Как нам понять Вселенную?
Жизнью Вселенной управляют научные законы. Именно они определяют, как возникает Вселенная и как она развивается. Цель науки – открыть эти законы и выяснить их смысл. Вот это и есть самые настоящие, самые захватывающие поиски сокровищ. Ничего интереснее быть не может, потому что сокровища, к которым мы стремимся, – это знания о Вселенной, понимание того, что в ней происходит. Мы открыли ещё не все её законы, так что поиск продолжается; но мы уже неплохо представляем себе, как эти законы должны работать в любых условиях, за исключением самых экстремальных.
Важнейшие законы Вселенной связаны с взаимодействиями.
Пока мы открыли четыре типа взаимодействий.
Электромагнитное взаимодействие скрепляет атомы и управляет радио– и световыми волнами. На нем основано действие электронных приборов, таких как компьютеры и телевизоры.
Слабое взаимодействие отвечает за радиоактивность. На нем основана деятельность Солнца. Оно играет важнейшую роль в формировании элементов в звёздах и в образовании ранней Вселенной.
Сильное взаимодействие скрепляет части атомного ядра, обеспечивает энергию ядерного оружия и Солнца.
Гравитационное взаимодействие – самое слабое из всех четырёх, но именно оно притягивает нас к Земле, благодаря именно ему Земля и остальные планеты Солнечной системы обращаются по своим орбитам вокруг Солнца, а Солнце – вокруг центра Галактики и так далее.
Нам уже известны законы, описывающие каждое из этих взаимодействий, но учёные всё же верят, что существует один-единственный ключ к пониманию Вселенной (а не четыре). Мы думаем, что это разделение на четыре искусственно и что когда-нибудь нам удастся объединить законы, управляющие этими взаимодействиями, в единую теорию. Пока что нам удалось объединить только электромагнитное и слабое взаимодействия. Возможно также объединение их с сильным взаимодействием. А вот объединить все три эти взаимодействия с четвёртым, гравитационным, гораздо труднее, поскольку гравитация искривляет пространство и время.
И всё же у нас есть очень перспективный кандидат на единую теорию всех взаимодействий – теорию, которая могла бы стать ключом к пониманию Вселенной. Её называют М-теорией. Она ещё не окончательно разработана, поэтому кое-кто говорит, что "М" в названии теории означает "мистическая", то есть загадочная. Но если нам удастся додумать её до конца, мы поймём всё происходящее во Вселенной – от Большого взрыва до очень далёкого будущего.
Эрик
Указатель научных разделов
В этой книге очень много разнообразных научных сведений. Некоторые из них выделены в особые разделы. Возможно, вам захочется вернуться к этим разделам не раз и не два. Чтобы вам было удобнее, мы сделали указатель.
Венера
Что такое свет и как он движется в космосе
Уравнение Дрейка
Беспилотные космические полёты
Космические технологии
Двоичный код
Пилотируемые космические полёты
Как распространяется звук в космосе?
Титан
Космические спутники
Альфа Кентавра
55 Рака
Мы от души благодарим всех, кто помогал нам в работе над книгой.
Спасибо Джейн и Джонатану – без их доброты и неизменной поддержки эта книга не увидела бы свет. Спасибо Уильяму за добродушие, с каким он встретил новость о том, что мама и дедушка снова пишут книгу.
Спасибо Гарри Парсонсу, который в своих иллюстрациях очень точно уловил и характеры героев, и сюжетную линию, и приключенческий дух.
Спасибо Джеффу Марси за потрясающую лекцию в Кембриджском институте астрономии, подсказавшую тему этой книги.
Огромное спасибо учёным, которые позаботились о том, чтобы их идеи стали понятны юному читателю: их очерки составили раздел "Вселенная: руководство пользователя". Это Бернард Карр, Сет Шостак, Брендон Картер, Мартин Рис и Джефф Марси. Все эти светила науки так искренне увлеклись проектом, что работа с ними была сплошным удовольствием.
Спасибо Стюарту Ранкину из Кембриджского университета за прекрасный рассказ о том, как распространяются в космосе свет и звук.
Спасибо нашим друзьям из НАСА и всем его сотрудникам, которые, не жалея времени и сил, рассказывали нам о том, чем занимается и как работает их агентство. Наша особая признательность Майклу Гриффину, Майклу О’Брайену, Майклу Кюри и Бобу Джейкобсу.
Спасибо Кимберли Ливенс и Марку Рэймену из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии, от которых мы узнали о чудесах беспилотных космических полётов.
Спасибо Кипу Торну и Леонарду Млодинову из Калтеха за советы и дружескую поддержку.
Спасибо Ричарду Гарриоту и Питеру Диамандису из компании космического туризма "Спейс адвенчез" за их энергию и энтузиазм, а Ричарду ещё и за то, что взял первую книгу о Джордже в настоящий космический полёт! Благодаря ему "Джордж и тайны Вселенной" побывали на Международной космической станции.
Спасибо Маркусу Песселю за внимание к деталