч, Чи и Масуд имеют патент на графеновый аэрогель, описанный в
исследовании, и ищут промышленных партнеров для коммерциализации
этого процесса.

[Фото: eurekalert.org]

Графеновый аэрогель

Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить
Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Графеновый супермаркетАртикул: G-AEROGEL-CYL

Поделитесь этим продуктом

Графеновый аэрогель — один из самых легких в мире материалов с чрезвычайно низкой плотностью. Эта низкая плотность в сочетании с гидрофобными свойствами листов графена делает графеновый аэрогель многообещающим кандидатом на поглощение масла. Поглощающая способность в несколько сотен раз (или на два порядка) выше, чем у коммерчески доступных материалов для очистки окружающей среды.

Графеновый аэрогель также идеально подходит для хранения энергии благодаря его высокой электропроводности, чрезвычайно большой площади поверхности и превосходным механическим свойствам. Кроме того, батареи, сконструированные с использованием графенового аэрогеля, могут быть очень маленькими, обеспечивая при этом значительную мощность.

Графеновый аэрогель производится путем восстановления нашей пасты на основе оксида графена.

Свойства:

Плотность:  12,5 мг/см ³

Электропроводность: 1-10×10 ^-4 S см ^-1

Приблизительные размеры:

1. Цилиндрическая форма:

2.   Прямоугольная форма:

• Длина: 7,1 см (2,8 дюйма)
• Ширина: 6,6 см (2,6 дюйма)
• Высота: 1,3 см (0,52 дюйма)

Applications

Absorption of oil and organic pollutants

Batteries

Supercapacitors

Electrochemical sensors

Image of Graphene Aerogel resting on a flower

SEM Images of Graphene Aerogel

Нестандартные размеры могут быть изготовлены по запросу клиента, связавшись с нами по адресу info@graphenelab. com

American ExpressApple PayDiners ClubDiscoverMeta PayGoogle PayMastercardPayPalShop PayVenmoVisa

Ваша платежная информация защищена. Мы не храним данные кредитной карты и не имеем доступа к информации о вашей кредитной карте.

Применение и свойства графенового аэрогеля

Графен
аэрогель — самый популярный материал в настоящее время, который нашел свое применение во многих
несколько отраслей, таких как суперконденсаторы, литий-ионные батареи, окружающая среда
целей, солнечных или топливных элементов и т. д. Он также используется в более продвинутых
фронты. Например, НАСА использует графеновые аэрогели для изготовления больше
передовые скафандры. Его использование в производстве термобелья для спорта еще не изучено.
еще одно революционное использование, которое может спасти владельцев от
враждебные условия столь же резкие, как -321 градус по Фаренгейту. Графен представляет собой
революционный материал, а его форма аэрогеля сделала его более важным, потому что
из некоторые исключительные свойства , благодаря которым этот новый материал находит применение в
приложений для улучшения электроники, конденсаторов, аккумуляторов и, по сути,
лучшее будущее. Однако область применения графеновых аэрогелей невелика.
все еще находится в стадии обширных исследований, и самый удивительный графеновый аэрогель на основе
гаджеты еще впереди в ближайшие годы.

Введение

Графеновые аэрогели — самые легкие в мире трехмерные структуры с низким
плотность и высокая пористость. Эти материалы невероятно легкие,
их можно положить поверх ватного тампона или на лепестки цветов. В
Дело в том, что эти материалы настолько легкие, что один галлон воды тяжелее.
чем 150 кирпичиков графенового аэрогеля. Они не только легкие, но
также прочнее стали, несмотря на то, что составляет всего 0,2% от веса стали. Эти
новые материалы стали настолько важными, что современные разработки, такие как
производство скафандров и термоодежды кажется невозможным без
их.

История аэрогелей графена

Аэрогели графена обладают некоторыми замечательными свойствами, которые делают их
материал действительно чудесный и революционный. Самое большое качество
графеновый аэрогель — его легкий вес. Он настолько легкий, что весит всего 0,16 г.
миллиграмм на кубический сантиметр. У него удивительно низкая плотность.
в два раза больше водорода и меньше гелия. Он также популярен для
исключительная эластичность и способность поглощать органику.

Графеновые аэрогели представляют собой синтетические материалы с низкой плотностью и высокой
пористость. Его синтез включает восстанавливающий раствор оксида графена-предшественника.
чтобы получить графеновый гидрогель. Затем используют сушку вымораживанием для удаления растворителя и
заменить его воздухом. Полученная структура представляет собой графеновый аэрогель, который
состоит из сети листов графена, связанных друг с другом ковалентными
связи и карманы воздуха между этими слоями, что делает его плотность всего 3
мг на кубический сантиметр.

Графеновые аэрогели, обладающие эластичностью, легким весом и прочными механическими свойствами
свойства стал самым популярным современным материалом. Он используется в
несколько приложений в нескольких отраслях, таких как суперконденсаторы, космические
технологии и т. д. Однако область применения графеновых аэрогелей очень широка.
все еще находится в стадии обширного исследования.

Хотя случайные попытки изучения графена восходят к 1859 году,
значительное исследование материала началось в 2004 году, когда два профессора
Университет Манчестера, профессор сэр Андре Гейм и профессор сэр Костя
Новоселов открыл и выделил единственный слой углерода за очень
впервые в истории науки. Оба профессора получили Нобелевскую
Премия по физике за свои достижения.

После открытия одного слоя углерода эта область исследований
рос так быстро, что теперь сотни лабораторий по всему миру
исследование различных аспектов графена. Графеновые аэрогели
самые современные разработки в этой области. Ученый Гао Чао и его команда впервые
время открыл графеновые аэрогели в Чжэцзянском университете. Они уже
разработал макроскопические материалы из графена. Однако эти
материалы были в основном одномерными и двумерными. графен
аэрогели, с другой стороны, представляют собой трехмерную структуру. Следовательно, после
приверженность значительным усилиям и настойчивость исследователей и
Ученые обнаружили трехмерные графеновые аэрогели, которые являются одними из самых легких известных
материалов на земле.

Свойства графеновых аэрогелей

Графеновые аэрогели обладают некоторыми исключительными свойствами, которые не могут быть
ожидается от любых других типов твердых материалов.

• Графен
  аэрогели состоят из атомов углерода, связанных между собой ковалентными связями,
  формируется в тонкие листы толщиной всего в один атом.
• Графен
  аэрогели — чрезвычайно легкие материалы, которые в семь раз легче
  чем воздух и на 12% легче аэрографита (предыдущий рекордсмен
  как самый легкий материал). Проще говоря, один куб.
  сантиметр графенового аэрогеля весит всего 0,16 миллиграмма.
• Графен
  аэрогели имеют самоподдерживающуюся трехмерную нанопористую сотовую структуру
  конструкция с большой площадью поверхности.
• Графен
  аэрогели также являются отличными изоляционными материалами. Толстая плита из
  Считается, что графеновый аэрогель изолирует от голубого пламени
  Бунзеновская горелка.
• Графен
  аэрогели представляют собой материалы с очень высокими физическими и химическими
  стабильность.
• Графен
  аэрогели имеют значения модуля Юнга 50 МПа, что означает, что они очень
  эластичен и может легко сохранять свою первоначальную форму даже после 90% сжатия.
• Графен
  аэрогели имеют наименьшую плотность — 12,5 мг на куб.
  сантиметр. Это означает, что у него низкая плотность, так как он в два раза больше
  водорода и ниже гелия.
• Графен
  аэрогели также прочнее стали, несмотря на то, что они составляют всего 0,2%
  вес стали.
• замечательная низкая плотность графеновых аэрогелей также делает их очень
  абсорбент. По оценкам, он способен поглощать больше
  чем в 850 раз больше собственного веса

Чтобы получить больше информации об использовании графена,

, вы можете прочитать наш блог здесь.

Применение графеновых аэрогелей

Графен — феноменально сверхпрочный материал, который также имеет другие
также исключительные качества. Этот замечательный материал привел к ряду
большие технологические инновации. Графеновые аэрогели обладают высокой прочностью.
Соотношение веса, которое делает его идеальным для различных типов приложений, начиная от
от опресняющих фильтров до быстрозаряжаемых аккумуляторов и даже передовых
светодиодные лампы нового поколения. Однако это только начало, и самое удивительное
В ближайшие годы появятся гаджеты на основе графенового аэрогеля. Последующий
некоторые приложения, которые в полной мере используют эту удивительную новую
материал.

• Графен
  аэрогели используются для изготовления космических скафандров, и НАСА является пионером в этом
  отношении, которое использует графеновые аэрогели для производства более
  передовые скафандры.
• Графен
  использование аэрогелей в производстве термоодежды – еще один
  революционное использование, которое может спасти владельцев от
  враждебные условия столь же резкие, как -321 градус по Фаренгейту.
• Графен
  аэрогели нашли широкое применение в производстве сверхбыстрых
  зарядка аккумуляторов. Современные аккумуляторы с графеновыми суперконденсаторами
  супер аккумуляторы, не теряющие работоспособности даже после интенсивного использования.
  Кроме того, скорость зарядки этих аккумуляторов также поразительно высока.
  высокий.
• Исследования
  также собирается производить накопители энергии на основе графенового аэрогеля.
  который однажды заменит литий-ионные батареи в электронных устройствах
  как смартфоны, ноутбуки и т. д. и даже в электромобилях. Такая энергия
  устройства хранения будут более эффективными в отношении скорости зарядки,
  продолжительность жизни и воздействие на окружающую среду.
• Графен
  аэрогели также считаются будущим светодиодных ламп, потому что
  Исследовательская группа Universe of Manchester создала диммируемую лампу в форме нити.
  Светодиодная лампа, покрытая графеном, снизила потребление энергии на
  10%.
• Исследования
  также доказал, что графеновые аэрогели можно использовать для роста клеток.
  промотор и абсорбент для выведения гистамина (пищевого токсиканта)
  эффективно из настоящей пищевой матрицы.
• Графен
  аэрогели являются отличными абсорбентами, что означает, что их можно использовать для защиты окружающей среды.
  очистить, как разливы нефти. Он способен удерживать в 1000 раз больше своего веса.
  жидкой из-за высокой степени восстанавливаемой сжимаемости и
  общая жесткость конструкции. Графеновые аэрогели также подходят для
  очистить пыль с хвостов комет.
• Графен
  аэрогели являются прекрасным источником для эффективного хранения энергии и
  преобразование из-за пористых иерархических структур, которые способны
  обеспечивают быстрый перенос электронов/ионов, хорошую производительность цикла и высокую
  физическая и химическая стабильность.
• Графен
  аэрогели также используются в методах 3D-печати,
  графеновый аэрогель, способный сохранять свою форму при комнатной температуре.
• Графен
  аэрогели используются для производства опресняющих фильтров. Те атомной толщины
  фильтры могут уменьшить количество энергии, необходимой для
  превращение соленой воды в чистую питьевую воду. Отверстия фильтра только
  100 нанометров в диаметре достаточно, чтобы молекулы воды
  протиснуться без лишнего давления, но в то же время слишком мелко
  для прохождения частиц соли. Такие опреснительные фильтры снижают
  требуемое количество энергии примерно на 20%. Следовательно, эти фильтры
  более экологичны и лучше подходят для тех районов, где
  электричества так же мало, как питьевой чистой воды.
• Графен
  Считается, что аэрогели могут заменить воздушные шары.
  из-за их высокой пористости и низкой плотности.

Заключение

Графеновые аэрогели — самые легкие твердые материалы в мире. Хотя
графен был предметом исследований с 1859 г., и только после 2004 г.
исследование уловило импульс, и в результате у нас теперь есть удивительная
продукт, графеновый аэрогель. Его получают путем соединения полимера с растворителем.
а затем растворитель заменяется газом, обычно воздухом (99,98% по объему). Такой
большая доля воздуха делает его самым легким материалом. Он такой же легкий
что его можно балансировать на травинке или лепестках цветка. Аэрогели могут
быть приготовлены из самых разных химических соединений, и они очень
разнообразные материалы с множеством уникальных свойств. Имеют низкую плотность, высокую
пористость и низкая теплопроводность. Эти замечательные качества позволили
аэрогель, чтобы найти применение в различных приложениях в нескольких отраслях.
графеновый аэрогель — самый популярный материал в настоящее время, который нашел свое применение
в нескольких отраслях, таких как суперконденсаторы, литий-ионные батареи,
экологические цели, солнечные или топливные элементы, энергосберегающие материалы, устойчивые
товары для строительства, одежда, уличный и спортивный инвентарь, архитектурные
панели освещения, терморазрыв и контроль конденсации, оптика, визуализация
устройства, защита от коррозии под изоляцией, высокоэффективные добавки к
покрытия и т. д. Он также используется на более совершенных фронтах. Например, НАСА
использует графеновые аэрогели для производства более совершенных скафандров. Его
использование в производстве термобелья для спорта — еще один прорыв в области применения
который может спасти владельцев от враждебных условий, столь же радикальных, как
-321 градус по Фаренгейту. Однако область применения графена
аэрогели все еще находятся в стадии обширных исследований, и самый удивительный графен
В ближайшие годы появятся гаджеты на основе аэрогеля.

Чтобы получить дополнительную информацию, вы можете  посетить Blografi.

Ссылки

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ee/c7ee03031b#!divAbstract

https://www.engadget.com/2016-10-29 -six-amazing-uses-for-the-the-wonder-material-graphene.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Aerographene

https://www.graphene-info.com/graphene-aerogel

https://www.

Как использовать режим серийной съемки для съемки нескольких фотографий на iPhone 5s

Фотографии в движении всегда было сложно снимать на мобильные устройства. Будь то прыжки в воздухе, проносящийся мимо автомобиль или друг, выполняющий акробатические трюки, фотографии ранее получались размытыми и несвоевременными. Не с айфоном 5s. Он включает в себя совершенно новую функцию под названием Burst Mode, которая работает, делая 10 фотографий каждую секунду, а затем сохраняет их в коллекцию в приложении «Фотографии». Он автоматически просматривает все сделанные вами фотографии, а затем выбирает то, что считает лучшим. Он делает это, анализируя яркость, резкость, наличие лица на фотографиях и многое другое. Затем это сохраняется как избранное изображение. Вы можете, конечно, вручную выбрать свой собственный фаворит всего несколькими нажатиями пальца.

1. Сделайте снимок

Откройте приложение Камера и подготовьте снимок. Когда вы будете готовы сделать снимок в режиме серийной съемки, нажмите и удерживайте кнопку камеры в нижней части экрана. Над кнопкой появится счетчик, показывающий, сколько отдельных изображений делается. Когда вы закончите съемку в режиме серийной съемки , отпустите кнопку камеры .

2. Стопки

Изображения в режиме серийной съемки теперь будут0009 Фотопленка . Чтобы увидеть их, коснитесь миниатюры изображения в нижнем углу приложения «Камера» или откройте приложение Фото . Вы увидите стопку изображений, сохраненных вместе с любыми другими фотографиями, которые вы сделали.

3. Избранное

Откройте стопку фотографий. Вы увидите счетчик, отображающий общее количество изображений в левом верхнем углу экрана. Чтобы выбрать избранное, нажмите кнопку Избранное… в нижней части экрана.

4. Выберите новое избранное

Появится набор эскизов. Прокрутите их пальцем и отметьте понравившееся (или избранное). Каждый будет отмечен синей галочкой. Нажмите кнопку Готово , чтобы подтвердить изменения. Выдвижная панель спросит, хотите ли вы сохранить только избранное или все. Коснитесь того, что соответствует вашим потребностям.

Ищете дополнительную помощь по iPhone?

Почему бы не ознакомиться с руководством по iPhone 5s, написанным iOS Guides и доступным сегодня:

Узнайте все, что вам нужно знать об iPhone 5s, из этого подробного электронного руководства. Начните с изучения самых основ, таких как синхронизация с iTunes и настройка электронной почты, а затем переходите к более сложным советам, включая съемку замедленного видео и редактирование изображений.

  Загрузить из iBookstore

  Загрузить с Amazon

(посещено 5 554 раза, сегодня посещено 1)

Поделись этим

Первое неофициальное фото iPhone 5S в «шампанском»

Изменить издание

Nachrichten auf Deutsch

Актуальные сведения на французском языке

Informações эм português

Новости на английском языке

ПОДПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС

Первое неофициальное фото iPhone 5S в «шампанском»

Культура и жизнь

23. 08.2013

Из нашего онлайн-архива

TechCrunch опубликовал первые фотографии iPhone в новом блестящем покрытии. Как сообщается, в дополнение к традиционному черно-белому цвету, следующий смартфон Apple будет доступен в бледно-золотом цвете, получившем название «шампанское».

TechCrunch опубликовал первые фотографии iPhone в новом блестящем покрытии. Как сообщается, в дополнение к традиционному черно-белому цвету, следующий смартфон Apple будет доступен в бледно-золотом цвете, получившем название «шампанское».

(Relaxnews) TechCrunch опубликовал первые фотографии iPhone в новом блестящем покрытии. Как сообщается, в дополнение к традиционному черно-белому цвету, следующий смартфон Apple будет доступен в бледно-золотом цвете, получившем название «шампанское».

В то время как этот новый, более яркий цвет, как говорят, достигается простым анодированием алюминиевого корпуса смартфона, поклонники всего, что блестит, уже могут приобрести iPhone из чистого золота или даже инкрустированные бриллиантами от сторонних брендов. Amosu предлагает ультрасовременную версию iPhone 5 по цене 18 800 евро, а Goldgenie продает свой iPhone 5 24 CT по цене, превышающей 56 000 евро.

Более доступная альтернатива, потенциальный iPhone 5S цвета шампанского может стать хитом на азиатских рынках, где этот цвет особенно в моде.

Официальная презентация 10 сентября

Apple официально представит iPhone 5S 10 сентября, скорее всего, вместе с более доступной версией смартфона, которую, по слухам, называют iPhone 5C. Что касается 5S, то слухи предполагают наличие сканера отпечатков пальцев для усиленной защиты данных, а также более мощный процессор, камеру с более высоким разрешением (13 Мп), двойную вспышку и новую кнопку «Домой».

Разумеется, iPhone 5 будет работать под управлением iOS 7, последней версии мобильной операционной системы Apple, которая в июне прошлого года получила совершенно новый интерфейс.

Выбор редакции

• Отмывание денег

  Агенты Люксембурга начали расследование коррупции в Бейруте

  по

  Янник ЛАМБЕРТ

  5 мин.

  19.01.2023

• свободы

  Предоставьте полиции доступ к вашему смартфону. Или еще…

  по

  Эмери П. ДАЛЕСИО

  3 мин.

  18.01.2023

• CSSF

  Сторожевой пес тщательно проверяет грязные деньги в отделениях Люксембурга

  по

  Джон МОНАГАН

  4 мин.

  17.01.2023

• более быстрых патента

  Люксембург усиливает юридическую силу с новым судом ЕС

  по

  Эмери П.

Проект 4. На Луну в комфортных условиях

Невесомость

Некоторые далекие от космонавтики люди считают, что невесомость — это легкое и приятное состояние, испытать которое — одно удовольствие. У космонавтов на сей счет другое мнение: невесомость — штука очень неприятная: человек, находящийся в состоянии невесомости, испытывает примерно такие же ощущения, как человек, провисевший минут пять на турнике вниз головой. А находиться в таком состоянии несколько часов и уж тем более суток под силу только очень здоровым и специально тренированным людям. Не случайно в космонавты отбирают только очень крепких физически людей.

При длительном пребывании на орбите космонавтам необходимы постоянные тщательно разработанные физические упражнения. Если их не делать или делать недостаточно, то при возвращении на Землю космонавту может стать очень плохо.

В первые годы освоения околоземного пространства, когда влияние невесомости на человеческий организм было еще недостаточно изучено, космонавты после двухнедельного полета чувствовали себя ужасно: они не могли ни стоять, ни сидеть, ни даже спать. Весь день они лежали во взвешенном состоянии в специальном бассейне с теплой водой — только в таком состоянии они чувствовали себя нормально. Даже просто лежать на очень мягком матрасе им было тяжело. На полное восстановление организма после полета уходило несколько месяцев.

А теперь давайте разберемся, почему же в космическом полете возникает невесомость?

Рассмотрим космонавта, находящегося в кабине космического корабля, который движется с выключенными двигателями недалеко от Земли (рис. 4.1).

На космонавта действует сила тяжести , где  — ускорение свободного падения на высоте h. Предположим, что на космонавта еще действует сила реакции . Под действием этих двух сил и космонавт (вместе с кораблем) движется с ускорением , как и всякое свободно падающее тело. Тогда по второму закону Ньютона:

То есть сила реакции опоры равна нулю, а значит, по третьему закону Ньютона равен нулю и вес космонавта.

И, заметьте, наши рассуждения никак не зависят от направления и величины скорости спутника, поэтому космонавты, летящие в направлении Луны в корабле с выключенными двигателями, будут находиться именно в таком состоянии.

Как избежать невесомости?

Инженер убежден, что невесомость в космическом полете неизбежна. Так ли это? На самом деле невесомости легко избежать. Надо просто двигаться с постоянной скоростью относительно Земли, и всё! Тогда ситуация внутри корабля будет такая же, как в лифте, поднимающемся (опускающемся) с постоянной скоростью: вес будет равен силе тяжести. Правда, величина силы тяжести по мере удаления от Земли будет постепенно убывать, то есть все тела будут становиться всё менее и менее «весомыми».

Каким же образом можно обеспечить равномерное движение ракеты?

Тут наш Профессор не ошибся: дело, конечно, в двигателе. Всё очень просто: надо иметь постоянно работающий реактивный двигатель. Причем реактивная сила должна в точности равняться по величине результирующей силе гравитационного притяжения со стороны Земли и Луны, поэтому по мере удаления от Земли силу тяги надо постепенно уменьшать.

Когда до Луны останется примерно одна десятая часть пути, двигатель можно на короткое время выключить, так как в этой точке сила земного тяготения уравновешивается силой лунного тяготения. На мгновение наступит невесомость. Но вскоре после этого лунное тяготение начнет преобладать над земным. Чтобы сохранить скорость постоянной, нужно будет развернуть ракету соплом к Луне и тормозить. Сила тяги должна быть равна силе притяжения Луны (за вычетом остатков земного тяготения). По мере приближения к Луне будет увеличиваться сила притяжения к Луне, а значит, придется увеличивать и силу тяги; все тела в корабле снова постепенно будут обретать вес. Вблизи поверхности Луны этот вес будет равен примерно одной шестой части земного веса.

Итак, барон Мюнхаузен прав: полет до Луны можно осуществить с комфортом без больших перегрузок и почти без невесомости. Такие условия может выдержать любой нетренированный человек.

Почему же современные корабли летают иначе?

А именно: с сильной перегрузкой на активном участке полета (когда работают двигатели) и с полной невесомостью на орбите? Только из-за необходимости экономить топливо. Самый неэкономичный вариант движения к Луне — это движение с малой постоянной скоростью. Эту ситуацию можно вообще довести до абсурда: пусть ракета зависнет над Землей неподвижно: в этом случае расход топлива налицо, а продвижение к Луне — нуль!

Наиболее экономичный способ полета — это пушечный выстрел: в этом случае вся энергия, запасенная в топливе, сразу передается кораблю, и не приходится тратить энергию на подъем над Землей еще не сгоревшего топлива. Но это другая крайность: при выстреле из пушки ускорение снаряда будет столь велико, что никакой космонавт, находящийся внутри, не сможет остаться живым.

Сейчас в космонавтике применяется компромиссный вариант: на активном участке полета космонавт подвергается большим перегрузкам, но в пределах допустимых, а затем наступает невесомость до того момента, когда ракета начнет торможение.

Оценим время полета

Теперь остановимся на вопросе о времени полета, который так заинтересовал нашего Бизнесмена. Теоретически это время можно сделать почти любым: от нескольких секунд до нескольких лет. Всё зависит, с одной стороны, от возможностей ракетного двигателя, а с другой стороны, от предельно допустимых перегрузок космонавтов.

Сделаем небольшой оценочный расчет для времени движения по маршруту «Земля—Луна» в комфортных условиях. Расстояние от Земли до Луны — примерно 384 400 км. Допустим, мы будем разгонять нашу ракету на старте с ускорением 4 м/c² (это совсем небольшая перегрузка: вес каждого пассажира на старте увеличится всего на 40%). Тогда для разгона до скорости 10 км в секунду нам понадобится всего 42 минуты. Затем в течение примерно 9 часов последует полет с постоянной скоростью и еще примерно 40 мин на торможение с таким же ускорением (для более точного расчета надо еще учитывать скорость движения Луны по орбите вокруг Земли).

Общее время на это увлекательное путешествие составит около 11 часов — примерно столько же, сколько требуется на беспосадочный перелет по маршруту «Москва — Владивосток» на самолете Ил-86!

Далее: Проект 5. Скоростной спутник Земли

Космос начинается на Земле

Рисунок зоны действий наземных станций.

64 года назад, 4 октября 1957 года, началась космическая эра в истории человечества. В этот день запущен на орбиту первый искусственный спутник Земли, который летал 92 дня, сделав 1440 оборотов вокруг Земли (почти 60 миллионов километров), а его радиопередатчики функционировали в течение двух недель после старта. Специалисты, трудившиеся над разработкой — С. Королев, М. Келдыш, М. Тихонравов, Н. Лидоренко, В. Лапко, — наблюдали за историческим запуском с командного пункта. После успешного старта они поехали на мобильную радиостанцию, чтобы послушать радиосигналы, которые передавал спутник.

Награждение военнослужащих.

Сейчас на разных орбитах Земли находится 4870 действующих космических аппаратов разного назначения, и информация, которую они передают, поступает в разветвленную наземную систему. Без наземного комплекса, без тех специалистов, которые обеспечивают полет здесь, на Земле, пилотированных и не пилотированных спутников, космическая миссия неосуществима. В Украине эту миссию выполняет Национальный центр управления и испытаний космических средств (НЦУИКС).

До недавнего времени Национальный центр располагался в Евпатории, где 4 октября 1957 года с приема сигнала первого искусственного спутника Земли начал свою работу Центр управления полетами космических аппаратов. НЦУИКС — это единственная не только в нашей стране, но и во всей Восточной Европе организация, которая обеспечивает полный цикл мер по эксплуатации космических систем разного назначения. Центр имеет уникальные наземные станции управления космическими аппаратами и приемные станции, способные работать с огромными потоками данных почти от всех действующих на орбите спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

К сожалению, большинство наших соотечественников даже не представляют, что такое космическая система. Все знают о спутнике (КА), однако в космической системе это очень маленький элемент. Частью космической системы является ракетно-космический комплекс, который состоит из многих компонентов: ракетоносителя (РН), космического аппарата (КА), технического комплекса, где проводят испытания и стыковку, стартового комплекса, где запускают ракету с космическим аппаратом и полигонно-измерительного комплекса, который обеспечивает измерение на активном участке полета. И вот когда ракета уже отработала на активном участке полета — отделила КА и вывела его в космос, с ним начинает работать наземный комплекс управления, специалисты которого управляют КА. Мы — водители космического аппарата. И если добавить к этому перечню еще и наземный специальный комплекс, станции которого принимают информацию с КА, а потом ее распространяют, то все это в совокупности и является космической системой.

Миссия наземного комплекса

Роль наземного комплекса огромна, без него спутник свою функцию не выполнит. Представьте себе, КА взлетел да и летает себе на орбите: информация не поступает, не обрабатывается и, конечно же, не передается в государственные и частные организации и ведомства. Так вот Национальный центр и является тем сегментом, который объединяет в себе наземный комплекс управления и наземный специальный комплекс и обеспечивает функционирование КА по назначению. Если учитывать общую стоимость всей космической системы, то 40 процентов — это стоимость наземной системы. Космические системы бывают разными, а именно: дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), связи, метеорологические, научные, навигации, пилотированные, и каждая система имеет в себе такую составляющую, как наземный комплекс. Специалисты НЦУИКС могут управлять любой системой: навигации, ДЗЗ, связи и т. п. Это и является достижением Украины. Нам удалось сохранить наземный комплекс после развала Советского Союза, а в 2014 году восстановить и развить структуру в Киеве и разных регионах Украины после аннексии Крыма. После модернизации и обновления центра у нас есть возможность управлять любыми космическими системами, работать со всеми типами КА, которые имеются в мире. Чем мы интересны для иностранных партнеров? Скажем, если они планируют запускать свои спутники на орбиту, не имея своей наземной космической инфраструктуры, им не нужно тратить еще 40 процентов средств на ее создание, они могут обратиться к Украине. И мы на договорной основе сможем управлять их КА, принимать информацию, если нужно, обработать ее и передавать по высокоскоростным каналам интернет-пользователям. Ведь мы имеем большой парк восстановленных и новых станций приема информации, в частности, универсальную командно-измерительную станцию СКТРЛ-М1 управления КА, которая работает с любыми спутниками.

Управление аппаратами и прием информации

Сейчас мы снимаем информацию с шести спутников и передаем ее отечественным пользователям. Некоторые скептики говорят, зачем Украине свой спутник? Хочу отметить, что большую часть задач мы выполняем в интересах национальной безопасности. И если наши специалисты принимают такую информацию на свою станцию — это одно, а если брать информацию у дилеров — это другое. Лучше, конечно, и надежнее получать информацию со своих космических аппаратов. Например, Украина будет покупать снимки и программные комплексы за границей, а где гарантия, что мы не приобретем фальсификат? Снимок могут заретушировать, что-то добавить или убрать, то есть 100-процентной гарантии нет. Если принимаем информацию на свою станцию, даже с иностранных спутников, такого быть не может. Тем не менее здесь тоже есть определенные проблемы и неудобства. Иностранный оператор, который предоставляет нам такую возможность, может поставить украинских заказчиков в очередь на съемку. И это в то время, когда нам нужна оперативная информация, скажем, относительно пожара или наводнения, взрывов на складах вооружения. Ведь борт имеет ограничение на заказ — кто-то заказал съемки раньше, а остальные будут стоять в очереди не-
сколько дней и ждать, пока на станцию сбросят информацию. Будет у нас свой спутник, будем быстро, надежно и оперативно получать информацию, так как устаревшая уже никому не нужна. В Украине пока нет КА, имеющих разрозненную способность сверхвысокую, от 30 сантиметров проекции пикселя до метра, но «Сич 2-30», запуск которого планируется в конце года, позволит получать информацию более оперативно и на широком фронте, имея широкий захват. Наш спутник проходит зону более 40 километров.

Сегодня продолжаются испытания спутника «Сич 2-30» на предприятии производителя. Что касается наземного комплекса управления и наземного специального комплекса, могу отметить, что технические средства все готовы. Однако некоторые программы, которые нужны для управления КА, а также центр управления полетом еще находятся на стадии адаптации к операторам. Время еще есть, мы работаем согласно графику подготовки, а он не то что на сутки, ни на час не отстает. А по некоторым направлениям опережает, и мы планируем согласно этому графику выполнить все задачи.

На Хмельнитчине, неподалеку от города Дунаевцы, создан Центр управления полетом (ЦУП). Есть подготовленный персонал, усиленный в этом году, в том числе выпускниками Житомирского военного института имени С.П. Королева. Дублирующим ЦУПом будет командный зал, расположенный в Киеве, в НЦУИКС.

В первую очередь — оперативность

НЦУИКС сотрудничает с разными организациями и ведомствами, государственными и частными, а также ответственными пользователями. Больше всего их интересуют данные ДЗЗ. Сейчас мы выполняем задачу, которую поставил перед нами Президент, относительно мониторинга высокоразрозненными КА ДЗЗ территории Украины. Мониторинг происходит в рамках программы продажи земли и обновления Земельного кадастра. Представители разных регионов обращаются к нам не только за информацией, но и за дополнительными услугами, к примеру, изготовлением ортофотопланов масштабом 1 к 10000, составлением разнообразных прогнозов. Например, на Черноморском побережье Одесского региона есть проблемы сдвига. В городе Черноморск море подбирается к жилым массивам, смывая дома. Наши специалисты анализируют ситуацию, наблюдают за динамикой, вычисляют опасные места и выдают прогноз с точностью до миллиметра. Местные власти Черноморска заинтересованы в сотрудничестве, и мы помогаем им в решении проблемных вопросов. Также к нам поступает немало запросов по экологическим направлениям, это как раз связано с состоянием рек и морей — Черного и Азовского, загрязнением водоемов, вырубкой лесов, незаконной добычей янтаря.

Этим летом в разных странах мира пылали пожары — горели леса в РФ, США, Греции, Турции, на Кипре. В Украине, к счастью, таких масштабных пожаров нет, есть кое-где локальные загорания. В прошлом году горел Чернобыльский лес, мы подавали информацию в Государственную службу Украины по чрезвычайным ситуациям и другие ведомства, помогая локализовать пожар. Благодаря специалистам НЦУИКС решен вопрос быстрого предоставления информации государственным и частным организациям, оперативность составляет до 30 минут с момента получения нами информации. Мы сообщаем, в каком районе возникла термальная аномалия, разработали программные комплексы, которые позволяют извещать сразу председателя ОТГ и пожарных, а также полицию. Информация сразу поступает на смартфон пользователя, где указано, в каком квадрате термальная аномалия, и туда выезжает ГСЧС. Самое главное — на начальном этапе погасить пожар, не допустив распространения огня. Такой оперативности даже в Европе нет, там оповещение довели до двух часов, а мы вышли на 30 минут. Планируем и в дальнейшем развивать наши территориальные структуры, оснащать их средствами, которые будут принимать информацию с КА, определяющими природные и техногенно опасные зоны. Это такие КА, в которых полоса прохода сразу 400 километров, а таких спутников в системе несколько.

То есть происходит постоянный мониторинг территории Украины, и это очень важная работа, которую осуществляют специалисты НЦУИКС.

Высокоточная радионавигация

Нынче особое значение приобретают глобальные навигационные системы, данные которых используются в GPC в первую очередь. Мы предоставляем информацию относительно дифференционных поправок к измерениям данных GPC, которые выдают потом координаты с точностью до 1—2 сантиметров. Навигационные системы используются в точном земледелии, в строительстве и т. п. На сегодняшний день наша главная задача — покрыть Украину контрольно-корректирующими станциями, которые обеспечивают повышение точности нахождения местоположения пользователя согласно сигналам глобальных навигационных спутниковых систем. Уже есть 43 станции, до конца года будет введено в действие еще восемь станций. Мы уже покрыли большую половину Украины и планируем продолжить это направление, ведь оно весьма актуально и перспективно, работает как в интересах сектора безопасности, так и для экономики, особенно для аграрного сектора.

Радиотелескоп РТ-32.

Сейсмический контроль и геофизические наблюдения

Одна из задач нашего Центра — фиксация ядерных взрывов в мире и получение информации о разнообразных природных и техногенных явлениях — это землетрясения, взрывы. Имеем сетку разветвленных датчиков в разных регионах Украины, которые работают в сфере геофизического мониторинга и включены в европейские и мировые аналогичные структуры. Так вот мы можем в системе реального времени предоставлять информацию по Украине. Наши датчики установлены также на атомных электростанциях, чтобы фиксировать колебания и разрушения, такая уникальная аппаратура может контролировать все взрывы в Украине на карьерах. Иногда заявители хитрят — показывают одно количество, на самом деле взрывают больше, мы предоставляем эти данные в полицию, СБУ, Генпрокуратуру по запросам. Вся информация, которая обрабатывается для силового блока, поступает также в Совет национальной безопасности и обороны Украины. Засекреченной информации на самом деле передаем немало — это касается войны на востоке страны, расследований, которые проводят полиция, СБУ (вся она закрытая).

Специалисты нашего Центра работают также на Украинской антарктической станции «Академик Вернадский»: оттуда поступает информация, связанная с космической погодой. У нас, кстати, создан Центр космической погоды, который размещается под Киевом, признанный Национальной академией наук Украины. Он передает данные в европейские и американские центры. Данные с антарктической станции используются как с научной целью, так и для извещения о космической погоде и землетрясениях.

Специфика нашего Центра заключается еще и в том, что здесь работают гражданские специалисты и военнослужащие, откомандированные из Министерства обороны для выполнения задач в интересах национальной безопасности. 80 процентов информации, которую мы предоставляем потребителям, связано с сектором национальной безопасности и обороны. Поэтому здесь и служат военнослужащие. В НЦУИКС ведется мощная научная деятельность, у нас работают 10 докторов наук и более 30 кандидатов наук.

Предупреждение потерь

Есть такое понятие в экономике, как предупреждение потерь. По нашим данным Украина за год сохранила 7,5 миллиарда гривен. Мы предупредили огромные потери, осуществляя извещения относительно пожаров, предупреждая о вырубке лесов, добыче янтаря, намыве песка в разных регионах страны, проконтролировали и предоставили информацию относительно карьерных незаконных взрывов. Благодаря нашим информациям открыто очень много уголовных дел. А это уже результативность работы.

Через некоторое время мы будем получать данные с отечественного спутника «Сич 2-30», а сейчас продолжаем работать с группой европейских спутников. Европейская комиссия предоставила нам доступ к шести КА системы «Copernicus».

Также мы имеем возможность получать информацию с более чем 20 КА с открытым доступом: это метеорологические спутники, которые контролируют выбросы СО, СО2 и другие вредные вещества. Все это мы принимаем, обрабатываем и предоставляем потребителям.

Новые возможности и задачи

Для того, чтобы работать на достаточно высоком уровне, необходимо финансирование. Мы осуществили бюджетный запрос на следующий год, и если Верховная Рада поддержит нас во время утверждения бюджета, мы сможем нарастить свою мощность. Нынче наши специалисты принимают снимки со спутников оптического диапазона, но Украина располагается в таком регионе, где с ноября-декабря — снегопады, дожди и облачность. При таких климатических условиях нет возможности получать снимки — из-за постоянной облачности ничего не видно. В марте тоже мало погожих безоблачных дней. Наши специалисты отработали обработку данных радиолокационных снимков, их можно получать, несмотря на время года и период суток. Необходимое финансирование позволит принимать на наши станции информацию из радиолокационных спутников. Конечно, нужно иметь еще и программные комплексы, которые будут обрабатывать эту информацию. Это весьма актуально и перспективно, на сегодняшний день лишь несколько стран имеют такую возможность — это США, Франция, Германия, Япония, РФ, Италия, Канада, Китай. Украина тоже будет иметь такую возможность, если народные депутаты поддержат наши предложения.

Мы стараемся не отставать от ведущих европейских стран и даже идти на шаг впереди. Рассматриваем вопрос относительно создания станции приема информации с современных космических аппаратов не только в Х-диапазоне, но и в Ка-диапазоне, это более 20 Ггц, диапазон — более информативный и высокоскоростной. Такие имеют США, а вот в странах Европы, наверное, пока нет. Разница тут существенная: если спутник, который работает в Х-диапазоне, пролетая над Украиной, информацию снимает за 7—8 минут, то в Ка-диапазоне он будет ее снимать за 7—8 секунд. Мы настраиваем наших специалистов на работу с такими системами.

К нам обращаются ведущие страны мира с просьбой подстраховать их космические системы, ведь зона радиовидения наших станций позволяет принимать информацию в масштабе времени от Атлантики, если спутник проходит эту зону, до Урала, мы ее расширяем. Недавно станцию поставили в Харькове, еще на 700 километров продвинули за Урал, на Ближний Восток, Север, поэтому к нашим станциям проявляют интерес, особенно те страны, которые далеко от Украины, — это Китай, Южная Корея, Япония, с западного континента — это США, страны Южной Америки. Предоставление услуг иностранным операторам способствует дополнительным поступлениям на развитие инфраструктуры НЦУИКС.

Плодотворно работаем и в направлении международной деятельности, продолжается сотрудничество со многими странами, в частности, с Польшей и Китаем у нас есть общие проекты.

Научные исследования

В начале прошлого года в нашем Центре космических исследований и связи (город Золочев Львовской области) заработал радиотелескоп РТ-32, благодаря которому получены научные данные исследований дальнего космоса. Национальная академия наук Украины признала РТ-32 одним из 10 крупнейших достижений отечественной науки за 2020 год. В следующем году завершится его создание. Мне приятно отметить, что наш радиотелескоп считается одним из лучших в мире, его использование в космических программах усилит научно-экспериментальную базу отечественной науки, будет способствовать повышению имиджа Украины.

Пространство под контролем

Мы стали развивать направление, которое весьма актуально в мире, — это контроль космического пространства. Поскольку нынче запускается большое количество КА, они могут создавать опасность для других КА, например, только компания Space Х Илона Маска планирует запустить и развернуть масштабную, высокоскоростную систему Интернета, а это более двух тысяч аппаратов. Каждый из них может столкнуться с действующим аппаратом, что чрезвычайно опасно, так как станет причиной потери средств и аппарата. Дабы избежать неприятностей, нужно контролировать все космическое пространство, как ближнее, так и дальнее. Уже в ближайшее время полететь в ближний космос на геостационарную орбиту или в дальний космос будет проблематично. Когда ракета будет проходить слои ближнего космоса, может столкнуть с каким-то объектом, вот для этого нам нужно контролировать все космическое пространство. Есть подобная система только в США, РФ, Китае, создают ее Индия и группа ведущих стран Европейского Союза. На сегодняшний день мы развернули такую систему, имеем Центр контроля космического пространства, располагающийся в Житомире. Кстати, в этом центре работают офицеры, вышедшие из Крыма, которые вывезли с собой программные комплексы, восстановили их и успешно работают, обеспечивают информацией силовой блок, ученых и других пользователей.

Очень нам содействует Министерство образования и науки. Полесский национальный университет, Одесская академия пищевых технологий, Харьковский авиационный институт, Львовская политехника, Государственная экологическая академия последипломного образования и управления, Ужгородский национальный университет своими средствами, методиками, своими учеными помогают нам контролировать космическое пространство. У нас есть два радара — один радар метрового диапазона, который размещен в Мукачево. Он работает и модернизируется одновременно, так как там устаревшая техника еще 60-х годов, но мы ее реанимируем и даем новый толчок, переводим на цифру, на более экономичные устройства, чтобы снизить энергозатраты. Создаем новый радар дециметрового диапазона, который теперь находится в стадии испытаний, уже закончился первый этап. Этот радар уже более современный: если Мукачевский радар видит футбольный мяч на расстоянии 5—6 тысяч километров, то этот видит кубик 10 сантиметров, расстояние менее 600—700 километров, но точность определения координат этого объекта на несколько порядков выше 5—50 метров, то есть очень точный радар. Планируем построить радар сантиметрового диапазона, который будет видеть в космосе даже самые маленькие гаечки. Представьте себе, скорость в космосе — более семи километров за секунду, если такой предмет встретится с космическим аппаратом, он прошьет его как пуля, что очень опасно.

В скором времени наша страна будет иметь собственный спутник на орбите, будет управлять им и использовать наземную космическую инфраструктуру НЦУИКС. Мы надеемся, что статус Украины как космического государства будет утверждаться и расти.

Владимир ПРИСЯЖНЫЙ, начальник Национального центра управления и испытаний космических средств Государственного космического агентства Украины, кандидат технических наук.

Разве я не мог избежать гравитации Земли, путешествуя со скоростью всего 1 миля в час (0,45 м/с)?

спросил
8 лет, 7 месяцев назад

Изменено
1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено
179 тысяч раз

$\begingroup$

Говорят, что для того, чтобы объект или снаряд покинул гравитационное притяжение Земли, он должен достичь космической скорости Земли, то есть достичь скорости 7 миль в секунду (~ 11 км в секунду). Ну, насколько я понимаю, вы можете легко избежать земного притяжения даже на скорости 1 миля в час (0,45 м/с) — направленной от поверхности, и вы в конечном итоге достигнете космоса. Так почему же скорость убегания равна 7 милям/с (11 км/с)?

Причина в том, что объект должен набрать определенную скорость после достижения орбиты, чтобы поддерживать эту высоту? Или это потому, что практически объект не может нести бесконечное количество топлива, и поэтому он должен достичь определенной скорости, чтобы поддерживать свою орбиту, прежде чем все топливо будет израсходовано?

• сила тяжести
• скорость убегания

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Сила гравитации уменьшается с расстоянием. Это следует обратно-квадратичному отношению … важно знать, когда вы работаете с математикой, но не важно для концептуального понимания.

Тот факт, что гравитация уменьшается с расстоянием, означает, что на некотором расстоянии ею можно пренебречь; можно считать, что объект, достаточно удаленный от Земли, «избежал» земного притяжения. На самом деле сила тяжести не имеет предела расстояния; два объекта должны находиться на бесконечном расстоянии друг от друга, чтобы не было гравитационного взаимодействия, но для практических целей можно думать о конечных расстояниях, на которых силы гравитации становятся достаточно малыми, чтобы их можно было игнорировать.

Рассмотрим объект на большом расстоянии от Земли… прямо на краю того, что мы бы назвали гравитационной «сферой влияния» Земли. Небольшое движение к Земле увеличит гравитационное притяжение, ускоряя объект по направлению к Земле. Процесс будет усиливаться по мере увеличения скорости и ускорения объекта. Если мы проигнорируем влияние земной атмосферы, объект будет продолжать ускоряться до тех пор, пока не столкнется с поверхностью Земли с некоторой скоростью.

Теперь давайте все перевернем. Объект волшебным образом взлетает с поверхности Земли точно с той же скоростью, что и наш падающий объект в момент удара. Когда он поднимается вверх, на него действует гравитация, и он замедляется. По мере того, как он удаляется, гравитация уменьшается, поэтому он замедляется медленнее. В конце концов, он добирается до некоторого расстояния, где останавливается, но гравитация Земли больше не оказывает на него никакого влияния.

Скорость нашего объекта на поверхности Земли равна космической скорости Земли. Точнее говоря, скорость убегания тела — это скорость, которую должен иметь объект в «свободном падении», чтобы избежать гравитационного влияния этого тела — не больше и не меньше. Технически скорость убегания может быть указана для любого расстояния от центра тела, и значение будет уменьшаться с расстоянием, но когда указывается скорость убегания планеты, это обычно для поверхности планеты. Математически он рассчитывается как интеграл гравитационного ускорения тела от некоторого заданного расстояния до бесконечности.

Объект не должен двигаться с космической скоростью, чтобы избежать гравитации планеты, но такое же количество энергии, необходимое для ускорения объекта до космической скорости, должно быть приложено к объекту (придавая ему потенциальную энергию), чтобы поднять его из гравитационная сфера влияния планеты. Разница в том, что при скорости убегания объект не нуждается во внешнем влиянии, чтобы убежать; при чем-то меньшем, чем скорость убегания, должна быть приложена некоторая внешняя сила.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Скорость убегания уменьшается по мере удаления от Земли. Если вы продолжите движение вверх с постоянной скоростью 1 миля в час (что, как уже отмечалось, потребует постоянной тяги для противодействия гравитации), вы в конечном итоге достигнете расстояния, на котором скорость убегания будет равна 1 миле в час . Тогда вы достигнете космической скорости и больше не будете гравитационно связаны с Землей.

Это расстояние чрезвычайно велико; около 4×10 ¹² км или 26000 а.е. На практике эффекты третьих тел (луны, солнца, других планет) будут преобладать, когда вы уйдете дальше 10 ⁵ км от Земли.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Суммируя ответы: скорость убегания — это скорость, которая на данном расстоянии достаточна для выхода из гравитационного поля, так что дополнительная энергия (= ускорение) не требуется .

То есть, если вы находитесь в 26000 а.е. от Земли, вам не нужно больше топлива для противодействия земной гравитации, вы просто уплываете. Однако, когда вы находитесь на поверхности Земли, вам потребуется дополнительное ускорение, чтобы поддерживать скорость в 1 милю в час, иначе вы просто упадете обратно, как брошенный мяч.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Вы путаете скорость и ускорение. Если бы вы прыгали, стоя на поверхности Земли, вы могли бы испытать скорость 8 м/с, что соответствует скорости 17 миль/ч вверх, но ускорение силы тяжести затормозило бы ваше движение, замедляя вашу скорость. Если у вас достаточно высокая скорость, эффект (де)ускорения не сможет вас замедлить, пока вы не уйдете достаточно далеко от источника гравитации.

Итак, если бы вы могли поддерживать постоянную скорость 1 миль в час, вы определенно смогли бы покинуть Землю. Проблема в том, что потребуется постоянная тяга. Если вы едете со скоростью 11 км/с, вы можете просто расслабиться и наблюдать, как мир сжимается в зеркало заднего вида.

$\endgroup$

14

$\begingroup$

Я думаю, что если у вас есть двигатель (ракета/мотор), вы можете двигаться на любой скорости и избежать гравитации. Скорость убегания есть только у брошенных (проецируемых в космос) объектов, имеющих начальную скорость и не приводящихся в действие.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Скорость убегания – это скорость, с которой вы покинете Землю и не вернетесь , если не продолжите движение своего корабля . Ниже этой скорости гравитация будет тянуть вас вниз.

Если вы хотите, чтобы ваша ракета двигалась вертикально со скоростью 1 м/с в течение 100 000 секунд, вам потребуется неописуемо огромное количество топлива, потому что вы должны поддерживать достаточную тягу, чтобы компенсировать земное притяжение все это время .

Кроме того, просто пребывания в космосе недостаточно, чтобы удержать вас от падения на Землю, как обсуждалось во многих других вопросах и ответах здесь. У XKCD есть одно из наиболее доступных объяснений.

$\endgroup$

10

$\begingroup$

Ключевое отличие состоит в том, что «скорость убегания» — это скорость, с которой вам нужно подбросить камень прямо с поверхности Земли (без учета сопротивления воздуха), чтобы он вырвался из-под гравитационного влияния Земли. Это будет , движущийся по инерции на всем пути, всегда теряя скорость из-за гравитационного притяжения Земли.

Если, с другой стороны, у вас есть ракетный двигатель с достаточным количеством топлива, вы можете просто продолжать медленно подниматься (1 миля в час), что почти зависает, пока вы не выйдете в космос и гравитация Земли не будет подавлена Солнце, Юпитер и т. д. Вы можете продолжать дросселировать, чтобы поддерживать ту же скорость восхождения (гравитация уменьшается с расстоянием, и ракета несет меньше топлива), если хотите, или позволить ракете увеличить скорость.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Если вы не находитесь очень далеко от Земли, если вы удаляетесь только со скоростью 1 миля в час, гравитация Земли притянет вас обратно к Земле ( при условии, что у вас нет бесконечного запаса топлива для поддержания тяги в 1 милю в час ) . Так что вы правы, когда говорите

.

Это потому, что объект должен набрать определенную скорость, как только он достигнет орбиты, чтобы поддерживать эту высоту.

Представьте себе мяч, подброшенный в воздух, он начинает двигаться быстро, но когда он поднимается выше, он движется медленнее, чем останавливается и падает обратно. В какой-то момент он удаляется от Земли со скоростью 1 миля в час, но гравитация преодолевает этот импульс. Сопротивление воздуха оказывает некоторое влияние на мяч, но вы можете бросить его горизонтально гораздо дальше, чем вверх.

Гравитация действует почти так же на поверхности Земли, как и на высоте 1000 миль. Когда вы бросаете что-то горизонтально, оно падает на землю по дуге, притягиваемое гравитацией Земли. Если он движется достаточно быстро, кривизна Земли будет соответствовать дуге падающего объекта, это называется орбитальной скоростью, и объект не ударится о землю.

Редактировать 4 года спустя, чтобы подумать о солнечном парусе

Если бы у вас был почти бесконечный запас топлива, и вы продолжали бы удаляться от Земли со скоростью 1 миля в час, да, вы могли бы убежать. Вы можете сделать это с солнечным парусом. Есть несколько проблем с использованием паруса вблизи Земли, но если вы начнете с высокой стабильной орбиты, вы можете легко расширяться до побега. Следует отметить, что при использовании солнечного паруса по мере удаления от Земли ваша скорость будет увеличиваться, если только вы не понизите эффективность паруса. Другими словами, если вы начали с солнечного паруса, чтобы получить тягу 1 миля в час, вам нужно было бы работать, чтобы поддерживать эту скорость, иначе вы вскоре будете двигаться быстрее.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Глядя на это с другой стороны, рассмотрим концепцию гравитационных колодцев. Гравитационный колодец, конечно, не является «настоящим», физическим колодцем, но это часто используемая метафора для описания того, сколько энергии требуется, чтобы уйти от гравитационного эффекта тела, и она обеспечивает достаточно прямой способ отвечая на ваш вопрос. (Любители космоса, потерпите меня ниже; это задумано как объяснение, а не лекция по физике и астрономии университетского уровня.)

Если вы находитесь на дне или около дна гравитационного колодца (скажем, на поверхности Земли) и хотите выбраться из него, у вас есть два варианта. Либо очень быстро поднимайтесь на короткое расстояние (это подход, используемый для отрыва от поверхности Земли по причинам, указанным в других ответах), либо медленно поднимайтесь на гораздо большее расстояние (это работает, когда вы находитесь достаточно далеко от тела, образующего гравитацию, так что преобладающие гравитационные силы, действующие на вас, малы или пренебрежимо малы). Каждый взгляд на это представляет одно и то же: вы предоставляете некоторый вид энергии, обычно в виде топлива, которое используется, чтобы подняться на «бок» гравитационного колодца. Энергия, поступающая на вход, становится потенциальной по мере того, как вы поднимаетесь дальше от поверхности, и в какой-то момент ваша потенциальная энергия превышает гравитационное притяжение в той точке тела, которая образует гравитационный колодец; вы «продолжаете движение по касательной» и двигаетесь прямо от этой точки вперед, а не по кривой гравитационного колодца. Как только это произойдет, вы достигнете скорости убегания от этого тела.

Если вы не поднимаетесь достаточно далеко для своей скорости набора высоты в момент прекращения активного набора высоты, то, когда вы прекращаете набор высоты (допустим, вы не можете ни за что ухватиться, потому что в космосе не за что держаться) вы упадет обратно к телу, образующему гравитационный колодец, из которого вы пытаетесь выбраться; вы не достигли космической скорости.

Конечно, в любой точке обычно приходится бороться с несколькими гравитационными силами. Однако один из них проецирует на вас более сильную силу, чем другие; это концепция сферы влияния. Рядом с Землей (да, это определенно включает в себя низкую околоземную орбиту) доминирует земная гравитация; совершите путешествие к Луне, и ее гравитация будет проявлять большую силу, как только вы пройдете точку Лагранжа L1 системы Земля-Луна.

«Глубина» самотечной скважины часто определяется как ее выходная скорость в км/с или каким-либо другим удобным способом измерения скорости, измеренной на дне скважины. Следовательно, глубина земного гравитационного колодца составляет приблизительно 11,2 км/с, что является скоростью убегания на поверхности Земли. Википедия дает скорость убегания на высоте 9000 км над поверхностью Земли как 7,1 км / с, но, как мы видели в других ответах, достижение высоты 9000 км над самой поверхностью требует много энергии, что сводит на нет выигрыш от более низкой «абсолютной» скорость, необходимая для освобождения от земного притяжения.

$\endgroup$

$\begingroup$

, чтобы поддерживать скорость 1 миля в час достаточно долго, чтобы убежать, человек ускоряется примерно на 34 фута в секунду в секунду (1,46 фута в секунду над гравитацией) прямо вверх. Чтобы выбраться за пределы сферы холма (и в «солнечное пространство», а не в «земное пространство»), вам потребуется 107 лет непрерывного ускорения 1,05G.

Так что в теории да, но на практике delta-V делает это безумно дорого.

$\endgroup$

5

$\begingroup$

То, что каждый, кто привык думать о ракетах, считает само собой разумеющимся, но может быть интуитивно непонятно: Каждый грамм топлива, сожженного для противодействия гравитации, — это грамм топлива, потраченного впустую. Подумайте о худшем случае: парите над работающим ракетным двигателем, мощности которого достаточно, чтобы удержать вас на плаву. Вы сжигаете топливо, никуда не уходя. Ваше предложение идти куда-то со скоростью 1 м/с немного лучше, но ненамного.

Это приводит непосредственно к основным критериям эффективной стартовой траектории: Минимизируйте время разгона против силы тяжести, потому что вы можете достичь такого же ускорения плюс 9,81 м/с ² с тем же топливом при боковом ускорении! Как только у стартующей ракеты появится хоть какая-то скорость, она начнет максимально наклоняться вбок. В идеале он с самого начала ускорял бы перпендикулярно гравитации , т.е. после подъема на самолете-носителе или на магнитной подушке на небесном теле без атмосферы.

Теперь, если вы не хотите противодействовать гравитации по причинам, изложенным выше, вам нужна скорость, чтобы выйти из гравитации. Направление не имеет значения, если только оно не приведет вас к встречному курсу. Теоретически, когда вы находитесь в космосе (без сопротивления), вы можете двигаться по спирали с небольшим, но непрерывным тангенциальным ускорением и медленно покидать гравитацию Земли, никогда не достигая скорости 11,2 км/с. Я предполагаю, что это был бы жизнеспособный вариант для зонда, оборудованного фотонным двигателем, уже находящегося в космосе, если он изначально медленнее, чем скорость убегания. (Фотонный привод может работать долго, потому что энергия может транспортироваться или передаваться легче, чем реакционная масса .)

$\endgroup$

$\begingroup$

Да, можно. Именно так будет работать космический лифт — при условии, что вы используете систему отсчета с вращением Земли.

Подползая по тросу до геостационарной высоты, затем продолжая двигаться от Земли (но уже вниз по тросу), человек достигает точки, где его можно отпустить, а центробежная сила сделает все остальное.

$\endgroup$

Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Демистифицированные видео
  В «Демистификации» у «Британники» есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
  

Теория относительности. Кратко

Теория относительности — это физическая теория, в которой объединены пространство и время. С ее появлением стало ясно, что классическая механика Ньютона — только часть более обширной теории, объясняющей устройство мира, и выполняется лишь для скоростей, далеких от скорости света (около 300 000 км/с), для размеров, которые значительно превышают размеры атомов и молекул, и тогда, когда скорость распространения гравитации является бесконечной.

Мемориал Альберта Эйнштейна (1879—1955) в Вашингтоне

Существуют две теории относительности — специальная и общая. Специальная теория относительности (СТО) изучает процессы, при исследовании которых можно пренебречь полями тяготения; общая теория относительности представляет собой теорию гравитации и обобщает ньютоновскую физику.

Начало специальной теории относительности — это 1905 г., когда Альберт Эйнштейн опубликовал статью «К электродинамике движущихся тел». Эйнштейн предположил, что физические процессы, в том числе скорость света, не зависят от скорости движения наблюдателя.

Кротовая кора, или червоточина, — гипотетический «туннель» в пространстве, через который можно попадать в невообразимо отдаленные области. Его существование предполагает общая теория относительности

Эйнштейн объяснил, как следует интерпретировать движения различных инерциальных систем отсчета, то есть объектов, которые движутся относительно друг друга с постоянной скоростью. При этом ни один из них не принимается как абсолютная система отсчета. Возьмем, например, два корабля. Один из них движется, другой неподвижен относительно первого. Человек в движущемся корабле направляет луч света вертикально в потолок. Для человека, который находится в неподвижном корабле, свет будет направлен по диагонали и пройдет большее расстояние, пока не отразится от потолка. Следовательно, и время для пассажиров второго корабля окажется другим. Это эффект замедления времени.

Специальная теория относительности показывает также, что масса тела увеличивается с приближением скорости его движения к скорости света. А чем больше масса, тем большее ускорение требуется придать телу, чтобы оно продолжало двигаться. Если достигается скорость света, то масса тела становится бесконечной, как и его энергия.

Отсюда Эйнштейн вывел свою знаменитую формулу:

Е = mc²,

где Е—энергия, m — масса, c — скорость света.

Специальная теория относительности, объединив энергию и массу, расширила современную физику, в частности, физику элементарных частиц, и дала многое для развития науки.

Любое тело, обладающее массой, искривляет и деформирует пространство-время

Общую теорию относительности Эйнштейн предложил в 1915—1918 гг. Она развивает специальную теорию относительности и постулирует, что гравитационные эффекты обусловлены деформацией пространства-времени. Благодаря общей теории относительности оказалось возможным предсказать существование черных дыр, гравитационных волн и нейтронных звезд.

Основные принципы специальной теории относительности

1. Принцип относительности: физические процессы протекают одинаково в инерциальных системах отсчета, независимо от того, неподвижны ли системы или находятся в состоянии прямолинейного и равномерного движения относительно друг друга.
2. Принцип скорости света: скорость света в вакууме, измеренная в любой инерциальной системе отсчета, остается неизменной для всех наблюдателей, независимо от их скорости по отношению к источнику света.

Из второго принципа следует, что движение быстрее скорости света невозможно.

Формула специальной теории относительности, объединяющая энергию, массу и ускорение

Парадокс близнецов

Иногда парадоксом близнецов называется следующая ситуация. Существуют два брата-близнеца. Первый остается на Земле, второй улетает к далекой звезде со скоростью, близкой к скорости света. Из-за этого его часы должны сильно отстать, и он постареет меньше. Но это так и есть, и никакого парадокса на самом деле здесь нет. Настоящий парадокс в другом. Оставшийся брат двигается вместе с Землей, следовательно, часы должны отстать у него, и сильнее постареть должен космонавт. Так по-разному течет время или нет?

И где оно течет быстрее? Однако это противоречие можно разрешить. Брат-космонавт, который возвращается, должен изменить свою скорость, двигаться с ускорением. Значит, его система отсчета окажется неинерциальной.

А согласно специальной теории относительности, только инерциальные системы оказываются равноправными. Следовательно, системы космонавта и оставшегося на Земле брата неравноправны, несимметричны, и время у них будет течь по-разному, причем сильнее постареет оставшийся на Земле близнец.

Поделиться ссылкой

5. Общая теория относительности. Теория относительности для миллионов

5. Общая теория относительности

В начале гл. 2 мы указывали, что есть два пути обнаружить абсолютное движение: измерять движение по отношению к пучку света и использовать явление инерции, возникающее при ускорении предмета. Опыт Майкельсона — Морли показал, что первый путь непригоден. И специальная теория относительности Эйнштейна объяснила причину этого.

В этой главе мы возвращаемся ко второму методу: использованию явлений инерции как ключа к абсолютному движению.

Когда ускоряется космический корабль, космонавт внутри корабля гигантской силой прижимается к спинке своего кресла. Это обычное явление инерции, вызванное ускорением ракеты. Доказывает ли это явление, что ракета движется? Для доказательства относительности всех движений, включая и ускоренное движение, необходимо, чтобы и ракету можно было принять за неподвижную систему отсчета. В этом случае Земля и все космическое пространство должны будут казаться движущимися назад, прочь от ракеты. Но, посмотрев на создавшееся положение с этой точки зрения, можно ли объяснить силы, действующие на космонавта? Сила, которая прижимает его к креслу, показывает, без всякого сомнения, что движется ракета, а не космос.

Другой подходящий пример представляет вращающаяся Земля. Центробежная сила, инерционное явление, сопровождающее вращение, вызывает растяжение земного экватора, так что Земля сплющивается. Если всякое движение относительно, то нельзя ли принять Землю за неподвижную систему отсчета и считать космос вращающимся вокруг нее? Конечно, это можно вообразить, но что же тогда растягивает земной экватор? Это растяжение показывает, что вращается сама Земля, а не Вселенная. Кстати, астрономы не договорились еще, растягивают центробежные силы и сейчас экватор Земли или растяжение возникло в прошедшие геологические эпохи, когда вещество Земли было более пластичным, а теперь стало характерной чертой твердой Земли, чертой, которая сохранится, даже если прекратится вращение Земли. Все согласны, однако, что центробежная сила ответственна за это растяжение.

Цепь размышлений, приведших Ньютона к мысли о том, что движение не относительно, точно такая же. Он ссылался как на доказательство на тот факт, что во вращающемся вокруг вертикальной оси ведре центробежная сила искривляет поверхность воды и даже может привести к выплескиванию воды через край. Невозможно представить себе, что вращающаяся Вселенная может так влиять на воду, следовательно, утверждает Ньютон, необходимо признать, что вращение ведра абсолютно.

В течение десяти лет, последовавших за опубликованием специальной теории относительности, Эйнштейн размышлял над этой задачей. Большинство физиков не рассматривало ее как задачу вообще.

Почему бы, говорили они, равномерному движению не быть относительным (как это утверждает специальная теория относительности), а ускоренному — абсолютным? Такое положение дел Эйнштейна не удовлетворяло. Он чувствовал, что если равномерное, прямолинейное движение относительно, то таким же должно быть и ускоренное движение. Наконец, в 1916 г., через 11 лет после создания специальной теории относительности, он опубликовал свою общую теорию относительности. Эта теория названа общей, так как она является обобщением, расширением специальной теории. Она включает в себя специальную теорию как частный случай.

Общая теория является значительно более крупным научным достижением, чем специальная теория.

Если бы не Эйнштейн впервые сформулировал специальную теорию, то нет сомнения, что эта теория вскоре была бы создана другими физиками. Пуанкаре был одним из тех, кто почти вплотную подошел к ней. В своей замечательной речи, произнесенной в 1904 г., Пуанкаре предсказал возникновение «совершенно новой механики», в которой никакая скорость не может достигать скорости света, подобно тому, как никакая температура не может опуститься ниже абсолютного нуля. Будет установлен, говорил он, «принцип относительности, согласно которому законы физических явлений должны быть одинаковы, независимо от того, покоится наблюдатель или находится в равномерном и прямолинейном движении; у нас не будет способа различать, находимся мы в состоянии покоя или в таком движении». Пуанкаре не видел того решающего шага, который необходимо было сделать для выполнения этой программы, но интуитивно он понял сущность специальной теории. В то время Эйнштейн еще не сознавал, насколько мысли Пуанкаре, Лоренца и других были близки его собственным. Несколькими годами позже он чрезвычайно высоко оценил выдающийся вклад этих людей.

С общей теорией относительности положение совершенно отличное. Она была, по выражению Теллера, «прекрасной неожиданностью»; работой такой изумительной оригинальности, такой необычности, что она вызвала в научном мире нечто похожее на то, что произошло в танцевальных залах США, когда в 1962 г. в них вторгся новый танец, крик моды, твист. Эйнштейн изменил[3] древние ритмы танцев времени и пространства. В удивительно короткое время каждый физик или танцевал новый твист, не скрывая охватившего его ужаса перед ним, или жаловался на старость, мешающую научиться новому танцу. Если бы не родился Эйнштейн, то нет сомнения, что другие ученые дали бы физике такой же твист, но могло бы пройти столетие или больше, прежде чем это бы произошло. В истории науки немного основополагающих теорий, в такой степени являющихся делом рук одного человека.

«Ньютон, прости меня», — писал Эйнштейн в конце жизни. «В твое время ты нашел тот единственный путь, который был пределом возможного для человека величайшего ума и творческой силы». Это трогательная дань уважения гениальнейшего ученого нашего времени своему гениальному предшественнику.

Центральным стержнем общей теории Эйнштейна является то, что получило название принципа эквивалентности.

Принцип эквивалентности не что иное, как ошеломляющее утверждение (Ньютон счел бы Эйнштейна безумцем), что тяжесть и инерция одно и то же. Это не просто похожие явления. Тяжесть и инерция — два различных слова для одного и того же явления.

Эйнштейн был не первый ученый, которого поразило странное сходство между гравитационным и инерционными явлениями. Представим себе, что пушечное ядро и маленький деревянный шарик падают с одной и той же высоты. Допустим, что вес ядра в сто раз больше, чем вес деревянного шарика. Это означает, что на ядро действует сила тяжести, в сто раз большая, чем сила, действующая на деревянный шарик. Легко понять причину, по которой враги Галилея не могли поверить, что эти шарики достигнут Земли одновременно. Мы теперь, конечно, знаем, что если пренебречь сопротивлением воздуха, то шары будут падать бок о бок. Чтобы объяснить это явление, Ньютон должен был предположить нечто очень удивительное. В той же степени, с какой тяжесть тянет вниз ядро, инерция ядра, сопротивляемость силе, его сдерживает. Действительно, на ядро действует сила тяжести в сто раз большая, чем на деревянный шарик, но инерция сдерживает ядро ровно в сто раз сильнее!

Физики часто выражают это другими словами.

Сила тяжести, действующая на предмет, всегда пропорциональна инерционной массе этого предмета.

Бели предмет А вдвое тяжелее предмета Б, его инерция также вдвое больше. Вдвое большая сила необходима для ускорения предмета А до той же конечной скорости, что и у предмета Б. Если бы это было не так, то предметы разного веса падали бы с разными ускорениями.

Очень легко вообразить себе мир, в котором нет пропорциональности между этими силами (инерции и тяготения). И действительно, во времена от Аристотеля до Галилея ученые представляли себе мир именно таким! Мы очень хорошо чувствовали бы себя в таком мире. Изменились бы условия в падающем лифте, но ведь мы не часто в нем оказываемся.

Как бы там ни было, мы имеем счастье жить в мире, где эти две силы пропорциональны. Впервые это показал Галилей. Удивительно точные опыты, подтвердившие открытие Галилея, были выполнены около 1900 г. венгерским физиком бароном Роландом фон Этвешем. Наиболее точная всесторонняя проверка была сделана несколько лет назад группой ученых Принстонского университета. С той точностью, которой они могли достигнуть, гравитационная масса (вес) всегда оказывалась пропорциональной инертной массе.

Ньютон, конечно, знал об этой удивительной связи между тяжестью и инерцией, связи, которая заставляет все предметы падать с одинаковым ускорением, но он никак не мог это объяснить. Для него эта связь казалась необычайным совпадением. За счет такого совпадения можно использовать инерцию таким образом, что гравитационное поле будет возникать и исчезать. В первой главе было рассказа но об искусственном поле тяжести, которое может быть создано в космическом корабле тороидальной формы (в виде бублика) простым вращением корабля как колеса. Центробежная сила будет прижимать предметы к внешнему краю. Вращая корабль с определенной постоянной скоростью, можно получить внутри корабля поле сил инерции с таким же действием, как и поле тяжести Земли. Прогуливающийся космонавт будет чувствовать себя как бы на кривом полу. Брошенные предметы будут падать на этот пол.

Дым будет подниматься к потолку. Все явления будут такими же, как и в обычном поле тяжести. Для иллюстрации этого положения Эйнштейн предложил следующий мысленный эксперимент.

Вообразите в космосе лифт, двигающийся вверх с постоянно нарастающей скоростью. Если ускорение постоянно и в точности равно ускорению падающего на землю предмета, то человек внутри лифта будет чувствовать себя так же, как и в гравитационном поле, в точности равном земному. Этим способом можно не только промоделировать тяжесть, но и нейтрализовать ее. В падающем лифте, например, ускорение вниз полностью ликвидирует влияние тяжести внутри кабины. Состояние с g = 0 (отсутствие тяготения) существует внутри космического корабля все то время, пока он находится в состоянии свободного падения, т. е. когда он движется только под действием сил тяжести. Невесомость, которую ощущали советские и американские космонавты в полетах вокруг Земли, объясняется тем, что их корабли находились в состоянии свободного падения, обращаясь вокруг Земли. Все время, пока ракетные двигатели космического корабля выключены, внутри корабля будет состояние с g = 0.

Замечательное соответствие между тяжестью и инерцией оставалось иеобъясненным до тех пор, пока Эйнштейн не создал общую теорию относительности.

Как и в специальной теории относительности, он предложил наипростейшую, наиболее смелую гипотезу. Вспомните, в специальной теории относительности Эйнштейн предположил, что причина, по которой мы не замечаем эфирного ветра, состоит в том, что нет никакого эфирного ветра. В общей теории относительности он сказал: тяжесть и инерция кажутся одним и тем же потому, что они являются одним и тем же.

Неправильно говорить, что внутри свободно падающего лифта притяжение Земли нейтрализуется.

Тяготение не нейтрализуется, оно ликвидируется.

Тяготение действительно исчезает. Аналогично этому неправильно говорить, что тяготение во вращающемся космическом корабле или в поднимающемся с ускорением лифте моделируется. И в этом случае тяготение не моделируется, оно создается. Гравитационное поле, созданное этим способом, имеет иную математическую форму, чем гравитационные поля, окружающие большие небесные тела, например Землю, но тем не менее это обычное гравитационное поле.

Как и в специальной теории, математическое описание природы усложняется в общей теории, но окончательный результат оправдывает это усложнение.

Вместо двух различных сил оставлена только одна.

Более того, теория приводит к новым предсказаниям, которые могут быть проверены на опыте.

Принцип эквивалентности Эйнштейна — эквивалентности тяготения и инерции — дает возможность рассматривать все движения, в том числе и ускоренные, как относительные. Когда воображаемый лифт Эйнштейна с нарастающей скоростью движется в космосе, внутри него можно наблюдать явления инерции. Но теоретически лифт можно рассматривать как неподвижную, фиксированную систему отсчета.

Тогда вся Вселенная со всеми ее галактиками окажется движущейся вниз мимо лифта с нарастающей скоростью. Это ускоренное движение Вселенной создает гравитационное поле, которое заставляет все предметы в лифте прижиматься к полу. Можно сказать, что эти явления не инерционные, а гравитационные.

Но что же происходит в действительности? Движется лифт, и его движение создает инерционные явления, или движется Вселенная, создавая гравитационное поле? Это неправильный вопрос. Нет никакого «действительного», абсолютного движения. Существует лишь относительное движение лифта и Вселенной. Это относительное движение создает силовое поле, описываемое уравнениями поля общей теории.

Силовое поле может называться гравитационным или инерционным в зависимости от выбора системы отсчета. Если системой отсчета служит лифт, то поле называется гравитационным. Если же системой отсчета является космос, то поле называется инерционным. Инерция и тяготение — всего лишь два различных слова, примененных к одному и тому же явлению. Естественно, много проще и более удобно рассматривать Вселенную покоящейся. В этом случае никто не попытается назвать поле внутри лифта гравитационным. Общая теория относительности говорит, однако, что это поле может быть названо гравитационным, если выбрана подходящая система отсчета.

Ни один эксперимент, выполненный внутри этого лифта, не сможет доказать «ложность» такого представления.

Когда говорят, что наблюдатель внутри лифта не может сказать, является поле, прижимающее его к полу, инерционным или гравитационным, то это не означает, что он не может найти разницу между этим полем и гравитационным полем, окружающим большие количества вещества, скажем планету. Гравитационное поле вокруг Земли, например, обладает сферической симметрией и такое поле нельзя точно воспроизвести ускорением лифта в пространстве. Если два яблока разнести на метр, а затем сбросить с большой высоты на Землю, то, падая, они будут сближаться, так как каждое яблоко падает по прямой линии, направленной к центру Земли. В движущемся лифте, однако, все предметы падают по параллельным линиям. Это различие между двумя полями может быть найдено опытами внутри лифта, но этими опытами нельзя найти различия между инерцией и тяготением. В опытах можно различить только поля различной математической структуры.

Подобное положение возникает и на вращающейся Земле. Древний спор о том, вращается Земля или небеса вокруг нее (так думал Аристотель), оказывается не более чем спором о выборе самой простой системы отсчета. Конечно, наиболее удобно выбрать систему отсчета, связанную со Вселенной. Мы говорим, что относительно Вселенной Земля вращается и инерция сплющивает Землю, растягивая ее экватор.

Ничто, кроме неудобства, не мешает нам выбрать Землю в качестве фиксированной системы отсчета.

В последнем случае мы скажем, что космос вращается вокруг Земли, создавая гравитационное поле, воздействующее на ее экватор. И снова это поле будет иметь математически иную структуру, чем гравитационное поле вокруг планеты, и тем не менее оно справедливо может быть названо гравитационным.

Если мы выберем Землю за неподвижную систему отсчета, нам даже не придется изменять нашу повседневную речь. Мы говорим, что Солнце всходит по утрам и заходит вечером, что Большая Медведица вращается вокруг Полярной Звезды. Какая же точка зрения «правильна»? Вращаются небеса или вращается Земля? Этот вопрос лишен смысла. С тем же основанием официантка могла бы спросить клиента, желает он мороженое на пироге или пирог под мороженым.

Вообразите себе космос вскруженным некими «захватами» для каждого предмета в нем. (В гл. 7 рассматривается вопрос о происхождении этих захватов. ) Необычайность этих захватов состоит в том, что, пока предмет движется по Вселенной прямолинейно и равномерно, Вселенная не препятствует его движению. Но стоит только попытаться заставить предмет двигаться неравномерно (ускоренно), захват сожмется. Если за неподвижную систему отсчета принята Вселенная, то захват называется инерцией предмета, его сопротивляемостью изменению движения. Если за неподвижную систему отсчета принят предмет, захват называется тяготением, попыткой Вселенной сдержать неравномерное движение предмета относительно нее.

Часто общую теорию относительности резюмируют следующим образом. Ньютон разъяснил, что если наблюдатель находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения, то нет ни одного механического опыта, с помощью которого он мог бы отличить свое состояние от покоя. Специальная теория относительности распространила это заключение и на оптические опыты. Общая теория является следующим по порядку сообщением — обобщением специальной теории на неравномерное движение. Ни один эксперимент, говорит общая теория, какого бы вида он ни был, не поможет наблюдателю, в каком бы движении тот ни находился, равномерном или неравномерном, отличить свое состояние от состояния покоя.

Сущность общей теории относительности иногда формулируется и так: все законы природы инвариантны (одинаковы) для любого наблюдателя. Это означает, что независимо от того, как движется наблюдатель, он может описать все законы природы (как они ему представляются) одинаковыми математическими уравнениями. Он может быть ученым, работающим в земной лаборатории, или на Луне, или в огромном космическом корабле, медленно ускоряющемся на пути к далекой звезде. Общая теория относительности дает ему ряд уравнений, с помощью которых можно выразить все законы природы, прояв- ляющиеся в любом выполнимом эксперименте. Эти уравнения будут точными независимо от того, находится наблюдатель в покое или в равномерном либо ускоренном движении по отношению к любому другому предмету.

В следующей главе мы подробнее рассмотрим теорию тяготения Эйнштейна и ее связь с новым важным понятием, известным под названием пространства — времени.

4. Общая теория относительности

4. Общая теория относительности
Остановимся теперь в нескольких словах на общей теории относительности. Вначале теория относительности была создана Эйнштейном лишь для инерционных систем координат, т е. для систем координат, движущихся прямолинейно и равномерно

Общая теория относительности и ее экспериментальная проверка

Общая теория относительности и ее экспериментальная проверка
Общая теория относительности пытается сформулировать физические законы для всех систем координат. Фундаментальная проблема теории относительности есть проблема тяготения. Теория относительности сделала

«Спойлер арифметики» и общая теория относительности

«Спойлер арифметики» и общая теория относительности
В 1949 г. Эйнштейна обеспокоило открытие одного из его близких друзей и коллег, венского математика Курта Гёделя из Института перспективных исследований в Принстоне, где работал и Эйнштейн. Гёдель нашел внушающее

Теория относительности

Теория относительности
С изобретением прибора, названного масс-спектрографом появилась возможность измерить массу отдельных атомных ядер с такой точностью, чтобы обнаружить несостоятельность закона сохранения массы. Прибор был сконструирован английским физиком

Глава 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Глава 1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Какими бы ни были воспоминания о школьных годах, в них всегда есть одна общая деталь: в каждом классе всегда находилась горстка детей — самых «крутых», — пылающих неутолимой страстью высмеивать все и вся вокруг. Вот почему

12.

Теория относительности — тормоз в науке

12. Теория относительности — тормоз в науке
Изложение теории относительности всегда отличалось и отличается запутанностью, неясностью, разъяснением второстепенных, не имеющих отношения к существу дела деталей. Поддерживается миф о том, что смысл теории недоступен

Глава 5 Специальная теория относительности

Глава 5
Специальная теория относительности
Установив исходные факты, мы начнем строить, основываясь на них, нашу теорию и попытаемся определить, какие моменты в данном деле можно считать узловыми.
Конан Дойль «Записки Шерлока Холмса»
Принципы построения
Попытки решить

Глава 6 Общая теория относительности

Глава 6
Общая теория относительности
Каждый из магов имеет свой предел… [они] могут, скажем, останавливать время, но только в римановом пространстве и ненадолго.
Аркадий Стругацкий, Борис Стругацкий «Понедельник начинается в субботу»
Предпосылки построения ОТО
Наконец,

4. Специальная теория относительности. Часть II

4. Специальная теория относительности. Часть II
Длина и время, как было показано в предыдущей главе, являются относительными понятиями.Если один космический корабль пролетает мимо другого с постоянной скоростью, то наблюдатели на каждом из кораблей найдут, что

5. Общая теория относительности

5. Общая теория относительности
В начале гл. 2 мы указывали, что есть два пути обнаружить абсолютное движение: измерять движение по отношению к пучку света и использовать явление инерции, возникающее при ускорении предмета. Опыт Майкельсона — Морли показал, что первый

Теория относительности

Теория относительности
Теория относительности, которая произвела революцию в наших представлениях о времени и пространстве, и которая приводит к очень важным следствиям, до 1918 г. (до конца конец Первой мировой войны) оставалась неизвестной широким кругам, за исключением

Глава 1 Специальная теория относительности

Глава 1
Специальная теория относительности
Что будет, если посмотреть на себя в зеркало, когда путешествуешь со скоростью света?
Какими бы ни были воспоминания о школьных годах, в них всегда есть одна общая деталь: в каждом классе всегда находилась горстка детей – самых

Краткий очерк развития теории относительности

[Перевод д-ра Роберта У. Лоусона.] ЕСТЬ что-то привлекательное в представлении эволюции последовательности идей в как можно более краткой форме, и все же с полнота, достаточная для сохранения на протяжении всей непрерывности развития. Мы попытаемся сделать это для теории относительности и показать, что все восхождение состоит из маленьких, почти самоочевидных шагов мысли.

Все развитие начинается с идеи Фарадея и Максвелла, согласно которой все физические процессы предполагают непрерывное действие (в отличие от действия на расстоянии), или, говоря языком математики, они выражаются уравнениями в частных производных. Максвеллу удалось это сделать для электромагнитных процессов в покоящихся телах посредством представления о магнитном действии вакуумного тока смещения вместе с постулатом об идентичности природы электродинамических полей, создаваемых индукцией, и электростатическое поле.

Распространение электродинамики на случай движущихся тел выпало на долю преемников Максвелла. Г. Герц пытался решить проблему, приписывая пустому пространству (эфиру) физические свойства, весьма сходные с теми, которыми обладает весомая материя; в частности, подобно весомой материи, эфир должен иметь в каждой точке определенную скорость. Как и в покоящихся телах, электромагнитная или магнитоэлектрическая индукция должна определяться скоростью изменения электрического или магнитного потока соответственно при условии, что эти скорости изменения относятся к поверхностным элементам, движущимся вместе с телом. Но теории Герца противостоял фундаментальный опыт Физо по распространению света в текущих жидкостях. Наиболее очевидное распространение теории Максвелла на случай движущихся тел было несовместимо с результатами эксперимента.

В этот момент на помощь пришел Г. А. Лоренц. Ввиду своей безоговорочной приверженности атомной теории материи Лоренц чувствовал себя неспособным рассматривать последнюю как вместилище непрерывных электромагнитных полей. Таким образом, он представлял эти поля как состояния æ, которые считались непрерывными. Лоренц считал æ внутренне независимым от материи как с механической, так и с физической точки зрения. æ не принимали участия в движениях материи, и взаимность между æ и материей можно было предполагать лишь постольку, поскольку последняя считалась носителем присоединенных электрических зарядов. Великая ценность теории Лоренца заключалась в том, что вся электродинамика покоящихся и движущихся тел сводилась к уравнениям Максвелла пустого пространства. Эта теория не только превзошла теорию Герца с методической точки зрения, но и с ее помощью Г. А. Лоренцу удалось также выдающимся образом объяснить экспериментальные факты.

Теория оказалась неудовлетворительной только в одном принципиально важном пункте. Оказалось, что она отдает предпочтение одной системе координат определенного состояния движения (в покое относительно æ) всем другим системам координат в движении по отношению к этой. В этом отношении теория, казалось, находилась в прямом противоречии с классической механикой, в которой все инерциальные системы, находящиеся в равномерном движении относительно друг друга, в равной степени оправданы как системы координат (специальный принцип относительности). В связи с этим весь опыт в области электродинамики (в частности опыт Майкельсона) поддерживал идею эквивалентности всех инерциальных систем 9 .0011, т.е. , было в пользу специального принципа относительности.

Специальная теория относительности обязана своим происхождением этой трудности, которая из-за ее фундаментального характера считалась невыносимой. Эта теория возникла как ответ на вопрос: действительно ли специальный принцип относительности противоречит уравнениям поля Максвелла для пустого пространства? Ответ на этот вопрос оказался утвердительным. В самом деле, если эти уравнения справедливы по отношению к системе координат К и мы вводим новую систему координат К’ в соответствии с — по всей видимости, легко устанавливаемыми — уравнениями преобразования

K j

xf=x —

,~~y KПреобразование Галилея),? -? j J

, то уравнения поля Максвелла больше не действуют в новых координатах ( x′ y′, z′, t′ ). Но внешность обманчива. Более тщательный анализ физического значения пространства и времени сделал очевидным, что преобразование Галилея основано на произвольных предположениях и, в частности, на предположении, что утверждение об одновременности имеет смысл, не зависящий от состояния движения системы. используемых координат. Было показано, что уравнения поля для vacuo удовлетворяют специальному принципу относительности при условии, что мы используем приведенные ниже уравнения преобразования:

(преобразование Лоренца).

В? — v2lc

В этих уравнениях x, y, z представляют собой координаты, измеренные с помощью мерных стержней, которые находятся в состоянии покоя относительно системы координат, а t представляет собой время, измеренное соответствующим образом отрегулированными часами. одинаковой конструкции, находящиеся в состоянии покоя.

Теперь, чтобы мог выполняться специальный принцип относительности, необходимо, чтобы все уравнения физики не изменяли своей формы при переходе от одной инерциальной системы к другой, когда мы используем преобразование Лоренца для вычисления это изменение. Говоря языком математики, все системы уравнений, выражающие физические законы, должны быть ковариантны по отношению к преобразованию Лоренца. Таким образом, с точки зрения метода специальный принцип относительности сравним с принципом Карно о невозможности вечного двигателя второго рода, ибо, как и последний, он дает нам общее условие, которому должны удовлетворять все законы природы. .

Позднее Г. Минковски нашел особенно элегантное и выразительное выражение для этого условия ковариантности, которое выявляет формальную связь между евклидовой геометрией трех измерений и пространственно-временным континуумом физики.

Евклидова геометрия трех измерений.

Для двух соседних точек в пространстве существует числовая мера (расстояние ds ), которая соответствует уравнению

DS ² = DX ₁ ² + DX ₂ ² + DX _{3 .}

Не зависит от выбранной системы координат и может быть измерена с помощью единичной измерительной рейки.

Допустимые преобразования имеют такой характер, что выражение для ds ² является инвариантным, т. е. допустимы линейные ортогональные преобразования.

По отношению к этим преобразованиям законы евклидовой геометрии инвариантны.

Специальная теория относительности.

Двум соседним точкам пространства-времени (точечным событиям) соответствует числовая мера (расстояние ds ), которая удовлетворяет уравнению + дх ₃ ² + дх ₄ ² .

Он не зависит от выбранной инерциальной системы и может быть измерен с помощью измерительного стержня и стандартных часов. x ₁ , x ₂ , x ₃ — здесь прямоугольные координаты, а 4=VTcf — это время, умноженное на воображаемую единицу и на скорость света.

Допустимые преобразования имеют такой характер, что выражение для ds ² является инвариантным, т. е. допустимы те линейные ортогональные замены, которые сохраняют видимость реальности x ₂ , x ₃ , x 0 4 , x ₃ Эти замены являются преобразованиями Лоренца.

По отношению к этим преобразованиям законы физики инвариантны.

Отсюда следует, что по своей роли в уравнениях физики, хотя и не по своему физическому значению, время эквивалентно пространственным координатам (независимо от отношений действительности). С этой точки зрения физика есть как бы евклидова геометрия четырех измерений или, вернее, статика в четырехмерном евклидовом континууме.

Развитие специальной теории относительности состоит из двух основных этапов, а именно: адаптации «метрики» пространства-времени к электродинамике Максвелла и адаптации остальной физики к этой измененной «метрике пространства-времени». .» Первый из этих процессов дает относительность одновременности, влияние движения на измерительные стержни и часы, модификацию кинематики и, в частности, новую теорему сложения скоростей. Второй процесс дает нам модификацию закона движения Ньютона для больших скоростей, а также информацию фундаментального значения о природе инертной массы.

Выяснилось, что инерция не является фундаментальным свойством материи и даже непреодолимой величиной, а является свойством энергии. Если телу сообщить некоторое количество энергии, инерционная масса тела увеличится на величину E/ c ² , где c — скорость света в вакууме . С другой стороны, тело массой м следует рассматривать как запас энергии величиной мс ² .

Кроме того, вскоре оказалось невозможным естественным образом связать науку о гравитации со специальной теорией относительности. В связи с этим меня поразил тот факт, что сила тяготения обладает фундаментальным свойством, отличающим ее от электромагнитных сил. Все тела падают в поле тяготения с одинаковым ускорением, или — что является лишь другой формулировкой того же факта — гравитационная и инертная массы тела численно равны друг другу. Это числовое равенство предполагает тождество в характере. Могут ли гравитация и инерция быть идентичными? Этот вопрос ведет непосредственно к общей теории относительности. Не могу ли я считать Землю свободной от вращения, если я представляю себе центробежную силу, действующую на все тела, покоящиеся относительно Земли, как «реальное» поле тяготения или как часть такого поля? поле? Если эту идею удастся осуществить, то мы действительно докажем тождество тяготения и инерции. Для того же свойства, которое рассматривается как инерция с точки зрения системы, не участвующей во вращении, может быть интерпретирована как гравитация , если рассматривать ее по отношению к системе, разделяющей вращение. По Ньютону, такая интерпретация невозможна, так как по закону Ньютона центробежное поле нельзя рассматривать как создаваемое материей, и потому что в теории Ньютона нет места «реальному» полю типа «поля Кориолиса». Но, может быть, закон поля Ньютона можно было бы заменить другим, согласующимся с полем, справедливым по отношению к «вращающейся» системе координат? Мое убеждение в тождестве инертной и гравитационной масс вызвало во мне чувство абсолютной уверенности в правильности этой интерпретации. В связи с этим меня воодушевила следующая идея. Мы знакомы с «кажущимися» полями, действующими по отношению к системам координат, обладающим произвольным движением по отношению к инерциальной системе. С помощью этих специальных полей мы должны быть в состоянии изучить закон, которому вообще удовлетворяют поля тяготения. В связи с этим нам придется принять во внимание, что весомые массы будут определяющим фактором в создании поля или, согласно основному результату специальной теории относительности, плотности энергии — величине, имеющей трансформационный характер тензора.

С другой стороны, соображения, основанные на метрических результатах специальной теории относительности, привели к тому, что евклидовы метрики уже не могут быть справедливы по отношению к ускоренным системам координат. Хотя это задержало развитие теории на несколько лет, эта огромная трудность была смягчена нашим знанием того, что евклидовы метрики справедливы для малых областей. Вследствие этого величина ds , которая до сих пор физически определялась в специальной теории относительности, сохранила свое значение и в общей теории относительности. Но сами координаты утратили свое прямое значение и выродились просто в числа, лишенные физического смысла, единственным назначением которых была нумерация точек пространства-времени. Таким образом, в общей теории относительности координаты выполняют ту же функцию, что и гауссовы координаты в теории поверхностей. Неизбежным следствием предыдущего является то, что в таких общих координатах измеримая величина ds должна иметь возможность представления в виде0003

ds2 =2

где символы gu _v являются функциями пространственно-временных координат. Из вышеизложенного также следует, что характер пространственно-временной вариации факторов gu _v определяет, с одной стороны, пространственно-временную метрику, а с другой — гравитационное поле, управляющее механическим поведением материальных точек. .

Закон гравитационного поля определяется главным образом следующими условиями: во-первых, он справедлив при произвольном выборе системы координат; во-вторых, он должен определяться тензором энергии материи; в-третьих, он не должен содержать высших дифференциальных коэффициентов факторов gu _v чем второй, и должен быть линейным в этих. Таким образом был получен закон, который, хотя и принципиально отличался от закона Ньютона, но настолько точно соответствовал последнему в выводах, которые из него вытекали, что можно было найти лишь очень немного критериев, на которых теория могла быть решительно проверена на опыте.

Ниже перечислены некоторые важные вопросы, ожидающие решения в настоящее время. Действительно ли электрические и гравитационные поля настолько различны по своему характеру, что нет формальной единицы, к которой их можно было бы свести? Играют ли гравитационные поля какую-то роль в строении материи и следует ли рассматривать континуум внутри атомного ядра как существенно неевклидову? Последний вопрос относится к космологической проблеме. Следует ли сводить инерцию к взаимодействию с удаленными массами? И в связи с последним: конечна ли пространственная протяженность Вселенной? В этом мое мнение расходится с мнением Эддингтона. У Маха я чувствую, что утвердительный ответ необходим, но пока ничего нельзя доказать. Только после того, как будет проведено динамическое исследование больших систем неподвижных звезд с точки зрения границ применимости ньютоновского закона тяготения для огромных областей пространства, возможно, будет возможно получить в конце концов точную основу для решения этого увлекательного вопроса.

Общая теория относительности | Относительность: очень краткое введение

Фильтр поиска панели навигации

Oxford AcademicRelativity: A Very Short IntroductionVery Short IntroductionsCosmologyRelativity and GravitationBooksJournals
Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

Oxford AcademicRelativity: A Very Short IntroductionVery Short IntroductionsCosmologyRelativity and GravitationBooksJournals
Термин поиска на микросайте

Расширенный поиск

• 
  Иконка Цитировать
  
  Цитировать

• Разрешения

• Делиться

  • Твиттер
  • Подробнее

CITE

Stannard, Russell,

‘General Relativity’

,

Относительность относительности: очень короткое введение

, очень короткие введения

(

Oxford,

8 Oxford Academic

, 24 сентября 2013 г.

), https://doi.org/10.1093/actrade/9780199236220.003.0002,

по состоянию на 29 декабря 2022 г.

Выберите формат
Выберите format.ris (Mendeley, Papers, Zotero).enw (EndNote).bibtex (BibTex).txt (Medlars, RefWorks)

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

Oxford AcademicRelativity: A Very Short IntroductionVery Short IntroductionsCosmologyRelativity and GravitationBooksJournals
Термин поиска мобильного микросайта

Закрыть

Фильтр поиска панели навигации

Oxford AcademicRelativity: A Very Short IntroductionVery Short IntroductionsCosmologyRelativity and GravitationBooksJournals
Термин поиска на микросайте

Advanced Search

Abstract

«Общая теория относительности» объясняет общую теорию относительности Эйнштейна, которая включает гравитацию и ускорение в специальную теорию относительности. Галилей открыл универсальность свободного падения, а Эйнштейн объяснил это явление, используя принцип эквивалентности, который гласит, что любое поведение под действием гравитации идентично поведению под ускорением. Принцип эквивалентности позволяет легко предсказать влияние гравитации в задачах специальной теории относительности, например, в парадоксе близнецов. Эффекты гравитационных полей также искривляют свет, вызывая гравитационное линзирование. Эйнштейн утверждал, что вблизи гравитирующих тел пространство, а значит, и время искажаются. Это означает, что материя — и свет — больше не движутся по прямой линии, а по геодезической кривой. Эта кривизна обычно конечна. Однако если масса конденсируется в область нулевого объема и бесконечной плотности, кривизна становится бесконечной, и образуется черная дыра. Общая теория относительности может предсказать существование гравитационных волн, которые, как наблюдалось, исходят от квазаров. Как эта теория применима ко Вселенной? Космологический принцип гласит, что пространство может быть либо плоским, либо иметь отрицательную или положительную кривизну. Универсальная кривизна возникает из-за плотности энергии, но видимой материи недостаточно, чтобы вызвать наблюдаемую нами кривизну. Это указывает на существование темной материи и темной энергии.

Ключевые слова:
черная дыра, космологический принцип, темная энергия, гравитационные волны, теория относительности, парадокс близнецов

Предмет

Относительность и гравитационная космология

Серия

Краткие введения

В настоящее время у вас нет доступа к этой главе.

Войти

Получить помощь с доступом

Получить помощь с доступом

Доступ для учреждений

Доступ к контенту в Oxford Academic часто предоставляется посредством институциональных подписок и покупок. Если вы являетесь членом учреждения с активной учетной записью, вы можете получить доступ к контенту одним из следующих способов:

Доступ на основе IP

Как правило, доступ предоставляется через институциональную сеть к диапазону IP-адресов. Эта аутентификация происходит автоматически, и невозможно выйти из учетной записи с IP-аутентификацией.

Войдите через свое учреждение

Выберите этот вариант, чтобы получить удаленный доступ за пределами вашего учреждения. Технология Shibboleth/Open Athens используется для обеспечения единого входа между веб-сайтом вашего учебного заведения и Oxford Academic.

1. Нажмите Войти через свое учреждение.
2. Выберите свое учреждение из предоставленного списка, после чего вы перейдете на веб-сайт вашего учреждения для входа в систему.
3. Находясь на сайте учреждения, используйте учетные данные, предоставленные вашим учреждением. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
4. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

Если вашего учреждения нет в списке или вы не можете войти на веб-сайт своего учреждения, обратитесь к своему библиотекарю или администратору.

Войти с помощью читательского билета

Введите номер своего читательского билета, чтобы войти в систему. Если вы не можете войти в систему, обратитесь к своему библиотекарю.

Члены общества

Доступ члена общества к журналу достигается одним из следующих способов:

Вход через сайт сообщества

Многие общества предлагают единый вход между веб-сайтом общества и Oxford Academic. Если вы видите «Войти через сайт сообщества» на панели входа в журнале:

1. Щелкните Войти через сайт сообщества.
2. При посещении сайта общества используйте учетные данные, предоставленные этим обществом. Не используйте личную учетную запись Oxford Academic.
3. После успешного входа вы вернетесь в Oxford Academic.

Если у вас нет учетной записи сообщества или вы забыли свое имя пользователя или пароль, обратитесь в свое общество.

Вход через личный кабинет

Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам. Смотри ниже.

Личный кабинет

Личную учетную запись можно использовать для получения оповещений по электронной почте, сохранения результатов поиска, покупки контента и активации подписок.

Некоторые общества используют личные аккаунты Oxford Academic для предоставления доступа своим членам.

Просмотр учетных записей, вошедших в систему

Щелкните значок учетной записи в правом верхнем углу, чтобы:

• Просмотр вашей личной учетной записи, в которой выполнен вход, и доступ к функциям управления учетной записью.
• Просмотр институциональных учетных записей, предоставляющих доступ.

Выполнен вход, но нет доступа к содержимому

Oxford Academic предлагает широкий ассортимент продукции.

Что на самом деле написал Стивен Хокинг о Боге в своей новой книге?

Сообщение, что известный физик Стивен Хокинг в своей новой книге утверждает, что Бог не создавал Вселенную, вовсе не является сенсацией, как это преподнесли СМИ, заявил главный редактор научно-популярного журнала New Scientist Роджер Хайфилд. Российские ученые в интервью «Газете.Ru» рассказали о Стивене Хокинге и объяснили позицию научного сообщества по вопросу существования Бога.

Накануне огромное количество британских газет и электронных СМИ бурно сообщали о том, что Бога не существует. Это утверждение, как гласили соответствующие новости, содержится в новой книге известного британского физика Стивена Хокинга «Великий замысел», написанной в соавторстве с американским ученым Леонардом Млодиновым. В книге, которая выходит в свет только 9 сентября, Хокинг опровергает утверждение Исаака Ньютона о том, что Вселенная не могла возникнуть из хаоса. По его словам, Большой взрыв, повлекший за собой возникновение Вселенной, является следствием работы физических законов, а вовсе не уникальным совпадением, произошедшим благодаря стечению фантастических обстоятельств.

Практически все сообщения содержали в себе утверждение, что Хокинг изменил свою точку зрения, так как в книге «Краткая история времени» он допускал место Бога в создании всего сущего.

«Если мы откроем универсальную теорию, это станет абсолютным триумфом человеческой мысли, потому что в этом случае мы узнаем, что такое разум Бога», — писал тогда ученый.

Но на самом деле позиция Хокинга по вопросу существования Бога осталась неизменной, утверждает главный редактор научно-популярного британского журнала New Scientist Роджер Хайфилд. «Хокинг всегда смотрел на Бога в переносном смысле, во многом так же, как и Альберт Эйнштейн, — говорит Хайфилд. — «Бог не играет в кости со Вселенной», — остроумно заявлял Эйнштейн, который также говорил: «Я хочу знать, как Бог создал мир». Но эти слова не означают, что Эйнштейн был религиозен. Он отмечал, что «идея личного Бога — это антропологическая концепция, которую я не могу принимать всерьез». И когда его спросили, верит ли он в Бога, Эйнштейн ответил: «Я верю в Бога Спинозы, который проявляет себя в упорядоченной гармонии того, что существует, а не в Бога, который заботится о судьбе и деятельности человека»».

«В 2001 году, когда я брал интервью у Хокинга, он сделал дополнительное замечание, подчеркивая, что не религиозен, — продолжает Хайфилд. — Если вы верите в науку, как я, то вы верите, что есть определенные законы, которые всегда выполнялись. Если вам хочется, вы можете сказать, что эти законы являются работой Бога, но это будет скорее определением того, что есть Бог, чем доказательством его существования».

Хайфилд сообщает, что в новой книге Хокинг описывает M-теорию, которая, вероятно, может ответить на вопросы создания Вселенной.

«В соответствии с M-теорией, наша Вселенная не единственная. M-теория предсказывает, что очень многие миры были созданы из ничего. Их создание не требует вмешательства сверхъестественного существа или Бога», — цитирует Хайфилд новую книгу Хокинга.

Агония чёрной дыры

Земные радиотелескопы зарегистрировали сверхмощный импульс радиоволн из глубины Вселенной. По мнению…

08 октября 18:24

На просьбу корреспондента «Газеты. Ru» прокомментировать новость под названием «Хокинг: Бог не создавал Вселенную» старший научный сотрудник ГАИШ МГУ, член редколлегии газеты «Троицкий вариант» Сергей Попов ответил: «Я бы сказал, что наука исходит из рабочей гипотезы, что Вселенная с некоторого достаточно раннего момента развивается по объективным законам, и эта гипотеза не встречает непреодолимых препятствий. Не читая книгу, трудно ее комментировать, но, судя по новостям, позиция Хокинга не сильно отличается от лапласовского высказывания: «Я в этой гипотезе не нуждаюсь».

Однако переход от «в этой гипотезе не нуждаюсь» к «эта гипотеза неверна» требует серьезной аргументации или веры. Сейчас, без прочтения книги, мне трудно говорить о том, действительно ли Хокинг делает такой переход и если делает, то чем его аргументирует».

«Есть научное сообщество. Это люди, и у каждого может быть свое мнение, — считает научный сотрудник ГАИШ МГУ Вячеслав Журавлев. — Если стараться говорить аккуратно, то я лично считаю, что на вопрос, есть Бог или нет, наука, по крайней мере сейчас (и надеюсь, что никогда потом), не может дать объективного ответа, который бы следовал из (пускай) самой фундаментальной физической теории, являющейся единым описанием (пускай) огромнейшего числа повторяющихся и твердо установленных физических явлений. Это такой вопрос, при точном ответе на который хоть положительно (да, Бог есть), хоть отрицательно (нет, Бога нет) вы, как это сильно ни прозвучит, сами становитесь Богом. Определив, что он, допустим, есть, вы уже будете, скорее всего, знать, где он есть, в какой форме он есть, будете знать, какие у него цели, чем Бог отличается от материи, что волен делать и т. п.

Точно же определив, что его нет, вы вынесете вердикт, что знаете абсолютно все об окружающем мире. Потому что не будет больше необъяснимых сущностей, за которыми может скрываться Бог.

Не будет больше метафизики, одним словом, — и наука станет мертва в то же мгновение. Не нужно будет больше писать научных статей, не говоря уже обо всем остальном».

Микеланджело добавил Богу мозгов в шею

Гений эпохи Возрождения Микеланджело Буонарроти зашифровал в одной из фресок «Сикстинской капеллы»…

23 июня 16:01

Говоря о Стивене Хокинге, нельзя не напомнить, что в молодом возрасте у него стали проявляться признаки бокового амиотрофического склероза, которые в итоге привели к параличу. Вот уже несколько десятилетий Хокинг прикован к инвалидному креслу, у него двигается только указательный палец правой руки, которым он управляет своим креслом и специальным компьютером, который за него говорит.

«Хокинг безусловно является уважаемым и авторитетным ученым, — говорит Сергей Попов. — Также безусловно, что в восприятии личности Хокинга большую роль играют обстоятельства его жизни.

Не восхищаться им невозможно, даже если человек не разделяет какие-то его взгляды (научные или философские).

Популярность имеет положительные и отрицательные стороны. Но, оставляя даже в стороне тот, вообще говоря, не могущий не радовать факт, что благодаря популярности жизнь Хокинга, надеюсь, становилась и становится менее тяжелой (как просто из-за того, что гонорары позволяют обеспечивать более качественное медицинское обслуживание, так и из-за того, что, напомню, первые дорогие приборы, помогающие Хокингу, были ему подарены разработчиками, благодаря его научным и популяризаторским успехам), я бы сказал, что науке повезло с таким символом, и мы должны быть признательны Хокингу за его работу и жизнь».

Факты из жизни и научный вклад популяризатора науки Стивена Хокинга

Умер Стивен Хокинг последний великий мечтатель. Британский физик – теоретик скончался в среду 14 марта в возрасте 76 лет. Ученый большую часть жизни провел в инвалидном кресле. Широко известный как популяризатор науки в последнее годы уделял внимание таким проблемам человечества как: глобальное потепление, состояние окружающей среды и социальное неравенство.

Что Хокинг вписал в учебники по физике.

Хокинг известен большинству своими научно-популярными книгами («Краткая история времени», «Вселенная в ореховой скорлупе»), однако, в первую очередь он был выдающимся физиком-теоретиком. Как говорил сам Хокинг: «Я надеюсь, меня запомнят за работы по физике черных дыр и происхождению Вселенной, а не за то, что я появился в Симпсонах». Вот те научные результаты, благодаря которым имя Стивена Хокинга навсегда останется в учебниках физики.

В 24 года Хокинг защитил докторскую по теме «Свойства расширяющихся вселенных» (Properties of expanding universes), указав на то, что наша Вселенная могла возникнуть из сингулярности — области пространства, плотность материи в которой бесконечна. В последующие десятилетия Хокинг написал еще ряд прорывных работ совместно с такими именитыми физиками как Роджер Пенроуз и Эндрю Строминджер. Они посвящены в основном двум темам: квантовой физике и термодинамике вблизи черных дыр, и эволюции Вселенной и различных ее частей в рамках общей теории относительности.

Неизбежная сингулярность

Когда Хокинг учился в аспирантуре Кембриджа, существовало две основных теории развития Вселенной: теория Большого Взрыва и теория Стационарной Вселенной. С первой из них мы хорошо знакомы, вторая предполагает, что по мере расширения между галактиками создается новая материя и плотность Вселенной остается в среднем постоянной во времени. Примерно в то же время Роджер Пенроуз математически показал, что при коллапсе массивных звезд образуются сингулярности — позже их начали называть черными дырами.

Хокинг применил разработанные Пенроузом математические методы (развернув их во времени) для того, чтобы показать, что в начале расширяющейся Вселенной обязательно должна быть сингулярность — такая же, как и в черных дырах. Получалось, что если взять за основу различные расширяющиеся вселенные, то Большой Взрыв оказывался их универсальным свойством. Позднее Стивен Хокинг разработал более сложный математический аппарат, чтобы показать, что сингулярности типа «больших взрывов» возникают в широком круге явлений, описываемых ОТО. Вместе Пенроуз и Хокинг создали целый набор теорем о сингулярности, который сейчас носит их имя.

Эти теоремы указали на существенные ограничения общей теории относительности. Сингулярности возникали при коллапсе звезд, рядом со сверхмассивными объектами, при Большом взрыве.

Утечка из черных дыр

Затем Стивен Хокинг обратил внимание на сами свойства черных дыр. Вместе с Джеймсом Бардином (сыном Джона Бардина, соавтора знаменитого механизма сверхпроводимости БКШ (Теория Бардина, Купера, Шриффера) и первооткрывателя полупроводникового диода) ученый обнаружил любопытные взаимосвязи между классической термодинамикой и физикой этих сверхплотных объектов. Так, площадь поверхности черных дыр оказалась аналогичной энтропии, а ускорение свободного падения — аналогом температуры. Выходило, что «аналог» температуры черных дыр был не нулевым, что несколько противоречило здравому смыслу.

Один из самых известных своих результатов Хокинг получил позднее — исследуя квантовые эффекты вблизи черных дыр. В 1974 году физик опубликовал статью в журнале Nature, озаглавленную «Черные дыры взрываются?». Она посвящена тому, что любая черная дыра — вращающаяся или неподвижная — испускает некоторое тепловое излучение. Этот результат парадоксален — главная особенность черных дыр состоит в том, что даже свет не может покинуть их горизонт событий (он испытывает бесконечное красное смещение). А значит, с точки зрения классической физики, черная дыра должна поглощать материю, и ничего не испускать. Стивен Хокинг показал, что с позиции квантовой теории поля ситуация радикально меняется. Огромная гравитация вблизи горизонта событий меняет свойства вакуума, и в нем рождаются пары частиц, способных покинуть черную дыру.

Как оказалось, температура этого излучения напрямую зависит лишь от размеров черной дыры: чем больше дыра, тем меньше температура. Например, для черной дыры с массой Солнца она составляет десятимиллионные доли кельвина. Вспомнив о том, что излучение, как и всякая энергия, можно перевести в массу окажется, что у черных дыр ограничено время жизни. И если в ранней Вселенной появлялись черные дыры с массой до 10¹⁵ грамм, то к сегодняшнему дню они бы полностью испарились. Кстати, в последние мгновения жизни черные дыры должны становиться чрезвычайно горячими и за последние 0,1 секунды они будут выделять то же количество энергии, что и миллион мегатонных бомб.

Годом позже физик сформулировал так называемый информационный парадокс, связанный с излучением черных дыр. Дело в том, что тепловой характер излучения совершенно не зависит от того, из чего состоит черная дыра. С точки зрения квантовой теории такая принципиальная невозможность восстановить информацию — очень плохая ситуация, в которой наука начинает терять предсказательную силу.

Особенности инфляции

Дальнейший интерес Стивена Хокинга относился к квантовой гравитации и к космологическим теориям и, в частности, к инфляционной модели Вселенной. Она описывает состояние в первые мгновения после Большого Взрыва — считается, что в это время расширение Вселенной было гораздо быстрее современного. Одна из его работ связана с образованием неоднородностей во Вселенной на инфляционной стадии. Второй цикл работ Стивена Хокинга по этой теме — про возможности старта инфляционной Вселенной, откуда, как могла появиться инфляционная Вселенная.

Стивен Хокинг активно продолжал свою научную деятельность несмотря на прогрессировавшую болезнь. Так, за 2017 год вышла одна статья и еще два препринта научных работ в соавторстве с физиком. Они посвящены исследованию состояний на границе черных дыр, и, отчасти, информационному парадоксу и инфляционной теории. Всего же за всю свою жизнь физик опубликовал свыше 200 статей, многие из которых цитировались тысячи раз. Возможно Стивен Хокинг смог приблизиться к своей цели — «понимать Вселенную, почему она устроена так, как устроена, и зачем мы здесь».

Факты из жизни Стивена Хокинга.

1. Стивен Хокинг родился 8 января 1942 года в Оксфорде, Великобритания, куда его родители во время второй мировой войны переехали из Лондона. Отец будущего физика был медиком, а мать экономистом. Они оба окончили Оксфордский университет. Хокинг пошёл по их стопам, в 1962 году окончив обучение на физическом факультете того же вуза. После чего продолжил образование в Кембриджском университете, где в 1966 году получил докторскую степень.
2. Когда ему было 9 лет его оценки входили в число худших в классе, немного поднажав Хокинг поднял баллы до средних, но не выше. Несмотря на плохие оценки, сверстники и учителя догадывались, что среди них подрастает гений, о чем свидетельствует прозвище Хокинга, которым его называли в школе – Эйнштейн.
3. Большинство людей, которые мало что знают о С. Хокинге думают, что он родился парализованным. На самом деле в юности он был очень активным. Занимался спортом и до 20 лет в этом не сталкивался не с какими затруднениями. В Оксфорде он даже входил в команду по гребле.

В 21 год у него диагностировали боковой амиотрофический склероз, и врачи отпустили ему не больше трех лет жизни. Однако Хокинг прожил 76 лет.

4. Хокинг был женат два раза. В 1965 году ученый женился на студентке лингвистического факультета Кембриджского университета Джейн Уайлд. У супругов родилось два сына — Роберт (в 1967-м) и Тимоти (в 1979-м), а также дочь Люси (в 1970-м). После более 20 лет совместной жизни пара распалась. Второй раз Хокинг женился в 1995 году. Его супругой стала сиделка Элайн Мэйсон, с которой ученый расстался в 2006 году.
5. В 1985 году С. Хокинг тяжело заболел. У него было воспаление легких и пришлось делать трахеотомию, после чего он утратил способность говорить, пришлось нанять круглосуточную сиделку, которая потом стала его второй женой. Не имея больше способности говорить, Хокинг придумал общаться с помощью мимики, потом друзья подарили ему эквалайзер – синтезатор речи, датчик у которого реагировал на движение указательного пальца на правой руке Хокинга. Когда палец перестал двигаться, датчик закрепили напротив мимической мышцы щеки.
6. Хокинг занимал должность, которую когда-то занимал Исаак Ньютон (1643-1727). Ньютона по праву называют отцом физики и величайшим ученым своего времени, сделавшим огромный вклад в науку. Сэр Исаак Ньютон занимал почетную должность Лукасовского профессора математики в Кембридже. Он был вторым человеком, кого выбрали на эту должность. С. Хокинг так же занимал этот пост, на который он вступил в 67 лет.
7. В отличие от сэра Ньютона, который верил в бога и занимался изучением теологии, Хокинг атеист и сторонник теории большого взрыва, противоречащей религиозным убеждениям. На космологической конференции в Ватикане 1981 году Хокинг и папа Иоанн Павел ІІ (1920-2005) имели краткую беседу, во время которой папа высказал свое неодобрение тем как Хокинг подходит к вопросу о зарождении Вселенной, но его это мнение не волновало.
8. В 2007 году физик побывал в невесомости, совершив полет на специально оборудованном летательном аппарате.
9. В 2015 году была учреждена медаль имени профессора С. Хокинга, которая будет вручаться ежегодно за популяризацию науки.
10. Стивен Хокинг не только знаменитый ученый, но и медиаперсона. Он часто появляется в различных ТВ-шоу в основном научной направленности и даже в фильмах. В июне 2016 года С. Хокинг дал интервью в программе телеведущего Лари Кинга «Larry King How». Британский ученый поделился своими взглядами на устройство мироздания и на работы по создания искусственного интеллекта, а также ответил на вопрос о самой главной угрозе человечеству. Тогда он сообщил, что с момента их последнего разговора с Кингом, который состоялся в 2010 году, в мире усугубились две проблемы: перенаселение и загрязнение окружающей среды. Хокинг признался, что чаще всего задается вопросом «Почему существует вселенная? И почему законы вселенной такие какие они есть?»
11. Хотя мы привыкли считать, что инопланетяне это миф С. Хокинг утверждает, что есть ненулевая вероятность существования развитой инопланетной цивилизации где-то во вселенной. Он так же выражал обеспокоенность тем, что однажды эти продвинутые инопланетяне все-таки прилетят на землю и, возможно, сотрут человеческую расу с ее лица.
12. Несмотря на то что Хокингу присудили как минимум 12 почетных степеней до сих пор он так и не получил нобелевскую премию.

1. Хокинг, Стивен — статья в Лентапедии. 2012 год.
2. Александр Волков. Миры Стивена Хоукинга. Знание-сила. Архивировано 15 апреля 2009 года.
3. Степановский Ю. П. Стивен Хокинг – Ньютон XX века?.
4. Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. Хокинг Стивен Уильям // Астрономы: Биографический справочник. — 2-е изд., перераб. и доп.. — Киев: Наукова думка, 1986. — 512 с.
5. Stephen W. Hawking (British physicist). Архивировано 21 марта 2013 года.
6. Dictionary of scientists. Oxford, Oxford University Press, 1993, 2-nd edition 1999
7. Хуберт Мания. Стивен Хокинг, главы из книги. Архивировано 6 июля 2013 года.
8. Kitty Ferguson. Stephen Hawking: His Life and Work. — Transworld, 2011. — ISBN 978-1-4481-1047-6.
9. J. O’Connor, E.F. Robertson. Hawking biography. School of Mathematics and Statistics. University of St Andrews, Scotland. Архивировано 12 апреля 2014 года.
10. Kristine Larsen. Stephen Hawking: A Biography. — Greenwood biographies, 2005. — ISBN 0313323925, ISBN 9780313323928.
11. Michael White, John Gribbin. Stephen Hawking: A Life in Science. — National Academies Press, 2002. — ISBN 978-0-309-08410-9.
12. Джейн Хокинг. Быть Хокингом. — Эксмо, 2015. — (Civiliзация). — ISBN 978-5-699-79131-6.

Изображение для заголовка

© Шаховская Ольга Владимировна, м.н.с. КВ

Hawking Draws Packed House to Atlanta Civic Center. мельком увидеть автора бестселлеров и физика-теоретика Стивена Хокинга, приехавшего в город, чтобы получить премию APS Lilienfeld Lectureship Prize 1999 года и прочитать бесплатную публичную лекцию. Те, кто не смог приобрести билеты на лекцию, смотрели ее в прямом эфире на экранах в соседнем научном музее SciTrek. Даже те физики, которые скептически относились к высоко математическим, часто спекулятивным и бурно обсуждаемым теориям Хокинга, а также его умению создавать рекламу, были рядом, чтобы стать свидетелями того, что, несомненно, было «Событием».

[Один сказал: «Это то, что увидишь раз в жизни».]

Хокинг, 56 лет, профессор математики в Кембриджском университете в Англии, где когда-то работал Исаак Ньютон. Технический гуру Microsoft Натан Мирвольд, бывший постдокторант Хокинга, сказал, что прикованный к инвалидной коляске теоретик «продал больше книг по физике, чем Мадонна по сексу», а сам Хокинг оценивает, что «Краткая история» «продала примерно по одному экземпляру на каждый экземпляр книги». 750 мужчин, женщин и детей в мире». Его последняя книга Black Holes and Baby Universes , опубликовано в 1997 году.

Призовый чек и сертификат Лилиенфельда были вручены избранным президентом APS Джеймсом Лангером (Калифорнийский университет, Санта-Барбара) под бурные аплодисменты переполненного зала. Хокинг, страдающий боковым амиотрофическим склерозом — неизлечимым дегенеративным нервно-мышечным расстройством, более известным как болезнь Лу Герига, — затем прочитал лекцию о компьютеризированной синтетической речевой машине, которую он использует для общения с внешним миром. Тема, озаглавленная «Вселенная в двух словах», не была чем-то новым для тех, кто читал его бестселлеры, а именно, что Вселенная — это автономная система без границ, и что время не имеет значения вне законов мироздания. физика — к, но добавление иллюстративной мультяшной графики на трех больших экранах позади него значительно усилило визуальное воздействие концепций.

На пресс-конференции накануне Хокинг проиграл записанные ответы на вопросы, заданные ранее журналистами. В частности, он поддержал недавнее открытие того, что Вселенная может расширяться с постоянно увеличивающейся скоростью, которое было названо «Прорывом года» журналом Science в 1998 году. Первоначально настроенный скептически, Хокинг сказал репортерам, что после изучения собранных данных из далеких вспышек сверхновых, он «пересмотрел» свои «теоретические предпочтения» относительно космологической постоянной, которая заставит пространство расширяться быстрее со временем. «Теперь я думаю, что вполне разумно существование космологической постоянной», — сказал он. «У меня было больше времени, чтобы обдумать наблюдения, и они выглядят неплохо». Кроме того, он считает, что во Вселенной недостаточно известной материи, чтобы остановить ее расширение, и поэтому «Вселенная может продолжать разлетаться на части вечно».

Хокинг также сказал, что, по его мнению, вероятность того, что ученые разработают Теорию Великого Объединения (ТВО) в течение следующих 20 лет, составляет 50 на 50. По его словам, одним из лучших кандидатов является так называемая «М-теория», расширение теории струн, которое позволяет множественным вселенным возникать из постоянно меняющейся квантовой пены пространства-времени. Однако он отказался назвать какой-либо отдельный пример величайшим достижением в физике 20-го века, категорически заявив: «Это нелепый вопрос. Физика — это единый корпус. Вы не можете изолировать один аспект». А на вопрос, возможны ли путешествия во времени в следующем тысячелетии, он ответил лаконично: «Нет».

На специальном приеме, организованном только по приглашению сразу после вечерней лекции, у гостей была возможность лично встретиться с Хокингом, а также отведать закуски и пообщаться со многими известными лекторами и исполнителями, связанными с общегородской Фестиваль физики. Многие столпились вокруг инвалидной коляски Хокинга, желая воочию увидеть работу его компьютеризированного синтезатора речи. [Он манипулирует тумблером левым указательным пальцем, чтобы выбирать слова и фразы на экране компьютера, отображаемом перед ним, который затем преобразует текст в речь.] Фокусник-ученый Боб Фридхоффер продемонстрировал некоторые основные карточные фокусы, в результате чего одна карта «явно растаял другой, и карточная пачка исчезла, вновь появившись у него во рту. Спектакль вызвал улыбку восторга у одного из самых известных физиков мира, а также комментарий: «Вот почему я не физик-экспериментатор. Никогда нельзя верить доказательствам».

В пятницу Хокинг и сопровождающие его лица посетили Центры по контролю за заболеваниями, национальную программу, базирующуюся в Атланте, которая представляет для него особый интерес. Отец Хокинга был известным микробиологом, специализирующимся на тропических болезнях, и надеялся, что его сын пойдет по его стопам. На вопрос координатора фестиваля в Альтанте Карлы Дженнингс, думал ли он когда-нибудь о карьере, отличной от физики, он пошутил: «Я думал о том, чтобы стать премьер-министром Англии, но теперь я рад, что Тони Блэр получил эту работу».

80 лет со дня рождения Стивена Хокинга

Сегодняшний видеоролик Doodle посвящен одному из самых влиятельных научных умов в истории, английскому космологу, писателю и физику-теоретику Стивену Хокингу. Его теории о происхождении и механике Вселенной, от столкновения черных дыр до Большого взрыва, произвели революцию в современной физике, а его книги-бестселлеры сделали эту область широко доступной для миллионов читателей по всему миру.

В этот день в 19 году родился Стивен Уильям Хокинг.42 в Оксфорде, Англия. Очарованный тем, как устроена Вселенная с юных лет, его любопытство и интеллект принесли ему прозвище «Эйнштейн». После диагноза нейродегенеративного заболевания в 21 год музыка композитора Рихарда Вагнера и любящая поддержка его будущей жены Джейн Уайлд побудили Хокинга посвятить себя физике, математике и космологии.

В 1965 году Хокинг защитил докторскую диссертацию в Кембриджском университете «Свойства расширяющихся вселенных», в которой представил революционную теорию о том, что пространство и время произошли из сингулярности, бесконечно малой и плотной точки, наиболее известной сегодня как Ключевая характеристика черных дыр. В том же году Хокинг был принят в качестве научного сотрудника в Кембриджский колледж Гонвилля и Кайуса — его академический дом, где он всю жизнь занимался исследованиями. Одержимость Хокинга черными дырами привела к тому, что ему исполнилось 19 лет.74 открыл, что частицы могут покидать черные дыры. Эта теория, названная излучением Хокинга, широко считается его самым важным вкладом в физику.

В 1979 году новаторская работа Хокинга о черных дырах побудила Кембридж назначить его Лукасовским профессором математики, должность, которую Исаак Ньютон занимал в 1669 году. Докторская диссертация Хокинга была обнародована в 2017 году на сайте Кембриджского университета, который потерпел крах из-за большого количества трафика.

Вот новатор, чье астрономическое влияние изменило то, как мир понимает вселенную!

Особая благодарность семье Стивена Хокинга за сотрудничество в этом проекте. Ниже его дочь Люси и сыновья Роберт и Тим Хокинг размышляют о жизни своего отца, наследии и сегодняшнем дудле:

Мы очень рады, что Google решил отпраздновать 80-летие нашего отца этим сказочным дудлом. Мы думаем, что ему бы понравился дудл, и он был бы очень удивлен, увидев, как его долгая, выдающаяся жизнь так творчески выражена в этой кратчайшей истории из всех, двухминутной анимации!

Мы также полагаем, что ему было бы важно показать, что он никогда не позволял проблемам своего физического состояния ограничивать его силу самовыражения или его решимость оказывать влияние на мир, в котором он жил. Мы надеемся, что его пример вселяет вдохновение и надежду во всем мире для всех, кто сталкивается с большими проблемами в это трудное время. Сегодня нашему отцу исполнилось бы 80 лет, и мы благодарим всех, кто присоединился к празднованию его выдающейся жизни и наследия, которое он оставил всем нам.

Примечание. В Doodle голос Стивена Хокинга был сгенерирован и использован с одобрения поместья Хокингов.

Стивен Хокинг на факультете прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета
Фото предоставлено семьей Хокингов

Стивен Хокинг со своими детьми, Робертом и малышкой Люси
Фото предоставлено семьей Хокингов

Google Arts & Culture представляет Стивену Хокингу новую выставку
Познакомьтесь с человеком, изменившим наше представление о Вселенной!

Вопросы и ответы рисовальщика с Мэтью Круикшенком

Сегодняшний дудл был проиллюстрирован художником-дудлером Мэтью Круикшенком. Ниже он делится своими мыслями о создании этого дудла:

В. Почему эта тема была важна лично для вас?

A. Возможность отпраздновать день рождения Стивена Хокинга выпадает в то время, когда ценность и важность нашей планеты растут с каждым днем. Мы крошечное чудо в великой схеме вещей.

В. Какие были ваши первые мысли, когда вам предложили работать над этим дудлом?

A. Я подумал, что необычные цитаты Стивена о жизни и вселенной станут прекрасным короткометражным анимационным фильмом. Анимация не только визуальна, ее основы построены на времени и пространстве, предметах, которые идеально согласуются с космологией.

В. Вы черпали вдохновение в чем-то конкретном для этого дудла?

A. Эволюция компьютерной графики при жизни Стивена сильно повлияла на визуальный подход. Оттуда я ввел очень простую 3D-графику, где это было необходимо.

удивительные картины и шокирующие изобретения – ПОРОГИ

15 апреля исполняется 563 года со дня рождения великого итальянского художника, ученого, изобретателя – Леонардо да Винчи. Да Винчи известен прежде всего как художник, но на самом деле  он отдавал изобразительному искусству не очень много времени и работал медленно. Поэтому его художественное наследие не велико, а до нашего времени сохранилось еще меньше работ. «Пороги» подобрали несколько самых удивительных и загадочных работ великого итальянца.

Тайная вечеря

Создавая фреску «Тайная вечеря» Леонардо да Винчи очень долго искал идеальные модели. Иисус должен воплощать Добро, а Иуда, решивший предать его на этой трапезе, — Зло.Леонардо много раз прерывал работу, отправляясь на поиски натурщиков. Однажды, слушая церковный хор, он увидел в одном из юных певчих совершенный образ Христа и, пригласив его в свою мастерскую, сделал с него несколько набросков. Прошло три года. «Тайная вечеря» была почти завершена, однако Леонардо так и не нашел подходящего натурщика для Иуды. Кардинал, отвечавший за роспись собора, торопил художника. И вот после долгих поисков художник увидел валявшегося в сточной канаве человека — молодого, но преждевременно одряхлевшего и пьяного. Художник приказал своим помощникам доставить его прямо в собор. Человек толком не понимал, что происходит, и где он находится, а Леонардо запечатлевал на холсте лицо человека, погрязшего в грехах. Когда он окончил работу, нищий, который к этому времени уже немного пришел в себя, подошел к полотну и вскричал:— Я уже видел эту картину раньше!
— Когда? — удивился да Винчи.
— Три года назад, еще до того, как я все потерял. В ту пору, когда я пел в хоре, и жизнь моя была полна мечтаний, какой-то художник написал с меня Христа.

Мона Лиза

«Мона Лиза» («Джоконда») является, пожалуй, самым загадочным образцом живописи в мире. До сих пор картина порождает множество вопросов. Так, доподлинно неизвестно, кого именно да Винчи изобразил на своем полотне. Считается, что на картине изображена знатная флорентийка Лиза Герардини. Одна из самых невероятных теорий гласит, что картина является автопортретом самого да Винчи.

Поклонение волхвов

Этот алтарный образ был заказан Леонардо Да Винчи (1452-1519) канониками монастыря Сан Донато в Скопето, но остался незаконченным то ли потому, что художник уехал в Милан, то ли из-за того, что он просто оставил этот замысел. Но картина выглядит завершенной и несет в себе все особенности тогдашней живописи мастера.

Мадонна с гвоздикой

Мадонна дель Гарофано, или дель Фьори («с гвоздикой» или «с цветкoм») написана в ранний период творчества, когда ещё было сильно влияние работ учителя Верроккио и работ старых голландских мастеров, расценена, как первая независимая работа. Изображение Мадонны и младенца Иисуса, ясно показывают преданность методам, принятым в мастерской Верроккио. Такие Мадонны, предназначенные для внутреннего использования и частного поклонения, были широко распросранены в 15-ом столетии во Флоренции.

Дама с горностаем

 В середине 1480-х годов Леонардо написал картину «Дама с горностаем» (Краковский музей), которая, возможно, является портретом фаворитки Лодовико Сфорца Чечилии Галлерани. Контуры фигуры женщины со зверьком очерчены изгибами линий, которые повторяются во всей композиции, и это, в сочетании с приглушенными красками и нежным оттенком кожи, создает впечатление идеальной грации и красоты.

Леонардо да Винчи был не только великим художником-живописцем, но и гениальным ученым, занимавшимся математикой, механикой, физикой, астрономией, геологией, ботаникой, анатомией и физиологией человека и животных. В его рукописях встречаются рисунки летательных машин, парашюта и вертолета, новых конструкций и винторезных станков, печатающих, деревообрабатывающих и других машин, отличающиеся точностью анатомические рисунки, мысли, относящиеся к математике, оптике, космологии (идея физической однородности вселенной) и другим наукам.

Витрувианский человек  – рисунок, сделанный Леонардо Да Винчи примерно в 1490-92 годах, как иллюстрация для книги, посвященной трудам Витрувия. На нем изображена фигура обнаженного мужчины в двух наложенных одна на другую позициях: с разведенными в стороны руками, описывающими круг и квадрат. Рисунок и пояснения к нему иногда называют «каноническими пропорциями».

Автомобиль. Среди всех изобретений Леонардо да Винчи прежде всего следует отметить автомобиль. Самодвижущаяся повозка да Винчи была трехколесной и приводилась в движение заводным пружинным механизмом. Два задних колеса были независимы друг от друга, а их вращение производилось сложной системой шестеренок. Кроме переднего колеса, было еще одно — маленькое, поворотное, которое размещалось на деревянном рычаге.Предполагается, что эта идея родилась у Леонардо в далеком 1478 году. Но лишь в 1752 году русский механик-самоучка, крестьянин Леонтий Шамшуренков смог собрать «самобеглую коляску», приводимую в движение силой двух человек, а действующие паровые автомобили появились несколькими десятилетиями позже — в Англии и Франции.

Парашют. Да Винчи, будучи очарованным идеей летающего человека, задумал свой парашют как средство для дрейфа по воздуху. Его пирамидальная структура была драпирована тканью. Как писал да Винчи в своих заметках, такое устройство позволило бы человеку «упасть с любой высоты без каких-либо травм и повреждений». Естествоиспытатели двадцать первого века, реализовавшие замысел да Винчи, признали, что он работает в точности, как тот предсказывал.
Плод во чреве матери. Один из самых знаменитых анатомических рисунков Леонардо — плод в чреве матери. Ошибочный в некоторых деталях, в других — особенно в изображении положения плода и пуповины, — он совершенно точен и выполнен настолько профессионально, что и в наши дни используется в качестве иллюстрации в медицинских учебниках.

Позвоночник. Считается, что на этом рисунке да Винчи первым в истории точно проиллюстрировал позвоночник. Леонардо первый определил точное число позвонков и первый наиболее точно воспроизвел форму позвоночного столба. Отдельно изображены шейный отдел позвоночника, первый шейный позвонок – атлант (atlas), второй – осевой (axis) и третий. Схематично представлен спинной мозг, а также один из нервов каудальной группы. Леонардо да Винчи также первым предположил, что мышцы шеи удерживают шейный отдел позвоночника наподобие канатов, удерживающих мачту корабля.

 Подготовила: Алина Булава 

Принципы Леонардо Да Винчи: как развить креативность?

Содержание статьи

Леонардо Да Винчи — известный живописец, изобретатель, математик, писатель, картограф, архитектор. Работы выдающегося мастера эпохи Высокого Возрождения известны практически каждому, несмотря на то, что прошло больше 500 лет. Его изобретения и творчество смогли изменить мир, чего только стоят картины «Тайная вечеря» и «Мона Лиза». Несомненно, Леонардо Да Винчи был гением, но в то же время он был простым человеком. В этой статье мы рассмотрим 7 принципов, которым следовал великий гений для создания картин и уникальных изобретений.

 Любознательность

Каждый человек по-своему любопытен. В большей мере стремление узнать обо всем присуще детям. Они задают много вопросов «Почему небо голубое?», «Почему зимой идет снег?», «Почему собаки лают?» и др. Именно так они познают окружающий мир. Но с возрастом уровень любопытства снижается: на многие вопросы ответы уже найдены, а на изучение других неизвестных явлений уже нет времени. Чтобы разрабатывать уникальные идеи, важно развивать любознательность, постоянно изучать что-то новое, задавать вопросы, которые будут служить своеобразным топливом для творчества. О том, как найти новое увлечение и раскрыть свои сильные стороны, можно узнать из бесплатного онлайн-курса «Найди свой талант».

Нестандартное мышления

На протяжении всей жизни человек формирует для себя определенные принципы, мнение и отношение к окружающему миру. С одной стороны, это правильно, с другой — личность начинает мыслить шаблонно и принимать только то, что соответствует его мировоззрению. Следовательно, другие точки зрения человеком автоматически отвергаются. Чтобы развить независимое мышление, необходимо рассматривать любые проблемы/вопросы/ситуации с разных сторон, для этого — читайте больше книг, анализируйте информацию, расширяйте кругозор. Такой подход позволит быть объективным и нетривиальным.

Развитие восприятия

Скорость жизни сильно увеличилась, люди стали менее восприимчивы к окружающему миру, все больше заняты работой и повседневными делами. Времени на созерцание моментов и  изучение произведений искусств практически не хватает. Однако внимание к мелочам является ключевым аспектом в творчестве. Креативному человеку просто необходимо совершенствовать свое восприятие: слушать музыку, посещать выставки, смотреть фильмы, пробовать различные блюда и др.

Выход из зоны комфорта

Все новое и неизведанное вызывает у человека страх, поэтому он боится совершать непривычные действия и выходить из зоны комфорта. Но как раз непривычные обстоятельства открывают широкие горизонты для творчества. Стремление к неизвестности и познанию того, что человек ранее не знал, помогает стать по-настоящему креативной личностью.

Поддержание хорошей физической формы

Леонардо Да Винчи был не только умен, но и имел хорошую физическую форму, занимался фехтованием и был отличным наездником. Когнитивные процессы потребляют более 20% энергии всего организма, поэтому важно восполнять энергетический ресурс для создания новых изобретений. Занятия спортом укрепляют тело и делают его сильнее, а значит, также помогают повысить творческий потенциал.

 Интеллектуальная карта

Это схематическое изображение системного мышления. Когда мы долго о чем-то думаем, в голове появляется множество мыслей, взаимосвязь которых сложно уловить. Но если их выписать на бумагу и структурировать, то творческое решение придет само по себе. Недаром этот способ применяют для стратегического планирования или мозгового штурма. О том, как построить интеллект-карту, можно узнать из нашей прошлой статьи.

Воображение и логика

Чтобы быстро и легко создавать творческие идеи, человек должен развивать логическое и креативное мышление. Лучше всего в этом поможет рисование на бумаге: изобразите свои мысли в виде фигуры, силуэта или любого другого рисунка. Проанализируйте получившуюся картину, уберите или добавьте детали. Подумайте, какие ассоциации она у вас вызывает и как ее можно применить в жизни.

Ошибочно полагать, что творческое мышление является даром и им обладают только избранные. Каждый человек может развить навык креативности и разрабатывать уникальные решения. Пройдите марафон изменений «Лидеры меняют мир», чтобы убедиться в этом. Вы сможете прокачать 12 основных компетенций, в том числе креативность. Начать можно в любое время, участие бесплатное.

Леонардо да Винчи | Биография, искусство, картины, Мона Лиза, рисунки, изобретения, достижения и факты

Леонардо да Винчи: автопортрет

Смотреть все медиа

Дата рождения:

15 апреля 1452 г.
Италия

Умер:

2 мая 1519 г. (67 лет)
Франция

Известные работы:

«Битва при Ангиари»
«Последний ужин»
«Леда»
«Мона Лиза»
«Портрет Джиневры де Бенчи»
«Св. Джером”
«Мадонна Бенуа»
«Дева скал»
«Трактат о живописи»
«Богоматерь с младенцем и святой Анной»

Механизм/стиль:

Раннее Возрождение
эпоха Возрождения

Предметы изучения:

картина
перспектива
пропорция
анатомия
механика

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Чем известен Леонардо да Винчи?

Леонардо да Винчи был художником и инженером, наиболее известным своими картинами, особенно Мона Лиза (ок. 1503–1519) и Тайная вечеря (1495–1498). Его рисунок Витрувианского человека (ок. 1490 г.) также стал культурной иконой. Леонардо иногда считают изобретателем танка, вертолета, парашюта и летательного аппарата, среди других транспортных средств и устройств, но более поздние ученые оспаривают такие утверждения. Тем не менее, записные книжки Леонардо свидетельствуют об остром уме, и его вклад в искусство, включая методы изображения пространства, трехмерных объектов и человеческой фигуры, невозможно переоценить.

Подробнее читайте ниже:
Искусство и достижения: Леонардо как художник-ученый

Мона Лиза

Узнайте больше о знаменитом портрете Леонардо да Винчи, Мона Лиза .

Тайная вечеря

Узнайте больше о знаменитой настенной живописи Леонардо да Винчи, Тайная вечеря .

Сколько существует картин Леонардо да Винчи?

Общий объем работ Леонардо да Винчи в живописи действительно довольно невелик; сохранилось менее 20 картин, которые можно определенно отнести к нему, и некоторые из них незакончены. Две из его самых важных работ — Battle of Anghiari и Leda , ни один из них не завершен, они сохранились только в копиях.

Подробнее ниже:
Искусство и достижения: Живопись и графика

10 известных произведений Леонардо да Винчи

Узнайте, какие из сохранившихся произведений Леонардо да Винчи являются самыми известными.

Каким был Леонардо да Винчи?

Леонардо да Винчи был описан как человек с добрым, но сдержанным характером и элегантной осанкой. Он был известен своей привередливостью в уходе за собой, аккуратной и подстриженной бородой в более позднем возрасте и одевался в яркую одежду в стиле, отвергающем современные обычаи. Писатель 16-го века Джорджо Вазари указывал, что Леонардо мало заботился о деньгах, но был очень щедр по отношению к своим друзьям и помощникам. У него был чрезвычайно пытливый ум, и он прилагал огромные усилия, чтобы стать эрудированным в языках, естественных науках, математике, философии и истории, среди других предметов. Записи в его записных книжках предполагают, что он мог быть вегетарианцем, а также есть предположения, что он мог быть гомосексуалистом.

Подробнее читайте ниже:
Искусство и достижения: Леонардо как художник-ученый

Джорджио Вазари

Узнайте больше о Джорджо Вазари, авторе 16-го века, который написал серию биографий о художниках эпохи Возрождения, включая Леонардо да Винчи.

Какой была семья Леонардо да Винчи?

Родители Леонардо да Винчи не были женаты на момент его рождения недалеко от небольшой деревни Винчи в регионе Тоскана. Его отец, сер Пьеро, был флорентийским нотариусом и землевладельцем, а мать, Катерина, была молодой крестьянкой, которая вскоре после этого вышла замуж за ремесленника. Леонардо вырос в поместье семьи своего отца, где к нему относились как к «законнорожденному» сыну и он получил обычное для того времени начальное образование: чтение, письмо и арифметику. Леонардо никогда не был женат, но у него было много близких отношений с другими художниками и интеллектуалами, а также со своими помощниками.

Подробнее читайте ниже:
Жизнь и творчество

Тоскана

Узнайте больше о Тоскане, регионе, где родился и вырос Леонардо да Винчи.

У кого учился Леонардо?

Когда Леонардо было около 15 лет, его отец, пользовавшийся высокой репутацией во флорентийском обществе, отдал его в ученики к художнику Андреа дель Верроккьо. В знаменитой мастерской Верроккьо Леонардо получил многогранное образование, включавшее живопись и скульптуру, а также технические и механические искусства. Он также работал в соседней мастерской художника Антонио Поллайуоло, скульптора, художника, гравера и ювелира, который часто работал со своим братом Пьеро. В 1472 г. Леонардо был принят в гильдию живописцев Флоренции, но оставался в мастерской своего учителя еще пять лет, после чего работал во Флоренции самостоятельно до 1481 г.

Подробнее читайте ниже:
Жизнь и творчество

Андреа дель Верроккьо

Узнайте больше о художнике эпохи Возрождения Андреа дель Верроккьо, в мастерской которого Леонардо учился.

Братья Поллайоло

Узнайте больше о художнике эпохи Возрождения Антонио Поллайоло и его брате Пьеро, в мастерской которого Леонардо да Винчи работал молодым подмастерьем.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Леонардо да Винчи , (итал. «Леонардо из Винчи») (род. 15 апреля 1452 г., Анкиано, недалеко от Винчи, Флорентийская республика [Италия] — умер 2 мая 1519 г., Cloux [теперь Clos-Lucé], Франция), итальянский художник, рисовальщик, скульптор, архитектор и инженер, чье мастерство и интеллект, возможно, больше, чем у любого другого деятеля, олицетворяли гуманистический идеал эпохи Возрождения. Его Тайная вечеря (1495–1498) и Мона Лиза (ок. 1503–1519) являются одними из самых популярных и влиятельных картин эпохи Возрождения. Его записные книжки раскрывают дух научного поиска и механическую изобретательность, опередившие свое время на столетия.

Исследуйте жизнь итальянского художника, архитектора, инженера и гуманиста Леонардо да Винчи.

Просмотреть все видео к этой статье. во многом на его безграничном стремлении к знаниям, которое руководило всем его мышлением и поведением. Художник по характеру и способностям, он считал свои глаза главным путем к познанию; Для Леонардо зрение было высшим чувством человека, потому что оно одно сообщало факты опыта немедленно, правильно и достоверно. Отсюда каждое воспринятое явление становилось предметом познания, и saper vedere («умение видеть») стало главной темой его исследований. Он применял свое творчество во всех областях, где используется графическое изображение: он был художником, скульптором, архитектором и инженером. Но он пошел даже дальше этого. Он использовал свой превосходный интеллект, необычайную наблюдательность и мастерство в искусстве рисования для изучения самой природы, направление исследований, которое позволило процветать его двойным занятиям искусством и наукой.

Жизнь и творчество

Ранний период: Флоренция

Родители Леонардо не были женаты на момент его рождения. Его отец, сер Пьеро, был флорентийским нотариусом и землевладельцем, а мать, Катерина, была молодой крестьянкой, которая вскоре после этого вышла замуж за ремесленника. Леонардо вырос в поместье семьи своего отца, где с ним обращались как с «законнорожденным» сыном, и он получил обычное для того времени начальное образование: чтение, письмо и арифметику. Леонардо серьезно не изучал латынь, ключевой язык традиционного обучения, до тех пор, пока гораздо позже он не приобрел практические знания о нем самостоятельно. Он также не занимался высшей математикой — высшей геометрией и арифметикой — до 30 лет, когда начал изучать ее с прилежным упорством.

Художественные наклонности Леонардо, должно быть, проявились рано. Когда ему было около 15 лет, его отец, пользовавшийся высокой репутацией во флорентийском обществе, отдал его в ученики к художнику Андреа дель Верроккьо. В знаменитой мастерской Верроккьо Леонардо получил многогранное образование, включавшее живопись и скульптуру, а также технические и механические искусства. Он также работал в соседней мастерской художника Антонио Поллайуоло. В 1472 году Леонардо был принят в гильдию художников Флоренции, но оставался в мастерской своего учителя еще пять лет, после чего работал во Флоренции самостоятельно до 1481 года. Сохранилось великое множество великолепных рисунков пером и карандашом того периода. , в том числе множество технических зарисовок, например, насосов, боевого оружия, механических устройств, которые свидетельствуют о интересе Леонардо к техническим вопросам и его знании даже в начале его карьеры.

Первый миланский период (1482–1499)

В 1482 году Леонардо переехал в Милан, чтобы работать на службе у городского герцога — неожиданный шаг, если учесть, что 30-летний художник только что получил свои первые крупные заказы от его родной город Флоренция: незаконченное панно «Поклонение волхвов» для монастыря Сан-Донато-а-Скопето и алтарная картина для капеллы св. Бернара в Палаццо делла Синьория, которая так и не была начата. То, что он отказался от обоих проектов, кажется, указывает на то, что у него были более серьезные причины покинуть Флоренцию. Может быть, довольно утонченный дух неоплатонизма, царивший во Флоренции Медичи, шел вразрез с ориентированным на опыт умом Леонардо и привлекала его более строгая, академическая атмосфера Милана. Более того, его, несомненно, привлекал блестящий двор герцога Людовико Сфорца и ожидавшие его там важные проекты.

Леонардо провел 17 лет в Милане, до падения Людовико от власти в 1499 году. Он числился в реестре королевского двора как pictor et ingeniarius ducalis («художник и инженер герцога»). Изящный, но сдержанный характер Леонардо и элегантная осанка были хорошо приняты в придворных кругах. Пользуясь большим уважением, он был постоянно занят как живописец и скульптор, а также как оформитель придворных празднеств. С ним также часто консультировались в качестве технического советника в области архитектуры, укреплений и военных вопросов, и он работал инженером-гидравликом и механиком. Как и на протяжении всей своей жизни, Леонардо ставил перед собой безграничные цели; если проследить контуры его творчества за этот период или за его жизнь в целом, то так и хочется назвать это грандиозной «неоконченной симфонией».

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Как художник Леонардо выполнил шесть работ за 17 лет в Милане. (Согласно современным источникам, Леонардо было поручено создать еще три картины, но эти работы с тех пор исчезли или так и не были выполнены.) Примерно с 1483 по 1486 год он работал над алтарной картиной «Мадонна в скалах» , проектом, который привело к 10-летнему судебному разбирательству между Братством Непорочного Зачатия, которое заказало его, и Леонардо; по неопределенным причинам этот юридический спор побудил Леонардо создать еще одну версию работы примерно в 1508 году. В этот первый миланский период он также создал одну из своих самых известных работ — монументальную настенную роспись 9. 0045 Тайная вечеря (1495–98) в трапезной монастыря Санта-Мария-делле-Грацие (для более подробного анализа этого произведения см. ниже Тайная вечеря ). Также следует отметить декоративную роспись потолка (1498 г.), которую он сделал для Зала делле Ассэ в миланском замке Сфорцеско.

В этот период Леонардо работал над грандиозным скульптурным проектом, который, видимо, и был причиной его приглашения в Милан: монументальная конная статуя из бронзы, воздвигнутая в честь Франческо Сфорца, основателя династии Сфорца. Леонардо посвятил этой задаче 12 лет — с перерывами. В 1493 глиняная модель лошади была выставлена ​​на всеобщее обозрение по случаю бракосочетания императора Максимилиана с Бьянкой Марией Сфорца, и были сделаны приготовления для отливки колоссальной фигуры, которая должна была быть 16 футов (5 метров) в высоту. Но из-за неминуемой опасности войны металл, готовый к заливке, вместо этого использовали для изготовления пушек, в результате чего проект был остановлен. Падение Людовико в 1499 году решило судьбу этого неудавшегося предприятия, которое, возможно, было самой грандиозной концепцией памятника в 15 веке. Последовавшая война превратила глиняную модель в груду руин.

Как мастер-художник, Леонардо содержал обширную мастерскую в Милане, нанимая учеников и студентов. Среди учеников Леонардо в это время были Джованни Антонио Больтраффио, Амброджо де Предис, Бернардино де Конти, Франческо Наполетано, Андреа Солари, Марко д’Оджионо и Салаи. Роль большинства этих соратников неясна, что приводит к вопросу о так называемых апокрифических произведениях Леонардо, над которыми мастер сотрудничал со своими помощниками. Ученые не смогли прийти к единому мнению об атрибуции этих работ.

Тайная жизнь Леонардо да Винчи

Новая биография воспевает научные открытия великого художника. Иллюстрация Тамары Шопсин; гравюра из Hulton Archive / Getty

Во Флоренции эпохи Возрождения ряд специальных ящиков, расставленных по всему городу, позволял гражданам анонимно доносить на различные моральные преступления — например, в 1461 году художник-монах Филиппо Липпи был обвинен в отцовстве ребенка с монахиней. Но преступлением, которое правительство действительно пыталось обуздать, была содомия, настолько широко распространенная, что на современном немецком сленге гомосексуал стал называться гомосексуалистом.0045 Флоренцер . Общий характер правонарушения не отменял угрозы тяжких последствий. В 1476 году Леонардо да Винчи, на пороге своего двадцать четвертого дня рождения, был назван одним из четырех человек, которые практиковали «такие злодеяния» с семнадцатилетним учеником местного ювелира. Мало кто сомневается, что Леонардо был арестован. Хотя любое время, которое он мог провести в тюрьме, было недолгим, и дело было прекращено, через два месяца из-за отсутствия подтверждающих свидетелей у него было достаточно времени, чтобы обдумать возможные юридические наказания: крупный штраф, публичное унижение, ссылка, сожжение. на костре. Неизвестно, повлиял ли этот опыт на привычку художника, позже названную отличительной чертой его характера, покупать птиц в клетках на рынке только для того, чтобы выпустить их на волю. Но это, кажется, связано с рисунками, которые он сделал в течение следующих нескольких лет, двух фантастических изобретений: машина, которая, как он объяснил, предназначалась для «открытия тюрьмы изнутри», а другая — для отрывания решеток от окон.

Эти рисунки являются частью огромной сокровищницы текстов и изображений, насчитывающей более семи тысяч сохранившихся страниц, ныне разбросанных по нескольким странам и известных под общим названием «записные книжки Леонардо» — именно так они и были. Личные записные книжки всех размеров, некоторые из которых использовались для быстрых зарисовок и наблюдений на месте, другие использовались для долгосрочных, точных исследований в области геологии, ботаники и анатомии человека, чтобы указать лишь некоторые области, в которых он позировал. фундаментальные вопросы, и получил ответы, которые часто опережали свое время на сотни лет. Почему небо синее? Как работает сердце? Какова разница в давлении воздуха над и под птичьим крылом и как это знание может помочь человеку создать летательный аппарат? Музыка, военное дело, астрономия. Окаменелости и сомнения, которые они вызывают в библейской истории сотворения. «Опишите, — инструктирует он себя, — что такое чихание, что такое зевота, падучая болезнь, судороги, паралич, озноб, потливость, утомление, голод, сон, жажда, похоть». Он намеревался опубликовать, но так и не дошел до этого; всегда было что-то еще, чтобы учиться. В последующие века не менее половины страниц были утеряны. Что сохранилось, так это беспрецедентный отчет о человеческом разуме в действии, столь же бесстрашном и упорном, сколь и блестящем. И все же, несмотря на случайные заметки — список покупок, книгу, которую нужно взять напрокат, — эти записные книжки никоим образом не были дневником или личным дневником; в них нет ничего от самоисследования Августина или Торо. Охваченный жаждой знаний, Леонардо рассказал нам о мире больше, чем кажется возможным, и почти ничего о себе.

Его биографы с трудом, одновременно изголодавшись и перегружены, должны построить человека на основе впечатляющих свидетельств этого бестелесного разума. Картины предлагают немного больше на пути знаний. Споры продолжаются даже о личности женщины, известной как Мона Лиза, или о том, почему Леонардо никогда не доставлял портрет мужу, который его заказал, если действительно его заказал ее муж. Наше глубочайшее представление об этом самом известном художнике по-прежнему подвержено изменениям. Систематическая публикация записных книжек, начавшаяся в конце девятнадцатого века, изменила наше понимание его целей от искусства к науке и подняла вопросы о том, как согласовать легендарное миролюбие его натуры с его замыслами изобретательных смертоносных военных машин. Совсем недавно сенсационное представление, лежащее в основе мегапродаваемой книги Дэна Брауна «Код да Винчи» — что один из апостолов, изображенных в «Тайной вечере» Леонардо, на самом деле и явно является женщиной, — связывает его с нашим нынешним озабоченность гендерной изменчивостью. И это чувство связи не является полностью навязанным. Работы Леонардо действительно демонстрируют поразительную фиксацию на андрогинности, термин, часто используемый в отношении его фигур, — фиксацию, которую невозможно игнорировать после повторного открытия в 1990-х годах давно утерянного порнографического рисунка. Нет ли в Леонардо ничего, чего нельзя было бы найти, если начать искать? Кем он будет для нас сегодня?

Уолтер Айзексон в начале своей новой биографии «Леонардо да Винчи» (Саймон и Шустер) описывает свою тему как «совершенного новатора истории», что вполне логично, поскольку у Исааксона, похоже, возникла идея написать свою книгу. книга Стива Джобса, предмет его предыдущей биографии. Как мы узнаем, Леонардо был героем Джобса. Исааксон видит особое родство между мужчинами, потому что оба работали на стыке «искусства и науки, гуманитарных наук и технологий» — как и предыдущие испытуемые Исааксона, Бенджамин Франклин и Альберт Эйнштейн. Несмотря на все незнакомые проблемы, которые эта книга представляет с точки зрения истории и культуры, Исааксон работает над знакомой темой. Как всегда, он пишет с сильным синтетическим интеллектом в огромном диапазоне; результатом является ценное введение в сложный предмет. Он сразу же заявляет, что берет записные книжки, а не картины, в качестве отправной точки, и неудивительно, что ему есть что сказать, когда он замедляет темп и переходит к (все еще краткому) обсуждению оптики. скажем, или аортальный клапан. Самая продолжительная и захватывающая глава в основном посвящена исследованиям воды Леонардо — вихрям, наводнениям, образованию облаков — и зависит от одной из оставшихся полных тетрадей — Лестерского кодекса. Кодекс в настоящее время принадлежит Биллу Гейтсу, который (как не указывает Исааксон) использовал некоторые из своих оцифрованных страниц в качестве экранной заставки в операционной системе Microsoft.

Леонардо Айзексона — сравнительно современная фигура, не просто «человек», как любит указывать автор, а беспечный социальный неудачник: «незаконнорожденный, гей, вегетарианец, левша, легко отвлекающийся и временами еретик». Достаточно верно, хотя Исааксон иногда напрягает отношение. Его Леонардо повезло, что он родился незаконнорожденным, потому что он не должен был следовать за своим отцом в нотариальном бизнесе, и повезло также, что он получил лишь минимальное образование в области математики и письма, а не изучал латинские авторы, зарезервированные для юноши более высокого ранга. Не сдерживаемый властью, он был свободен мыслить творчески. Что касается того, что его легко отвлечь, Айзексон предупреждает, что молодой Леонардо сегодня вполне может лечиться лекарствами из-за своих творческих побуждений. За тщательным исследованием скрывается исследование творчества: как его определить, как его достичь. Ответ Айзексона, повторяемый как мантра, заключается именно в леонардовском (или джобсианском) отказе отличать искусство от науки, наблюдение от воображения и достигать «комбинаторного творчества». И эта цель не только прерогатива гения; мы все можем приблизиться к этому.

«Мне бы не хотелось думать, что существует национальная дискуссия, в которой я не участвую».

Самый современный, хотя иногда и вызывающий тревогу, аспект книги — это то, что она оформлена как руководство по самопомощи в духе «Как Леонардо может изменить вашу жизнь». Исааксон объясняет, что, работая над книгой, он научился быть более наблюдательным, и уважать его добрые намерения нетрудно — он упоминает солнечный свет, водовороты — пока не пишет: «Когда я увидел намек на улыбку натолкнувшись на чьи-то уста, я пытался проникнуть в ее внутренние тайны». Остается надеяться, что она вытряхнула его из этого. К счастью, в книге есть несколько четких и захватывающих страниц о знаменитой загадочной улыбке «Моны Лизы», особенно в связи с исследованиями Леонардо мышц губ, которые он препарировал и рисовал попеременно с кожей и без нее. Самое главное, Исааксон рассказывает мощную историю волнующего ума и жизни, которая вознаграждает, даже если не ставит вас на путь к просветлению.

Более того, он приносит новости. Через пятьсот шестьдесят пять лет после рождения Леонардо, в 1452 году, мы наконец-то знаем, кем была его мать. Ее имя, Катерина, раньше было всем, что у нас было, хотя предполагалось, что она была из более низкого положения, чем отец Леонардо, Пьеро, который покинул крошечный тосканский городок Винчи, чтобы суетиться во Флоренции примерно в то время, когда родился его сын, и женился очень респектабельная женщина в течение года. Спекуляции о Катерине были безудержными. «Становление Леонардо» Майка Лэнкфорда (Мелвилл Хаус) основано на теории о том, что она была рабыней, возможно, североафриканского происхождения, тем самым добавляя «смешанную расу» и «кросс-культурность» к репутации художника двадцать первого века. Исааксон, тем не менее, передает результаты новой работы по документальному исследованию, «Мона Лиза: люди и живопись» Мартина Кемпа и Джузеппе Палланти (Оксфорд), в которой Катерина представлена ​​как шестнадцатилетняя сирота из соседней деревушки. быстро вышла замуж за местного фермера, чтобы избежать неловких ситуаций. Но остается много вопросов. Мальчик когда-нибудь жил с матерью? Кого он любил, и кто любил его? Быть незаконнорожденным не было позором; хотя статус имел юридические ограничения, крещение Леонардо было хорошо посещаемым событием, и он, кажется, вырос в основном в семье своего отца, в то время как Катерина (у которой вскоре появились другие дети) жила недалеко от него. Тем не менее, он был деревенским парнем с небольшими перспективами. Будучи левшой, он писал с трудом, разве что в обратном порядке, справа налево, каждую букву на странице задом наперёд — может быть, это была уловка, которой он научился сам, чтобы не размазывать чернила или чтобы хранить секреты, но привычка, которой никто не научился. вроде заморочился исправлять. Все, что он мог делать, это рисовать.

Он переехал во Флоренцию, чтобы жить со своим отцом, примерно в возрасте двенадцати лет, вскоре после смерти жены Пьеро и их единственного ребенка. Точный год неизвестен, как и год спустя, когда он стал учеником в мастерской Верроккьо, ведущего художника и клиента своего отца. Город, должно быть, был откровением для Леонардо: невероятно богатый, с многочисленными палаццо, построенными недавно доминирующим бизнес-классом, комната за комнатой, которые должны быть заполнены искусством. Резчиков по дереву в городе было больше, чем мясников, а улицы представляли собой живую галерею работ Донателло, Гиберти и Брунеллески — только что ушедшего революционного поколения. Верроккьо дал практическое образование не только в живописи и скульптуре, но и в металлообработке и инженерии. А Леонардо даже в подростковом возрасте производил сильное впечатление. Сообщается, что он был мальчиком (а позже и мужчиной) исключительной красоты и грации, и историки искусства предположили, что он мог позировать изящному кудрявому бронзовому Давиду Верроккьо, которого Исааксон описал как «слегка женоподобного и поразительно красивого мальчика». лет четырнадцати», чье лицо носит намек на улыбку. Идентификация привлекательна (если не установленный факт, который в конечном итоге предполагает Исааксон). Однако наиболее захватывающим является то, как Леонардо превратил это слегка мальчишеское обаяние в сияюще чистый, но чувственный идеал мужской красоты.

У него была близость к ангелам. На картине Верроккьо «Крещение Христа» выносливый курносый ангел Мастера, кажется, в изумлении смотрит на восторженное существо рядом с ним, одно из самых ранних произведений Леонардо, благородный профиль которого ниспадает каскадом золотых кудрей. Разделение между ними является как техническим, так и творческим: Леонардо использовал масляную краску, а не старомодную темперу на яичной основе, и наносил ее несколькими тонкими слоями, каждый из которых представлял собой люминесцентную вуаль, так что его ангел казался смоделированным в свете. Джорджо Вазари, написавший первые авторитетные биографии художников эпохи Возрождения в 1550 году, утверждал, что Верроккьо бросил рисовать, когда увидел, что сделал его ученик, — преувеличение, призванное подчеркнуть беспрецедентную природу гения Леонардо и поколения, которое он представил.

Однако репутация Леонардо, в отличие от репутации Микеланджело и Рафаэля после него, росла медленно. Похоже, он не был обычно амбициозен: он оставался с Верроккьо примерно десять лет, намного дольше обычного срока, работая и живя с Мастером. Другой ангел, написанный им в этот период, часть «Благовещения», находящегося сейчас в Уффици, отличался скрупулезно натуралистичными птичьими крыльями. Хотя через некоторое время они были грубо закрашены, их можно разглядеть, короткие и крепкие: настоящие крылья, дающие полет фантазии. Очевидно, мысли Леонардо уже блуждали за пределами студии.

Он все еще жил с Вероккьо, когда в 1476 году его обвинили в содомии. Как только он был оправдан, он уехал из города на год, чтобы работать над проектом в Пистойе. Некоторые предполагают, что обвинения привели к разрыву с его отцом, который к настоящему времени снова женился и имел несколько законных сыновей. Другие задавались вопросом, не способствовали ли эти обвинения (было второе, вскоре после первого) очевидной немилости самого важного покровителя Флоренции, Лоренцо Медичи. Хотя Леонардо уже создал свой первый бесспорный шедевр — поэтический портрет дочери местного банкира Джиневры де Бенчи, который теперь является сокровищем Национальной галереи в Вашингтоне, — и по возвращении во Флоренцию основал собственную студию, его звали заметно отсутствует в списке лучших художников города, который Лоренцо предоставил Папе в 1481 году. (Боттичелли, Перуджино и Гирландайо были среди тех, кто вырезал и был нанят для росписи стен недавно построенной Сикстинской капеллы. ) Но были и другие возможные причины упущения. Леонардо никогда не рисовал фресками, прочной техникой, предпочитаемой для настенных росписей. И он уже был известен тем, что оставлял вещи незавершенными. Действительно, к 1483 году он отказался от двух важных поручений и уехал в Милан. Ему было тридцать лет, и он мало что сделал. В длинном и подробном письме, которое читается как заявление о приеме на работу, он предложил свои услуги местному правителю Людовико Сфорца в качестве военного инженера. В качестве кажущейся запоздалой мысли он упомянул, что также может рисовать.

Колесница с огромными вращающимися лезвиями, разрезающая людей пополам или отрезающая им ноги, оставляя куски разбросанными; ружья с несколькими стволами, расположенными наподобие органных труб для увеличения скорости и интенсивности стрельбы; колоссальный ракетный арбалет. Леонардо сделал много таких пугающих рисунков, находясь на службе у Людовико, который получил титул герцога Миланского только после того, как несколько лет спустя отравил своего племянника, но эффективно выполнял эту роль на протяжении семнадцати лет, которые Леонардо провел в городе. Отчасти потому, что притязания Людовико были шаткими, Милан часто подвергался осаде соперничающих держав, и Леонардо предложил ему навыки — «У меня есть методы разрушения любой крепости или редута, даже если они основаны на твердой скале», — которые кажутся одновременно хитроумными и фантастическими. , скорее как рисунки. Он никогда раньше не демонстрировал никаких военных навыков, и его намерения в этих рисунках остаются предметом споров. Был ли он неземным провидцем или бессовестным изобретателем? Исааксон хочет, чтобы было и то, и другое: «Я считаю, что его предложение было серьезным», — пишет он о грозном арбалете, указывая примерно на тридцать подготовительных рисунков, но тем не менее он полагает, что этот проект был «скорее плодом воображения, чем выдумкой». Причина в том, что это не сработало бы — и не сработало, даже когда современные инженеры построили его для телевидения в 2002 году. Этот аргумент затуманивает вопрос о намерениях, но предполагает сложности, связанные с вынесением каких-либо моральных суждений о человеке.

Это была новая жизнь в Милане, чего, возможно, и хотел Леонардо. Его не привлекали к работе по военным вопросам, да и вообще к каким-либо крупным проектам, в течение многих лет — его первой работой было устранение проблемы с водопроводом, — но он доказал свою ценность, организовав сложные театрализованные представления, которые были визитной карточкой режима Людовико, театральные представления. Форма семейной пропаганды. Однако такого рода работы были эфемерными и почти ничего не оставили после себя, к огромному сожалению историков искусства, которые часто беспокоились, что он напрасно тратит свое время. И все же Леонардо, кажется, был доволен. Его устраивала гедонистическая придворная жизнь: он стал чем-то вроде денди, одеваясь в розовое и пурпурное, атлас и бархат, его руки пахли лавандой. Он написал портреты любовниц Людовико, которыми восхищались, и открыл мастерскую, которая выпускала религиозные картины для богатой клиентуры. Ему нравилось общество коллег по широко распространенным дисциплинам, от архитектуры до математики. Даже сырая ломбардская погода, кажется, подходила ему; его сине-серые туманы, так отличающиеся от тосканского солнечного света, становятся погодой его картин. И именно в Милане он начал вести тетради. Кеннет Кларк, чья книга о Леонардо, написанная в 1930-е годы, до сих пор остается незаменимой, отмечает, что размах его деятельности заставил его записывать свои идеи своим странным письмом справа налево и комментировать свои рисунки, начиная с с простыми механизмами и заканчивая миром.

«Вор, лжец, упрямый, жадный»: этими четырьмя раздраженными словами, написанными в 1491 году, после десятилетнего пребывания в Милане, Леонардо описал фигуру, с которой у него были самые прочные отношения в его жизни. Джан Джакомо Капротти было десять лет, когда он пришел в мастерскую в прошлом году. Бедного мальчика необыкновенной красоты, его привели в качестве слуги, вероятно, также в качестве модели, и чтобы выучить его на художника — позже он сделал скромную карьеру — и пробыл там двадцать восемь лет. Он, кажется, напоминал одного из ангелов Леонардо. Вазари писал о его красоте и особенно о его «прекрасных вьющихся волосах, которые обожал Леонардо». Однако, поскольку с самого начала у него была привычка воровать кошельки, серебряные перья и все остальное, что попадалось ему в руки, Леонардо дал ему прозвище Салаи — более или менее Маленький Дьявол, — и именно так он был известен истории.

Кажется справедливым предположить, что они стали любовниками, когда Салаи был подростком. Другой из первых биографов Леонардо, Джованни Паоло Ломаццо, писавший примерно в 1560 году, придумал диалог между Леонардо и греческим скульптором Фидием, в котором Леонардо отвечает на вопрос, играли ли он и Салаи когда-либо в «ту «заднюю игру», которую так любят флорентийцы. много» с бурным утвердительным: «Много раз!» В качестве объяснения он вспоминает красоту Салаи, «особенно лет пятнадцати». Современные ученые идентифицировали ряд рисунков предположительно Салаи, в основном в более позднем возрасте, когда волосы еще вьются, но подбородок слаб, а плоть уже несколько дряблая. Однако если он не произвел на нас полного впечатления, то он продолжал производить впечатление на Леонардо, чей самый трогательный портрет изображает взрослеющего человека, легко, почти рассеянно нарисованного вокруг рисунка человеческого сердца.

Именно тогда, когда он делал заметки о полёте птиц, и особенно красного коршуна с раздвоенным хвостом, он вспомнил о своём раннем опыте и записал в блокнотах единственный отрывок о своём детстве. Игнорированный до тех пор, пока Фрейд не написал об этом небольшую книгу в 1910 году, отрывок до сих пор привлекает внимание. В этом воспоминании — или, как предположил Фрейд, в этой фантазии — воздушный змей слетел на художника в колыбели, «и открыл мне рот своим хвостом, и несколько раз ударил меня своим хвостом в мои губы». Фрейд извинился за то, что указал, что фантазия «соответствует идее фелляции», что читатели вполне могут счесть серьезным оскорблением художника, хотя «традиция на самом деле представляет Леонардо как человека с гомосексуальными чувствами». Чувства, которые, по мнению Фрейда, не имели сексуального выхода: само существование тетрадей, по его мнению, свидетельствовало о перенаправлении сексуальной энергии Леонардо на его навязчивые исследования. Сам Леонардо не был чужд таких мыслей, написав в одной из тетрадей: «Интеллектуальная страсть вытесняет чувственность». Невозможно узнать, имел ли он в виду опыт дня или всей жизни, но нетрудно представить, что он сделал бы с утверждением Фрейда о том, что он никогда не испытывал сексуальной страсти.

«Какой сорт лучше всего подходит для того, чтобы сидеть без дела и в конце концов сгнить, потому что ты даже не любишь яблоки, ты просто хотел сделать что-то «падшее»?»

Исследование Фрейда было дискредитировано по многим пунктам, самым важным из которых является его теория о том, что «психический генезис гомосексуализма» лежит в эротической привязанности мальчика к слишком любящей матери. Отталкиваясь от этой теории в обратном направлении, он пришел к выводу, что «бедная, покинутая» Катерина должна была жить одна со своим сыном, по крайней мере, первые три года его жизни. Удивительно, но самый замечательный из современных биографов Леонардо — Серж Брамли, писавший в 1988, и Чарльз Николл с богатыми нюансами, написанный в 2004 году, — хотя и вряд ли некритичный по отношению к анализу Фрейда, он считает, что его мысли об отношениях художника с его матерью имеют непреходящую ценность. Исааксон почти освежает своим резким неприятием не только Фрейда, но и любых попыток психоанализа человека, жившего пятьсот лет назад (хотя иногда он нарушает собственное правило). По его мнению, птица, хвост и все остальное отражают не что иное, как интерес Леонардо к полету. Правда это или нет — кто может сказать? — хорошо иметь обширную биографию, которая (наконец-то) предполагает отсутствие необходимости объяснять сексуальность художника.

Задолго до Фрейда критики отмечали, что Леонардо рисовал фигуры, демонстрирующие то, что Фрейд называл «блаженным союзом мужской и женской природы». Восхитительный ангел в каждой из двух версий «Мадонны в скалах», заказанных в Милане, является явным потомком ранних флорентийских ангелов и сбивает с толку любую попытку присвоить этой фигуре местоимение, возможно, также передающее теологический идеал. как личное. На самом деле на подготовительном рисунке обеих фигур изображена женщина. (Микеланджело довольно навязчиво избегал пола: его мускулистые женские фигуры — Ливийская Сивилла на Сикстинском потолке, Ночь в капелле Медичи — были явно смоделированы по образцу мужчин, о чем свидетельствуют рисунки.) На более откровенно эротической территории Леонардо Картина с изображением Иоанна Крестителя общеизвестно эпиценна (Исааксон пишет о ее «непослушности»), и некоторые видели в ней идеализированный Салаи. Еще более странно, что есть сходство между этим святым Иоанном и женщиной на картине, которую часто называют «Обнаженной Моной Лизой», которая сидит с обнаженной грудью на фоне туманного пейзажа, повернувшись, чтобы посмотреть зрителю в глаза. Существует по крайней мере восемь копий этого мягко улыбающегося полуобнаженного портрета в подчеркнуто леонардовском стиле, и на законченном рисунке могут быть видны собственные исправления Мастера. Очевидно, его студия питала аппетит не только к Мадоннам.

Но никто не был готов к появлению в 1991 году в Нью-Йорке рисунка бескрылого ангела с пустыми глазами, верного, но рассеянного кузена этих других фигур, на котором изображена женская грудь и огромная эрекция, лишь слегка размытая там, где попытки стереть ее не увенчались успехом. Веселая карикатура? Гермафродитная порнография? Исааксон предлагает и то, и другое, но даже толстый том, посвященный рисунку, отредактированный ведущим специалистом по Леонардо Карло Педретти, не может дать никаких ответов. Одна история гласит, что рисунок был частью секретного хранилища непристойных материалов Леонардо, хранившегося в Королевской коллекции в Виндзорском замке. Работы якобы были украдены в девятнадцатом веке, что вызвало не судебное преследование, а облегчение.

Честолюбие Леонардо часто мешало ему завершить что-то или разрушало то, что он завершил. Бронзовая лошадь, которую он спроектировал для Людовико, была настолько огромной, что отлить ее оказалось невозможно; В конце концов Людовико отправил необработанную бронзу в соседнее государство для изготовления пушек, готовясь к угрозе нападения французов. Возможно, это был страх Людовико, что французы ускользнут с «Тайной вечерей», что заставило Леонардо написать картину прямо на стене трапезной Санта-Мария-делле-Грацие, церкви, которую Людовико выбрал для своей могилы. Опять же, масштаб был огромным — двадцать девять футов в ширину, пятнадцать футов в высоту — и Леонардо был в затруднительном положении относительно техники. Он любил работать медленно, переосмысливать, добавлять слой за слоем, что было невозможно с фреской, которая быстро высыхала и приклеивалась к стене. Тем не менее, он не был уверен, как сделать так, чтобы его любимый материал — масляная краска — успешно склеивался. Экспериментируя, он состряпал смесь масла и темперы, и где-то около 149 г.5, он пошел на работу. Используя все, что он узнал за годы учебы об анатомии, перспективе, свете, цвете и физических проявлениях человеческих эмоций, он нарисовал один из самых знаменитых шедевров в мире, завершенный к началу 1498 года и отслоившийся от стены к 1517 году. Леонардо тогда был жив и знал бы.

Французы не смогли сорвать картину со стены, это правда, хотя серьезно задумались почти сразу же, как только взяли город штурмом, в 1499 году, изгнав Людовико. Однако более успешными они были с художником. Вскоре Леонардо установил теплые отношения с оккупационными войсками Людовика XII, заработав неуказанные «обязательства перед Его Величеством королем Франции». Только угроза возвращения Людовико заставила его покинуть город и вернуться во Флоренцию, где он познакомился с еще большим мастером Realpolitik, Никколо Макиавелли. В то время Макиавелли был посланником Флорентийской республики, ведя переговоры, чтобы удержать печально известного военачальника Чезаре Борджиа от нападения на город. Кажется, именно под покровительством Макиавелли в 1502 году Леонардо стал военным инженером Борджиа. Он осматривал крепости, составлял карты и проектировал оружие — возможно, он также действовал в качестве шпиона Флоренции, — пока Борджиа завоевывал города в центральной Италии, ведя бойню, которая потрясла даже Макиавелли. Леонардо продержался на этой должности восемь месяцев.

Вернувшись во Флоренцию, где распространилась слава о «Тайной вечере», его встретили как великого мастера, вернувшегося домой. Толпы стекались, чтобы увидеть новую выставленную работу; он отказывался от комиссионных от титулованных и богатых. Но он принял заказ на патриотическую батальную сцену на стене Зала Большого городского совета и завершил подготовительную карикатуру, которая была одной из самых сильных работ, которые он когда-либо делал. «Битва при Ангиари» рассматривалась и как памятник военным страстям, и как страстное антивоенное высказывание: лица мужчин жестоко перекошены, лошади рвут друг друга в плоть, одна лошадь кричит от боли, как что-то из «Герники» эпохи Возрождения. ». Однако, как только он готовился к работе над самой картиной, городское правительство поручило Микеланджело расписать еще одну стену в той же комнате, преднамеренно спровоцировав соревнование между двумя величайшими художниками Флоренции.

Микеланджело ненавидел Леонардо. Из их работы ясно, почему они могли не поладить. Жесткая линия Микеланджело, даже в живописи, была скульптурной и сознательно противоречила той смягченной атмосфере, которую преследовал Леонардо. Но неприязнь была и личной. Микеланджело, которому тогда было за двадцать, был грубым, трудолюбивым, неухоженным и, по его собственным словам, соблюдал целомудрие из-за того, что, по-видимому, было его строго подавленным и одухотворенным гомосексуализмом. В какой-то момент он оскорбил Леонардо на улице, насмехаясь над бронзовой лошадью, которая осталась незавершенной, в результате чего, как сообщается, Леонардо остался стоять с красным лицом. Свидетель этого инцидента счел нужным отметить, что Леонардо, всегда прекрасный в своей внешности, ходил по Флоренции в розово-розовой тунике, и невозможно устоять перед выводом, как раздражал Микеланджело, должно быть, пожилого художника с его павлиньим одеянием и его надушенный воздух и то, что теперь составляло свиту роскошно одетых помощников.

Леонардо, казалось, был рад подлить масла в огонь. За несколько месяцев до того, как Микеланджело было поручено рисовать вместе с Леонардо, в начале 1504 года, состоялось собрание, чтобы просмотреть его почти законченную статую Давида и решить, где в городе она будет стоять. Присутствовали все видные художники города — Боттичелли, Перуджино, Филиппино Липпи (сын художника-монаха и монахини), — но один Леонардо возражал против открытой наготы фигуры и заявил о необходимости «приличного украшения». Крошечный набросок, который он сделал на месте, показывает статую с оскорбительным членом, аккуратно скрытым тем, что Исааксон описывает как «бронзовый лист».

Как плоский диск Земли стал Мультиверсом: от шумеров до коллайдера

Могут ли внутри элементарных частиц находиться целые миры, как темная материя участвовала в формировании Вселенной, что такое войды, гало и балдж? Книга Сергея Язева «Вселенная. Путешествие во времени и пространстве», вошедшая в длинный список премии «Просветитель», дает ответы на эти и многие другие вопросы.

Сергей Язев. Вселенная. Путешествие во времени и пространстве. СПб.: Питер, 2020

Небесная твердь и неподвижные звезды

Примерно треть книги посвящена историческому обзору представлений человека о мире и своем месте в нем. Месопотамия (где были заложены основы астрономии, географии и других наук — мы это знаем по сохранившимся глиняным табличкам), древние Египет, Греция, Рим…

Такой, например, видел Землю древнегреческий философ Анаксимандр — неподвижной и в форме плоского диска.

Рисунок из книги (18 стр.)

А вот картина мира Пифагора: в центре Вселенной находится священный огонь (Гестия), вокруг которого вращается Антихтон (Противоземля) — это космическое тело нужно, чтобы заслонять Землю от центрального огня. Земля движется вокруг Гестии, за Землей — Луна, затем Солнце, Меркурий, Венера, Марс и т. д. Твердые шарообразные сферы с закрепленными на них планетами вложены одна в другую. Сферы вращаются каждая со своей скоростью.

Рисунок из книги (32 стр.)

В центре системы мира Птолемея — тоже Земля. Она неподвижна, а каждая из других планет движется по своей траектории. Мир заключен в твердую сферу неподвижных звезд (как в скорлупу), радиус которой, если переводить расчеты Птолемея в современные единицы измерения, ~ 100 млн км. Это ⅔ истинного расстояния Земли до Солнца. В системе Птолемея в этом пространстве уместились все тела системы — от Луны до Сатурна.

Рисунок из книги (48 стр.)

Наконец, вот такой представлялась гелиоцентрическая (с Солнцем в центре) система Николая Коперника. Вокруг Земли вращается только Луна. Земля, как и другие планеты, движется вокруг Солнца. Планеты закреплены на твердых концентрических прозрачных сферах, самая внешняя из которых — со звездами на своей поверхности (как точечные светильники на потолке). И если у Птолемея эта сфера непрерывно и очень быстро вращалась (полный оборот за звездные сутки), то у Коперника она остается неподвижной.

Рисунок из книги (68 стр.)

Не будем более останавливаться на том, как эволюционировали представления о Вселенной, какие перипетии имели место в истории становлении науки и какие открытия / наблюдения / расчеты стали ключевыми вехами — в книге представлен пусть и краткий, но обстоятельный исторический экскурс.

Рассмотрим некоторые показавшиеся нам интересными феномены, открытые преимущественно в XX веке (а кое-что и вовсе недавно), и то, что наука в ее актуальном состоянии может об этих феноменах нам рассказать.

По ту сторону черной дыры

В прошлом году общественности представили первое в истории фото «тени» черной дыры — темной области на фоне кольца, образованного светом от падающего на дыру вещества и ее огибающего (увидеть саму черную дыру невозможно в принципе).

Фото сделано с помощью международной сети радиотелескопов Event Horizon Telescope (EHT). На снимке: «тень» сверхмассивной черной дыры в центре Мессье 87 (M87) — эллиптической галактики ~ в 55 млн световых лет от Земли. Черная дыра в 6,5 млрд раз больше массы Солнца.

Фото: https://www.nasa.gov

Сергей Язев предлагает представить двух гипотетических «бессмертных» исследователей: одного угораздило встретиться с черной дырой, другого — стать свидетелем этой встречи.

Что произойдет? Можно сказать, что реальность «расколется» надвое. В «мире номер раз» мы будем иметь бесконечное падение в дыру первого исследователя (если он «бессмертен») или мгновенное его испепеление (если он такой, как все). В «мире номер два» гипотетический исследователь живым и невредимым вынырнет в дивный новый мир — в другой мир.

Причина данной «загогулины» в следующем. Согласно теории относительности Эйнштейна, всякая масса искривляет пространство и меняет ход времени (до этой теории Вселенная рассматривалась как пассивное вместилище). Объекты с малой массой незначительно искривляют полотно пространства-времени, большие же (например, крупные звезды, не говоря уже о сверхмассивных черных дырах) — значительно.

Представим ткань Вселенной в виде пленки. Объекты с большой массой продавливают ее, образуя впадину, — объект меньшей массы скатывается к более крупному. Со стороны это будет выглядеть, как «большое притянуло малое» (звезда — например, Солнце — «притянула» планету).

Рисунок из книги (стр. 167)

Чтобы малый объект не скатился в воронку окончательно, нужно придать ему значительную скорость (больше некой критической, называемой первой космической). И он будет двигаться вокруг, не скатываясь вниз.

Таким образом, пространство-время оказалось гибким, динамичным, колеблющимся — «с изгибами, складками, бегущими волнами и даже проколами».

Миры внутри элементарных частиц?

Но вернемся к черным дырам, чьи размеры, напомним, невелики, а масса, напротив, грандиозна.

«Сила тяготения когда-то проделала гигантскую работу, чтобы собрать, притянуть, сблизить, объединить, упаковать огромное количество материи в виде вещества и излучения в объем черной дыры, а значит, „закачать” туда огромную энергию. Этой энергии оказывается достаточно, чтобы сначала искривить, а затем порвать (курсив мой — Д. Б.) в этом месте ткань пространства-времени нашей Вселенной», — пишет Сергей Язев.

А раз так, то где гарантия, что наша Вселенная не есть «внутренности» какой-нибудь дыры, по отношению к нам внешней? Исключать такой версии нельзя, раз существуют объекты, внутри которых могут находиться целые миры (размер пространства и ход времени там могут быть совсем иными). Сергей Язев отмечает: строго говоря, такими «мироносцами» могут быть не только черные дыры, но и гипотетические элементарные частицы, так называемые фридмоны.

Теоретически, внутри такой частицы может разворачиваться свое беспредельное пространство-время — с Большим взрывом и триллионом лет истории по собственному времени.

Отсюда теория хаотичной, стремительно расширяющейся «родительской» Вселенной, порождающей все новые и новые «дочерние» вселенные. Они не взаимодействуют друг с другом, но в каждой из них происходят аналогичные «первопроцессы», порождающие уже свои вселенные со своими Большими взрывами. Таким образом вселенных может быть бесконечно много.

Большой мир с бесконечным числом вселенных называют Мультиверсом (англ. Multiverse, по аналогии с Universe — Вселенная). Или Мультивселенной.

Закатывает ли Вселенная рукава?

Наша Галактика похожа на плоскую раскручивающуюся спираль. Два спиральных рукава берут начало от концов центральной перемычки, называемой «бар», и раскручиваются в пространстве. Перемычка проходит через центральное сгущение (балдж). Два основных рукава дробятся (астрономы выделяют пять рукавов).

Размеры Галактики колоссальны. Ее диаметр, измеряемый по внешним контурам спиральных рукавов, более 100 000 световых лет (на самом деле еще больше — с учетом темной материи). Расстояние от центра Галактики до нашей Солнечной системы — ~ 26 000 световых лет. Толщина диска Галактики — ~ 1 000 световых лет. Современная оценка числа звезд в Галактике — где-то 400 миллиардов.

Схема нашей Галактики

Рисунок из книги (118 стр.)

«Точнее сказать сложно (многие звезды загорожены облаками пыли и газа), но мы твердо знаем, что их, по крайней мере, вдвое меньше триллиона и точно больше трехсот миллиардов <. ..> Кроме того, известно, что в центре масс Галактики, загороженная облаками газа и пыли, находится сверхмассивная черная дыра», — утверждает Сергей Язев.

Протозвезды и протогалактики

Известная нам Вселенная не абсолютно однородна — вещество сконцентрировано в звездах, объединяющихся в галактики, которые имеют тенденцию образовывать скопления и сверхскопления галактик. Между этими скоплениями — гигантские пустоты (так называемые войды) в сотни миллионов парсек. Однако при максимально крупном масштабировании Вселенная представляет собой гигантскую сетку с приблизительно одинаковыми ячейками — скопления галактик и войды распределены примерно равномерно. С этой точки зрения Вселенная однородна.

Но на меньших масштабах, повторимся, не однородна ни разу. Если материя была бы распределена равномерно, Вселенная представляла бы собой газ (везде одинаковой плотности) из элементарных частиц, погруженных в электромагнитное излучение. Планет, звезд, пылевых облаков, астероидов и всего прочего не было бы.

Да и современная физика не знает абсолютно одинаковой плотности вещества — такого просто не бывает.

В изначальной горячей Вселенной возникали флуктуации (случайные отклонения) плотности материи — где-то она становилась чуть-чуть выше, чем в соседних областях. Из-за этого данный объем пространства концентрировал в себе вещества немного больше, чем соседний объем. Эта область начинала «притягивать» к себе частицы чуть сильнее, чем соседние. Масса и плотность этой области увеличивалась. Постепенно процесс разгонялся, флуктуации нарастали как снежный ком, контраст плотности возрастал — вещество из окружающих областей перемещалось в область нарастающей массы.

«Самое главное, что иначе быть не может: не бывает вещества без флуктуаций плотности. Достаточно флуктуации случайно появиться, включится закон тяготения в форме гравитационной неустойчивости. Он будет работать автоматически, усиливая флуктуацию и формируя тем самым сгущение материи — протогалактику», — пишет Сергей Язев.

В этих огромных сгущениях газа возникли новые гравитационные неустойчивости — но уже в меньших масштабах. Из сравнительно плотного газа сформировались еще более плотные газовые сгустки — протозвезды. Сила тяготения привела к падению оставшегося газа на протозвезды и к последующему нагреву.

Наконец, температура и плотность в недрах газовых шаров рано или поздно достигала таких значений, при которых вспыхивают термоядерные реакции — протозвезды превращаются в звезды.

Рисунок из книги (стр. 211)

Темная материя предшествовала «видимой» Вселенной?

Сергей Язев отмечает, что еще в середине XX века астрономы стали замечать, что расположенные на периферии галактики звезды движутся почти с той же скоростью, что и звезды рядом с центром (а должны бы замедляться). Такое распределение скоростей не соответствовало расчетам масс галактики.

Изначально было такое объяснение: астрономы не учитывали невидимые черные дыры, недооценивали количество пыли и газа в галактиках, не видели небольшие тусклые звезды (например, черные карлики). Но если учесть все это, масса все равно значительно не увеличится. А чтобы расчеты соответствовали наблюдениям, «скрытой массы» должно быть в 5-6 раз больше, чем всего видимого вещества.

Новое предположение: существует некая таинственная «скрытая масса», распределенная по всей галактике (и даже выходящая за пределы внешних ее границ).

Так возникло представление о темной материи. Как подчеркивает Сергей Язев, в настоящее время гипотеза о ее природе сводится к следующему: это неизвестный науке тип элементарных частиц, чрезвычайно слабо или вовсе не взаимодействующих с известным нам веществом.

По всей видимости, эти элементарные частицы не подчиняются так называемому сильному ядерному взаимодействию — силам, которые склеивают протоны между собой в ядре атома и не дают им разлететься под действием электрического отталкивания (иначе образовывались бы ядра непривычных нам атомов). Частицы темной материи не должны подчиняться и электромагнитному взаимодействию — это означает, что они не влияют на электромагнитное излучение (свет). Поэтому мы их и не видим.

«Один из гипотетических вариантов еще не открытых частиц физики и астрономы назвали аббревиатурой WIMP (Weakly Interacting Massive Particles (слабо взаимодействующие массивные частицы), или просто вимпы. Если они существуют, то их можно почувствовать только по их гравитационному воздействию. Они присутствуют и в нашей Галактике, и в нашей Солнечной системе, находятся рядом с читателем этой книги и постоянно проходят его насквозь. Читатель, впрочем, этого не замечает, поскольку, как следует из их названия, они слабо взаимодействуют с веществом», — пишет автор книги.

Более того, есть гипотеза, что флуктуации распределения темной материи на заре формирования Вселенной могли привести к образованию ее структуры. В ранние времена после Большого взрыва еще до флуктуаций протонов, нейтронов и электронов возникали флуктуации частиц темной материи, не взаимодействующей с фотонами. А когда по мере остывания Вселенной протоны, нейтроны и электроны смогли объединиться, формируя атомы водорода (а также небольшого количества дейтерия («тяжелого водорода») и гелия), первичные флуктуации — сгустки темной материи — уже имели место. В этих сгущениях под действием их гравитации стали концентрироваться сгустки барионной материи, из которых сформировались сгущения газа — протогалактики, превратившиеся со временем в скопления звезд — галактики.

Как отмечает Сергей Язев, сегодня определены вклады всех известных видов материи в плотность Вселенной. Плотность темной материи и привычного нам вещества — примерно 3×10⁻³⁰ г/см³. Это чрезвычайно мало. Почему так, ведь существуют масштабнейшие звезды с огромной плотностью, образующие галактики, в которых таких звезд сотни миллиардов? Есть огромные молекулярные облака и грандиозные облака пыли между звездами…

«Все дело в гигантском объеме, в котором распределено вещество Вселенной. Расстояние между звездами внутри галактик огромно, расстояние между галактиками — тем более. Значительная часть пространства Вселенной — это пустота (точнее, почти пустота), где можно найти лишь отдельные частицы, мизерные по массе. Если же вспомнить огромные, совершенно пустые пространства войдов протяженностью в сотни миллионов световых лет, где нет ни звезд, ни планет, ни пыли, ни газа, то получается, что средняя плотность вещества во Вселенной чрезвычайно мала. Если же оценить среднюю плотность темной энергии <…> получается несколько больше: 7 × 10⁻³⁰ г/см³. Это соответствует плотности энергии, которую обеспечивают всего три атома водорода в кубическом метре. Кажется, что это очень мало. Но это существенно больше средней плотности обычного вещества во Вселенной».

Что касается обнаружения частиц темной материи, то для этого проводятся эксперименты на Большом адронном коллайдере. Но пока, как отмечает Язев, коллайдер осуществил не открытие, а «закрытие» частицы нейтралино (относящейся к вышеназванным вимпам).

Что тогда темная материя, если не вимпы? Теоретики рассматривают другие варианты: стерильные нейтрино и аксионы. Будут «ловить» их.

Полпроцента за ~ 2 500 лет

Итак, согласно последним общеизвестным данным, во Вселенной содержится:

• ~ 6,9×10⁻³⁰ г/см³ (68,89 %) темной энергии,
• ~ 2,6×10⁻³⁰ г/см³ (26,07 %) темной материи,
• ~ 0,49×10⁻³⁰ г/см³ (4,9 %) барионной материи,
• малые доли % — электромагнитное излучение + нейтрино.

Рисунок из книги (256 стр.)

Сергей Язев подчеркивает: в последние десятилетия дополнительно выяснилось, что исследователи серьезно недооценивали массу газа (преимущественно водорода) в межгалактическом пространстве. Бóльшая часть (4,5 % из 5 %) от общей плотности энергии во Вселенной, которая приходится на вещество, принадлежит межгалактическому газу, а привычная нам материя, из которой состоят звезды, планеты, астероиды, пыль, газопылевые облака внутри галактик — это не более 0,5 %.

«Мир, который астрономы исследуют, начиная с древних греков на протяжении последних двух с половиной тысяч лет — это всего лишь полпроцента от всей энергии/массы, которая присутствует в наблюдаемой (а скорее всего, и не только наблюдаемой) части Вселенной», — констатирует автор.

Рисунок из книги (257 стр.)

Пути и шествия Вселенной

А вот краткое поэтапное изложение истории формирования Вселенной (такой сценарий предлагает современная наука).

Внутри крошечного клочка высокоэнергетичного вакуума (материи в особом, крайне маловероятном состоянии — такой сегодня не существует) действуют и грандиозная сила гравитации, и чудовищная сила отталкивания (втрое больше). Из-за этого клочок раздувается.

↓

Скрученное, сжатое до минимально возможных размеров внутреннее пространство-время этого клочка стремительно развертывается, расширяясь с бешеной, постоянно нарастающей скоростью.

↓

В ходе растяжения неизбежно возникают мизерные флуктуации — слабые локальные отклонения от среднего значения (где-то плотность становится чуть больше или чуть меньше). Флуктуаций становится больше в ходе расширения, которое происходит чрезвычайно быстро — невероятно малые доли секунды.

↓

Высокоэнергичный вакуум распадается, материя превращается в обычный (стабильный, нераспадающийся) физический вакуум. Значительная доля первичного вакуума трансформируется в энергию вещества (темного и барионного) и на энергию электромагнитного излучения. На этом этапе Вселенная представляет собой безграничный огненный океан из раскаленного вещества и коротковолнового излучения.

↓

Распад первичного вакуума и рождение частиц — это и есть Большой взрыв.

↓

Большой взрыв порождает частицы вещества и антивещества. Последнее тут же аннигилируется, превратившись в электромагнитное излучение (хотя есть мнение, что где-то антивещество могло и сохраниться — например, в чрезвычайно далеких от нас галактиках, где не может взаимодействовать с обычным веществом).

↓

С появлением частиц «включается» гравитация, с распадом высокоэнергетичного вакуума — «отключается» антигравитация. Пространство Вселенной изначально расширяется по инерции (благодаря колоссальной кинетической энергии, набранной на предыдущем этапе). Но затем гравитация работает как тормоз. Скорость расширения постепенно уменьшается, но все равно остается огромной, из-за чего плотность материи в целом во Вселенной (кроме физического вакуума) неуклонно падает.

↓

Первые флуктуации плотности приводят к развитию сгущений и разрежений, гравитационная неустойчивость формирует уплотнения газа частиц темной материи.

↓

Колоссальная температура позволяет частицам сталкиваться, но всей «таблицы Менделеева» еще не получается. Из-за того, что плотность фотонов (квантов электромагнитного излучения) больше плотности вещества, образуются лишь самые простые реакции (например, 12 ядер атомов водорода (протонов) превращаются в ядро атома гелия).

↓

Вселенная расширяется — падает температура, снижается плотность. Ядра водорода и гелия получают возможность присоединить к себе электроны — формируются нейтральные атомы. В нейтральном газе электромагнитное излучение может распространяться сквозь среду — газ становится прозрачным. Реликтовое излучение существовало и раньше, но только теперь получает возможность свободно распространяться по ставшей для него прозрачной Вселенной. Плотность излучения уменьшается значительно быстрее плотности вещества. Излучение уже не мешает гравитационной неустойчивости — и газ, состоящий из водорода и гелия в массовом соотношении 3:1, скучивается в местах уже наметившегося сгущения частиц темной материи.

↓

«Произошло нечто удивительное. Гравитация локально победила расширение: сгущения вещества выпали из этого процесса. Гигантские облака темной материи и притянутые к ним облака водорода и гелия сами уже не расширялись: здесь движение этих частиц подчинялось закону тяготения — искривившееся в этих местах пространство-время удерживало материю от расширения. Но пространство между галактиками продолжало расширяться, и это расширение постепенно уносило протогалактики друг от друга», — пишет Сергей Язев.

↓

При этом разлет галактик нельзя сравнивать, например, с разлетом осколков разорвавшегося снаряда (они разлетаются внутри пространства, которое не расширяется). Галактики, напротив, находятся в растягивающемся пространстве и потому удаляются друг от друга как блестки на воздушном шаре (но только блестки-галактики есть не только на поверхности шара, но и в составе гелия, которым наполняют шар).

Рисунок из книги (263 стр.)

↓

В протогалактиках из сгущений газа формируются звезды, становящиеся фабриками химических элементов. Внутренние термоядерные реакции, взрывы при взаимодействии близких звезд — эти и другие катастрофические процессы порождают твердые микроскопические частицы пыли, содержащие рожденные в звездах кремний, железо, углерод, окись титана. Они становятся твердым материалом для формирования астероидов, карликовых планет, планет и их спутников.

↓

Примерно через 7 миллиардов лет после Большого взрыва (незадолго до того, когда на Земле появились первые живые организмы) пространство-время Вселенной настолько растягивается, что стало проявляться отталкивание, порожденное вакуумом. Близкие галактики разлетаются по инерции, участвуя в общем потоке растягивающегося пространства. Но ставшие далекими галактики начали понемногу ощущать нарастающее отталкивание, и растягивание пространства стало ускоряться.

«Так случилось, что наш разум возник на фазе ускоренного расширения Вселенной. Скорее всего, раньше это случиться не могло: почти 4 миллиарда лет развивалась жизнь на Земле — от момента окончательного формирования планеты и возникновения первой примитивной жизни до появления разума», — резюмирует Сергей Язев.

Какую форму имеет Земля? Как древние люди представляли себе Землю?

Правильное представление о Земле и ее форме сложилось у разных народов не сразу и не в одно и то же время. На представления людей о Земле оказывала влияние окружающая их природа. Так, жители Вавилона представляли Землю в виде горы, на западном склоне которой расположен Вавилон. Древние жители Индии представляли Землю в виде половины шара, опирающегося на слонов, которые, в свою очередь, стоят на огромной черепахе. Древние греки считали, что Земля имеет форму выпуклого диска, который со всех сторон омывает река Океан. Над Землей раскинулся медный небосвод, по которому движется Солнце, поднимаясь и погружаясь ежедневно в воды Океана.

С развитием техники и корабельного дела люди начали совершать все более дальние путешествия. И постепенно стали накапливаться доказательства шарообразности Земли.

Развитие мореплавания и дальние путешествия не только заставили людей задуматься о форме Земли, они давали огромное количество информации о вновь открываемых территориях. Эту информацию нужно было каким-то образом фиксировать, передавать от одних людей другим. Так появились первые изображения местности, которые стали совершенствоваться и впоследствии превратились в географические карты.

Выдающимися путешественниками были древние греки. Историк Геродот путешествовал по Египту, Малой Азии, Балканскому полуострову, а также по южным областям Восточно-Европейской равнины — землям легендарных скифов. Он составил описания природы, собрал интересные, порой полуфантастические сведения о народах, живших на севере и северо-востоке Восточно-Европейской равнины. Другим путешественником из Древней Греции был астроном Пифей. Он исследовал север Европы, достиг Британии, первым установил зависимость между географической широтой и длиной дня и ночи. (Проследите маршрут Геродота и Пифея по карте.)

Но настоящим временем географии стала эпоха Великих географических открытий (XV—XVII вв.). Ей предшествовало удивительное путешествие Марко Поло. В 1271 г. он вместе с отцом и дядей отправился в далекое торговое путешествие. Их путь пролегал через Средиземное море, потом по долине реки Тигр до Персидского залива, далее через пустыни и горы Центральной Азии в Китай. Там целых 17 лет семья Поло занималась торговлей, а затем отплыла обратно. Путь пролегал через острова Индонезии, вокруг Индокитая, мимо Цейлона. В общей сложности семья Поло путешествовала 22 года.

Рассказы путешественников о далеких странах, их богатстве и роскоши побудили европейцев искать удобный морской путь в страны Востока. Экспедиция Васко да Гамы отправилась на поиски пути вокруг Африки в Индию. Два с лишним года продолжалась эта экспедиция, и новый морской путь из Европы в Индию был открыт.

Вслед за этим родилась идея плыть из Европы в Индию не на восток вокруг Африки, а на запад и достичь Индии с другой стороны. Христофору Колумбу удалось убедить испанских королей снарядить экспедицию, и в 1492 г. в плавание вышли три корабля. Колумб достиг островов Центральной Америки, но о том, что это новая часть света, а не Азия, узнали намного позже.

Первое кругосветное путешествие совершил Ф. Магеллан. В 1519 г. его флотилия из пяти кораблей вышла из Испании. Лишь один корабль в 1522 г. возвратился назад. Сам Магеллан погиб.
Российские путешественники Фаддей Фаддеевич Беллинсгаузен и Михаил Петрович Лазарев внесли вклад в открытие последнего неизвестного материка — Антарктиды. В 1820 г. корабли под их командованием подошли совсем близко к берегам ледового континента.

В наши дни все территории суши достаточно исследованы и описаны. Теперь внимание ученых устремилось в верхние слои атмосферы, глубины Земли и Океана. Для исследования атмосферы запускаются шары-зонды, космические спутники передают сигналы о процессах, происходящих на Земле, бурятся сверхглубокие скважины, опускаются на дно Мирового океана специальные аппараты. Результаты географически; исследований используются во всех сферах жизни человека.

Заговор плоской Земли распространяется по всему миру

Public Domain

Trekky0623

Азимутальные равноудаленные проекции сферы, подобные этой, также были использованы в качестве изображений модели плоской Земли, изображающей Антарктиду в виде ледяной стены, окружающей Земля в форме диска.

Автор:
Роб Пичета, CNN

(CNN) — «Я не хочу быть плоскоземельцем», — говорит Дэвид Вайс усталым голосом, когда он размышляет о своем личном пробуждении. «Вы бы проснулись утром и хотели, чтобы все думали, что вы идиот?»

Но Вайс — плоскоземельщик. С тех пор, как четыре года назад он пытался и не смог найти доказательство земной кривой, он с явной страстью верил, что наша планета плоская и неподвижная, и это перевернуло его мир с ног на голову.

«Я совершенно взбесился», — говорит Вайс CNN в телефонном интервью. «Он буквально выбивает коврик из-под вас».

Теперь Вайсу скучно общаться с большинством людей, хотя у него, «к сожалению», все еще есть друзья, которые верят в круглую землю. «У меня нет проблем ни с кем, кто хочет верить, что мы живем на шаре. Это их выбор», — говорит он. «Это просто не то, с чем я резонирую».

Вайс предпочитает тех, кто разделяет его жизненно важные убеждения.

И это сообщество огромно.

На этой неделе бизнесмен посетил третью ежегодную международную конференцию Flat Earth, которая проходила в отеле Embassy Suites в пригороде Далласа, штат Техас. Организаторы сообщили CNN, что поехало еще около 600 человек.

Предыдущие конференции проводились в Роли и Денвере, а в Бразилии, Великобритании и Италии в последние годы также проводились съезды о плоской Земле.

Расписание мероприятия напоминало корпоративную конференцию, с некоторыми довольно заметными поворотами. Спикеры выступили с презентациями, в том числе «Космос — это фальшивка» и «Испытание Луны: перспектива глобусной лжи». Были вручены награды за лучшее видео года о плоской Земле. А верующие упивались возможностью встретиться с несколькими наиболее влиятельными умами движения.

«Мы все общаемся онлайн (но) это сближает нас, чтобы мы могли пожать друг другу руки и обнять», — говорит Вайс. «Мы можем сотрудничать, мы можем завести новых друзей. Потому что, знаете ли, наши старые друзья… мы потеряли много друзей».

В ясный день кривизну земли можно увидеть из иллюминатора самолета. Но примечательно, что сотни плоскоземельцев на съезде в Далласе были лишь небольшой частью движения.

Люди в каждом уголке этой сферической планеты отвергают науку и распространяют слухи о том, что Земля плоская.

Нет четкого исследования, показывающего, сколько людей были убеждены — и плоскоземельцы, такие как Вайс, скажут вам без доказательств, что в шкафу в любом случае есть миллионы, включая голливудских знаменитостей и пилотов коммерческих авиакомпаний — но онлайн-сообщества имеют сотни тысяч подписчиков, а YouTube наводнен создателями контента о плоской Земле, чье производство достигает миллионов.

Опрос более 8000 взрослых американцев, проведенный YouGov в прошлом году, показал, что каждый шестой американец не совсем уверен, что Земля круглая, в то время как опрос более 2000 взрослых бразильцев, проведенный институтом Datafolha в 2019 году, показал, что 7% людей в эта страна отвергает эту концепцию, сообщают местные СМИ.

Сообщество плоскоземельцев имеет своих знаменитостей, музыку, товары и увесистый каталог псевдонаучных теорий. Это было предметом документального фильма Netflix и было одобрено такими фигурами, как рэпер B.o.B.

По словам организаторов, каждый год в календаре появляется все больше событий, связанных с плоской Землей.

«Я никогда не видел, чтобы что-то росло так быстро», — говорит Робби Дэвидсон, основатель конференции в Далласе. «Я бы сказал, что через 10 лет цифры будут поразительными… в следующем году во всех крупных странах мира пройдут конференции».

Но эксперты задаются вопросом, действительно ли это движение безобидно и приближаемся ли мы вообще к границе его влияния.

Падение с края

Когда Дэвидсон впервые услышал, что люди действительно верят в плоскую Землю, «я просто рассмеялся и сказал: «Они должны быть самыми глупыми людьми на свете». Кто в здравом уме мог поверить во что-то настолько глупое?»

Пару лет спустя Дэвидсон организовал первую международную конференцию по плоской Земле. Как и большинство выступавших на мероприятии CNN, он был убежден, когда решил, что не может доказать округлость Земли.

Для Дэвидсона, возрожденного христианина, наиболее логичное объяснение заговора тысячелетия звучит так: «Давайте просто скажем, что есть противник, есть дьявол, есть сатана. Вся его работа будет заключаться в том, чтобы попытаться чтобы убедить мир в том, что Бога не существует. Он проделал невероятную работу, убедив людей в том, что мы всего лишь случайная точка в бесконечной вселенной».

Реальность такова, говорит Дэвидсон, что плоская земля, солнце, луна и звезды заключены в куполе, похожем на «Шоу Трумана». Отсюда можно легко отмахнуться от подводных камней — например, фотографии Земли из космоса, которые сторонники плоской Земли считают фотошопом. «Все это исчезнет, ​​если они установят круглосуточную камеру на Луне», — добавляет он.

И Дэвидсон быстро нашел большое интернет-сообщество, верящее в то же самое. «Я думал, что проведение конференции просто перенесет ее на следующий этап, когда средства массовой информации и весь мир посмотрят на нее и скажут: «Подожди минутку, должно быть что-то происходит. сумасшедших людей в сети. Сейчас они встречаются в зданиях».

У него есть несколько вещей, которые он хочет разъяснить новичку в области плоской Земли. Во-первых, и самое главное — «никто из нас не верит, что мы летающие блины в космосе». Сообщество просто считает, что космоса не существует, мир стоит на месте, а высадка на Луну была сфальсифицирована. Присяжные не согласны с гравитацией, но, как отмечает Дэвидсон, никто никогда этого не видел.

Во-вторых — нет, с края не упадешь. В то время как взгляды плоскоземельцев на мир различаются, большинство считает, что планета представляет собой круглый диск с Антарктидой, выступающей в качестве барьера из ледяной стены по краю.

И в-третьих, современные плоскоземельцы имеют мало общего с Обществом плоской Земли, группой, которая существует уже несколько десятков лет и имеет более 200 000 подписчиков на Facebook.

Эта организация, как рассказали некоторые ораторы CNN, является подконтрольной правительству организацией, предназначенной для распространения дезинформации и выставления вопроса о плоской Земле надуманным для любопытных умов. Дэвидсон называет их теории «совершенно нелепыми».

Общество Плоской Земли не ответило на запрос CNN о комментариях.

Но плоскоземельцы не претендуют на то, что знают все ответы. «Люди на самом деле не знают на 100%, что такое (земля), мы просто сомневаемся в том, что нам говорят», — объясняет Дэвидсон.

Несколько членов сообщества провели свои собственные эксперименты, такие как установка спиртовых уровней на самолеты, которые предположительно подтвердили их тезис. Они этого не сделали: чтобы быть абсолютно ясным, Земля не плоская, как объясняет НАСА в информационном бюллетене, предназначенном для учащихся пятого-восьмого классов.

Но большинство приверженцев говорят, что им просто любопытно, как и подобает всем хорошим ученым умам. «Мы любим науку, — настаивает Дэвидсон.

‘Трудно вырваться из этого мировоззрения’

Тем не менее, большинство приверженцев демонстрируют множество антинаучных тенденций. Трудно найти плоскоземельца, который не верит в большинство других заговоров под солнцем; конференция о плоской Земле неизменно также является сборищем противников прививок, сторонников правды об 11 сентября и подписчиков Иллюминатов, и это лишь некоторые из них.

Гиперскептическое мышление помогает плоскоземельцам ответить на важные вопросы — например, кто скрывает от нас истинную форму планеты?

«Правящая элита, от королевской семьи до Рокфеллеров, Ротшильдов… все те группы, которые правят миром, они в этом замешаны», — говорит Вайс.

Но «как только вы попадаете на плоскую землю, другие (теории заговора) сбиваются на другой уровень», — говорит Марк Сарджент, режиссер и приверженец движения, который снялся в документальном фильме Netflix 2018 года «За кривой».

«У всех здесь есть свои 20 лучших заговоров — и вы можете ходить от двери к двери, и эти 20 лучших будут отличаться от человека к человеку. Но номер один для всех — это всегда плоская земля», — говорит он CNN.

Помогает то, что у группы есть общая цель. «Большая часть нашего гнева направлена ​​на НАСА. Это наш хлеб с маслом», — говорит Сарджент об агентстве, которое, по мнению сторонников плоской земли, в конечном итоге стоит за заговором.

Но почему и как люди могли поверить в теорию заговора так далеко от этой вселенной?

«Люди, по сути, просто пытаются понять мир», — говорит Дэниел Джолли, старший преподаватель психологии теорий заговора в британском Университете Нортумбрии. «И они смотрят на мир взглядом, в котором они предвзяты в своем мышлении».

«У них может быть недоверие к влиятельным людям или группам, которыми могут быть правительство или НАСА, и когда они ищут доказательства, которые имеют для них смысл… это мировоззрение одобряется», — говорит он. «Трудно вырваться из этого мышления».

Ученые также отметили, что к теориям заговора людей привлекает социальный мотив — желание «сохранять позитивный взгляд на себя и группы, к которым мы принадлежим», как говорит социальный психолог Карен Дуглас из Кентского университета.

И немногие группы имеют такое сильное сообщество, как плоскоземельцы.

«Эта (конференция) является выходом для многих людей, которые в противном случае могли бы подвергнуться остракизму со стороны друзей, семьи и коллег. Когда они приходят сюда, они знают, что это абсолютно безопасное место», — говорит Сарджент о мероприятии этой недели.

Но, возможно, самым важным фактором является глубинная потребность во власти и контроле. «Люди хотят чувствовать себя в безопасности в этом мире, — говорит Дуглас. А сила исходит от знания, каким бы сомнительным оно ни было.

«Когда вы узнаете, что Земля плоская… тогда вы обретете силу», — говорит Вайс.

Это чувство помогает верующим лучше понять мир, каким они его видят. «Вы чувствуете, что лучше разбираетесь в жизни и Вселенной. Теперь это более управляемо», — добавляет Сарджент.

«Это никому не повредит»

Сарджента можно считать крестным отцом современного движения плоской Земли. «Если вы попали на плоскую землю, очень велика вероятность, что вы сначала прочтете мой материал», — сказал он CNN.

Но ему помогли — появление YouTube дало ему платформу для распространения собственных взглядов, без которых, по его словам, движение «не было бы».

«Плоская Земля была запоем на YouTube», — добавляет он, с помощью алгоритмов и персональных рекомендаций, которые превратили исследования плоской Земли в нескончаемую кроличью нору.

Ранее в этом году YouTube начал закапывать эти видео и сокращать рекомендации «пограничного контента», но создатели видео, такие как Сарджент, считают, что это уже не имеет большого значения. «Все в социальных сетях всегда будет полезно, если оно станет вирусным, верно?» добавляет Дэвидсон. «Ну, плоская Земля стала вирусной».

CNN связался с YouTube для комментариев.

Но предполагаемый быстрый рост движения, с таким энтузиазмом отвергающего фундаментальные научные убеждения, вызывает у некоторых беспокойство.

«Похоже, что люди все больше не доверяют ученым и экспертам или их мотивам, — говорит Дуглас. «Необходимо провести дополнительные исследования в этой области, и я уверен, что вера в теории заговора имеет некоторые положительные последствия, но ранние признаки указывают на то, что они приносят больше вреда, чем помощи».

«Я не часто это говорю, но посмотрите — есть и обратная сторона», — признается Сарджент, размышляя о движении, которое он помог поддержать. «У плоской Земли есть побочный эффект… как только вы в нее погрузитесь, вы автоматически вернетесь к своему старому скептицизму».

«Я не думаю, что они просто связаны», — говорит Сарджент о плоскоземельцах и популистах. «Они как бы подпитывают друг друга … это скользкий путь, когда вы думаете, что правительство скрывало эти вещи. Внезапно вы становитесь одним из тех людей, которые говорят: «Можете ли вы доверять чему-либо в основных СМИ?»

Следующим этапом для Дэвидсона являются дебаты с ведущими членами научного сообщества, но «они просто смеются над нами и говорят: «Вы, ребята, тупые».

Но его это не останавливает. «Это касается всех… оно не исчезнет и не замедлится», — говорит Дэвидсон о движении. «Эта штука вышла из-под контроля».

The-CNN-Wire
™ & © 2019 Cable News Network, Inc., компания WarnerMedia. Все права защищены.

Copyright 2023 Scripps Media, Inc. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять.

Подпишитесь на информационный бюллетень South Florida Sports Headlines и получайте актуальную информацию.

подписался на получение информационного бюллетеня South Florida Sports Headlines.

Нажмите здесь, чтобы управлять всеми информационными бюллетенями

Земля становится более плоской: слухи набирают обороты

(Группа быстрого реагирования MODIS, Центр космических полетов имени Годдарда | НАСА)

На прошлой неделе в онлайн-ленте новостей CNN подчеркивалось, что самыми быстрорастущими организациями являются сторонники плоской Земли. В настоящее время существуют конкурирующие группы Плоской Земли. Движение большое и становится все больше.

Когда я впервые сообщил об этом в 2016 году, я получил предсказуемую обратную связь, потому что здесь нет золотой середины. Люди либо говорят: «Это смешно; ведь не может же быть так много глупых людей!» или еще они говорят, что я марионетка для НАСА — потому что для этих людей НАСА — настоящий враг, для людей, которые «контролируют» НАСА, таких как банкиры и Ротшильды, хотят, чтобы мы думали, что наша планета — это шар. Для левшей это один из способов дискредитировать истину и мудрость Библии, в которой прямо утверждается, что наш мир неподвижен и неподвижен.

Итак, если все изображения космических кораблей подделаны, астронавты лгут, потому что работают на правительство, а настоящая Земля представляет собой дискообразный блин, окаймленный со всех сторон непроницаемыми антарктическими ледяными стенами, можем ли мы это опровергнуть?

Что ж, мы с вами знаем, что на самом деле это легко сделать. Каждый телескоп показывает космос, населенный сферами. Если любая другая планета представляет собой шар, то почему бы и нашей тоже не быть им?

А лунные затмения, когда тень Земли падает на Луну? Действительно, диск или тарелка могут отбрасывать круглую тень, но только если они всегда расположены под углом перпендикулярно Солнцу, что было бы ненадежно. Так или иначе, сторонники плоской Земли думают, что у них есть опровержение на все.

Но знайте: если вы столкнетесь с кем-либо из этих людей, есть два надежных способа определить истинную форму Земли, не доверяя фотографиям или астронавтам. Правильно: Вы можете узнать это самостоятельно. Вот два метода.

Способ A. В следующий раз, когда вы будете смотреть закат, позвоните другу, который живет на западном побережье или в любом другом городе далеко к западу от вас. Попросите их посмотреть в окно и сказать вам, где на небе появляется Солнце. Если бы Земля была плоской, все увидели бы закат Солнца в один и тот же момент, верно? Но то, что вы обнаружите, это то, что друзья далеко к западу от вас находятся достаточно вокруг кривой Земли, чтобы сообщить, что Солнце находится примерно на полпути к небу. Это было бы не так, если бы Земля была плоской, не так ли?

Второй метод даже не требует помощи друга. Метод Б: В следующий раз, когда вы будете плавать в большом озере, таком как Виннипесоки, или даже в каком-то озере размером с озеро Тагканик, шириной в полторы мили, задержите дыхание, опуская голову, как крокодил, до тех пор, пока не начнете плавать. глаза находятся всего в нескольких дюймах над поверхностью. Вы увидите, как дальняя береговая линия исчезает.

Тест Тьюринга

«Однажды им стало известно, что на далеком острове за океаном живет ученый,

по имени Тьюринг, умеющий создавать автоматы».

С. Лем. «Магелланово облако»

Английский математик Алан М. Тьюринг, один из создателей логических основ вычислительной техники, поставил вопрос: возможно ли сконструировать такое кибернетическое устройство, которое в разговоре невозможно было бы отличить от человека? Компьютер успешно пройдет тест Тьюринга, если человек-экспериментатор, задавший ему в письменном виде определенные вопросы, не сможет определить, получены ли письменные ответы от другого человека или от некоторого устройства.

В повести Е. Велтистова «Электроник — мальчик из чемодана» профессор Громов организует такое тестирование. Машина при этом была запрограммирована на ложь, а человек давал правдивые ответы. Об этом не сразу, но догадался приглашённый экспериментатор. Однако не всё так просто; скрытым ассистентом Громова был кристальной чистоты человек, каких очень немного. В аналогичном эксперименте человек «под маской» был разоблачён после умело поставленного вопроса: приходилось ли ему в жизни совершать поступки, за которые стыдно до сих пор? У кибернетической же машины совести попросту нет («Кто за стеной?»).

Но совершенные роботы-андроиды способны на нехарактерные для них решения исходя из чисто логических мотиваций, напоминающих человеческие инстинкты. Чтобы докопаться до таинств зарождения искусственного интеллекта, в рассказе С. Лема «Дознание» решено использовать уникальный случай оценить психологическую обстановку в смешанном космическом экипаже. При этом Пиркса в качестве экспериментатора не уведомляют о том, кто именно из членов экипажа — робот-андроид, чтобы исключить возможное предвзятое отношение к роботам с его стороны. Более того, никто в экипаже не располагает достоверной информацией об остальных, а робот запрограммирован говорить, что он человек.

В фильме «Бегущий по лезвию бритвы» для распознавания репликантов используется тест Войта-Кампфа (некий аналог теста Тьюринга и полиграфа). Проходя этот тест, репликанты выдают себя нервной реакцией на личные вопросы. Но в романе Ф. Дика «Мечтают ли андроиды об электроовцах?», по мотивам которого снят фильм, тест Войта-Кампфа базируется на неспособности репликантов сопереживать. Но кто мешает обладателю искусственного интеллекта подвергнуть самого себя тестированию, чтобы переоценить действительность? На этот вопрос может быть получен положительный ответ (Ф. Дик «Электрический муравей»), но могут сложиться обстоятельства с ограничениями личной свободы (С. Лем «Маска»).

Надо ли «уравнивать» интеллекты и чувства человека и машины? В романе «Выбор по Тьюрингу» Г. Гаррисона и М. Мински представлено будущее людей, утративших человечность из-за того, что в их мозг вживлен компьютер. А «очеловеченная», наделенная пониманием машина с искусственным интеллектом, в чью память скопировали и внесли информацию, поступившую из головного мозга человека, всё равно не может заменить своего создателя. Бездушная же машина, наделённая человеческим интелектом, может не просто стать опасной, но и погубить собственного создателя. Что-то подобное произошло и в фильме «Из машины».

Но читателю возможно интересно будет узнать о любопытном случае произошедшем в технологическом университете Джорджии (США). Преподавательница из этого университета, Джилл Уотсон, в течение пяти месяцев помогала студентам в работе над проектами по дизайну компьютерных программ. Ее считали выдающимся педагогом вплоть до того момента, когда выяснилось, что Джилл Уотсон не человек, а робот, система искусственного интеллекта на базе IBM Watson. Робот «Джилл» вместе с еще девятью преподавателями-людьми помогала около трёмстам студентам разрабатывать программы, касающиеся дизайна презентаций, например, грамотного подбора картинок-иллюстраций. Робот был включен в университетскую программу обучения, чтобы избавить преподавателей от огромного потока вопросов, с которыми к ним обращаются в процессе обучения студенты. При этом «Джилл» способна к обучению, в отличие от интернет-чатботов. Строго говоря, можно сказать, что этот робот-педагог таки успешно прошёл знаменитый тест Алана Тьюринга.

© Р.Ю. Масленников, с дополнениями Oreon

Синонимы:

Тьюринга тест

Тест Тьюринга устарел. Как проверить искусственный интеллект на разумность?

Текст Роман Фишман

Нам не обязательно знать, почему самолет летает. Но каждый пассажир хочет быть уверенным, что техника работает, как задумано. Что творится внутри искусственного интеллекта, неизвестно даже создателям подобных систем. Но люди постоянно ищут способы убедиться, что компьютерный разум действительно разумен

Самый известный способ проверить машину на «разумность» предложил один из отцов-основателей информатики Алан Тьюринг. Получивший его имя тест описан в классической статье 1950 года «Вычислительные машины и разум», хотя известно, что саму задачу ученый позаимствовал из по­пуляр­ной в викторианской Англии игры в имитацию. Суть ее состояла в том, чтобы ведущий, не видя сидящих за ширмой игроков и лишь обмениваясь с ними записками, определил, кто из них мужчина, а кто женщина. Так же, по мысли Тьюринга, можно поступить и с компьютером. Если судья, переписываясь с кем-то с помощью компьютерной консоли, примет машину за живого человека, — ​считаем, что испытание она выдержала. В самом распространенном варианте теста на разговор дается ограниченное время, а для вынесения решения необходимо решение двух из трех судей, общающихся с компьютером.

Алан Тьюринг. Британский математик, информатик, криптограф. Создатель концепции «машина Тьюринга» — ​теоретической основы любых современных вычислительных систем. Работал в Манчестерском и Кембриджском университетах. Во время Второй мировой войны нашел методы для взлома шифров военно-морского флота и высшего командования Германии. Стал одним из разработчиков первых, еще ламповых, компьютеров. В 1951 году собрал первый компьютер, способный генерировать музыку.

Американский изобретатель Хью Лёбнер организовал ежегодные соревнования на прохождение теста Тьюринга, которые проводятся с 1990 года. По условиям золотая медаль будет присуждена программе, которая выполнит задания, сформулированные с использованием визуальной и звуковой информации, а серебряная — ​за прохождение классического текстового теста. До сих пор участники добирались лишь до бронзы, вручаемой за самую убедительную попытку

Естественный путь

Испытание: ЕГЭ для роботов

Некоторые специалисты предлагают оценивать искусственный интеллект так же, как это делается с естественным: с помощью школьных экзаменов и тестов, вплоть до ЕГЭ. Таким путем движутся, в частности, разработчики из Алленовского института ИИ, нейросеть которых справилась с задачами по математике. Действительно, такие задания требуют хорошего уровня владения естественным языком и разнообразных знаний об окружающем мире. Однако даже полностью лишенная интеллекта машина может давать правильные ответы, пользуясь информацией из интернета как справочником.

Критики подобного подхода опираются на мысленный эксперимент «китайская комната», который придумал Джон Сёрл. Представим, что у нас есть полный набор инструкций о том, какой исходящий иероглиф служит подходящим ответом на любой входящий. Тогда мы сможем адекватно поддерживать диалог по переписке, не зная китайского языка и вовсе не понимая сути разговора, а просто следуя указаниям. «Китайская комната» ставит под сомнение как экзаменационный тест, так и классический тест Тьюринга.

Джон Сёрл. Американский философ, профессор Калифорнийского университета в Беркли. В 1980 году ввел в обиход термин «сильный искусственный интеллект» — ​ИИ, который может обосновывать и решать проблемы, мыслить и осознавать себя как личность. По описанию Сёрла, компьютер, обладающий сильным ИИ, «будет разумом в том же смысле, в котором человеческий разум — ​это разум».

Визуальное мышление

Испытание: картинки Шолле

Разработчик из Google Франсуа Шолле предлагает оценивать «сильный» ИИ по выполнению простых задач, связанных с абстрактным мышлением и способностями к обобщению, как в тестах на IQ. Для начала показывается пара картинок, связанных простым преобразованием: например, на одной объект показан вертикально, на другой развернут горизонтально. Компьютер должен разобраться, что за преобразование было использовано. Затем ему демонстрируют новую исходную картинку, к которой нужно дорисовать пару, используя то же преобразование.

Правда, пока что чаще не человек показывает картинки компьютеру, а наоборот. Речь идет о назойливых капчах, требующих от посетителя сайта доказать, что он не робот. Капча считается вариантом «обратного теста Тьюринга». Судьей здесь выступает компьютер, и именно он должен определить, с кем имеет дело в «диалоге». Для различения используют настолько искаженный текст или сложные визуальные образы, что пока с ними не справляются даже лучшие нейросети. По статистике, даже люди на решение капчи тратят в среднем 32 секунды.

Kuki. Чат-бот Kuki, написанный программистом Стивом Уорсвиком, ранее был известен как Mitsuku. Под этим именем он выиграл пять премий Лёбнера. Kuki притворяется 18-летней девушкой. Поболтать с ней можно во многих соцсетях и мессенджерах.

ДМИТРИЙ САЛИХОВ, Руководитель направления SBER AI

Тест Тьюринга был недееспособен с самого начала, но понятно это стало только недавно, в 2014-м, когда он был формально пройден. Притягательность теста — ​в его лаконичности: хотя строго определить интеллект не представляется возможным, простая методика может определить его наличие у машины. Однако тест упрекают в том, что он имеет дело не с интеллектом, а с поведением системы. Я бы сказал, что он испытывает понимание человеческого языка, тогда как настоящий интеллект включает и многое другое, недоступное для проверки в формате текстового общения. Но даже понимание языка можно тестировать по-разному. Формулировка Тьюринга не накладывает никаких специальных условий на формат диалога, его сложность и длительность. А именно здесь кроется основной подвох. Традиционный стиль онлайн-диалогов — ​обмен короткими репликами, чит-чат — ​легко имитируется большими языковыми моделями. Современная диалоговая система легко пройдет тест в стиле чит-чата. Но для выявления настоящего понимания нужно использовать специальные приемы, такие как языковые игры и мета-вопросы. Если бы я формулировал условия вместо Тьюринга, то обязательно бы уточнил: «Тест должны проводить подготовленные эксперты с применением методик, выявляющих понимание».

Чувство контекста

Испытание: схемы Вайногреда

Профессор Стэнфордского университета Терри Вайногред предложил тест с вопросами, которые требуют понимания взаимоотношений между объектами и окружающим миром. Например: «Приз не влезает в коричневый чемодан, потому что он слишком большой. Что здесь „он“?» Для человека правильный ответ кажется очевидным, однако мы хорошо понимаем, что такое «приз» и «чемодан», какие роли они играют в жизни. Компьютеру для этого не обойтись без общих знаний о мире и способности рассуждать.

Современные специалисты предъявляют к сильному ИИ еще более высокие требования, чем Вайногред: ИИ должен видеть контекст в информации разной модальности — ​текстовой, визуальной, звуковой. Например, предлагается, чтобы робот самостоятельно собрал шкаф из ИКЕА. Это требует понимания инструкций, соотнесения их с физическим миром и точной манипуляции реальными объектами.

Eugene Goostman. Женя Густман выиграл престижный конкурс ИИ, который провели в британском Университете Рединга в честь 60-летия со дня смерти Алана Тьюринга. На Премии Лёбнера бот не поднимался выше 4-го места. Программа Eugene Goostman, выполнившая формальные требования теста Тьюринга, вовсе не использует ИИ. Это хитроумный алгоритм, который опирается на заданные программистами схемы разговора и встроенные справочники. А главное, он умело притворяется подростком Женей, эмигрантом из Одессы, еще плохо говорящим по-английски, — ​с такого и взятки гладки.

Реальная жизнь

Испытание: кофейный эксперимент

Лучшим тестом «сильного» ИИ будет проверка способностей умной машины действовать в реальном мире — ​как минимум справиться с заданием, которое придумал для таких систем сооснователь Apple Стив Возняк. Звучит тест элементарно: надо войти в случайную кухню и, сориентировавшись здесь, самостоятельно приготовить чашку кофе. Однако такая задача лежит далеко за пределами возможностей современной робототехники и ­программирования.

Стив Возняк. Американский инженер и программист, потомок выходцев из Польши. В середине 1970-х разработал системы Apple I и Apple II, запустив революцию в области персональных компьютеров. В 1987 году покинул Apple из-за разногласий с партнерами, однако сохранил акции компании. Сегодня продолжает активную деятельность как преподаватель и филантроп, инвестор и разработчик. Член Нацио­нального зала славы изобретателей США, живая легенда и интернет-мем.

Искусственный интеллект создавался по образу и подобию человеческого мозга. Как устроены нейронные сети? Максимально простое объяснение:

Использованные источники: Материал опубликован в журнале «Цифровой океан» № 8, 2021, Donald Iain Smith / Photodisc / Getty Images, Science History Images / Alamy / Legion-media, carrollphoto / iStock.com, FranksValli (CC BY-SA), wayra / iStock.com, bunhill / iStock. com, SciePro / iStock.com, Gage Skidmore (CC BY-SA), metamorworks / iStock.com

Что такое тест Тьюринга?

Что означает тест Тьюринга?

Тест Тьюринга — это оценка, введенная Аланом Тьюрингом в 1950 году, чтобы определить, может ли кто-либо сказать, общается ли он с компьютерной программой после пяти минут разговора. Хотя за последнее десятилетие в области искусственного интеллекта (ИИ) были достигнуты значительные успехи, ни одна компьютерная программа не смогла пройти тест Тьюринга — пока.

Тесты Тьюринга противоречивы, потому что, хотя математик Алан Тьюринг интересовался идеей того, может ли машина думать, предложенный им тест этого не делает. Вместо этого тест Тьюринга, который проводится с помощью действия, называемого «Игра в имитацию», может использоваться только для оценки того, достаточно ли сильны возможности программы по обработке естественного языка (NLP), генерации естественного языка (NLG) и пониманию естественного языка (NLU). для кого-то, кто думает, что ответы, сгенерированные компьютером, исходят от человека.

Реклама

Techopedia объясняет тест Тьюринга

В 1950-х годах математик Алан Тьюринг опубликовал статью под названием «Вычислительные машины и интеллект». Тьюринга интересовала идея, что при определенных обстоятельствах машина может думать как человек. Он предложил модифицировать упражнение под названием «Игра в имитацию» для сбора данных и, надеюсь, ответа на вопрос.

Как работает игра Тьюринга в имитацию

Игра в имитацию была популярной салонной игрой в викторианскую эпоху. Требовалось, чтобы один человек (называемый следователем) задавал одни и те же вопросы мужчине и женщине в другой комнате, а затем угадывал, какой набор ответов исходил от женщины, а какой от мужчины.

Версия игры Тьюринга требует двух игроков и компьютера. Как и в оригинальной игре, один человек (следователь) помещается в отдельную комнату. Затем у следователя есть пять минут, чтобы отправить каждому из объектов в другой комнате вопросы и угадать, какой набор ответов был сгенерирован компьютером. Затем тест повторяется несколько раз с разными опросчиками.

Если группа следователей считает, что они общаются с другим человеком не менее 70 % времени — когда они фактически разговаривали с компьютерной программой — создатели программного обеспечения могут законно заявить, что их программный ИИ прошел тест Тьюринга. . Хотя за последние десять лет было сделано несколько заявлений, до сих пор не было компьютерной программы, которая, по общему мнению, прошла тест Тьюринга.

ELIZA Effect

Одна из первых компьютерных программ, которая могла убедительно имитировать человеческий разговор, называется ELIZA. Хотя этот болтун не смог пройти тест Тьюринга, он вдохновил на создание фразы Eliza Effect — термина, используемого для описания готовности людей приписывать человеческие качества компьютерной программе. Фраза часто используется как синоним олицетворения в контексте информационных технологий.

Реклама

Поделись этим термином

Связанные термины

• Искусственный интеллект
• Алан Тьюринг
• Искусственный лингвистический компьютерный объект
• Полностью автоматизированный общедоступный тест Тьюринга, позволяющий различать компьютеры и людей
• Число Тьюринга

• Машина Тьюринга
• Недетерминированная машина Тьюринга
• Понимание естественного языка
• Значение
• Интеллектуальное распознавание символов

Тест Тьюринга в ИИ — Javatpoint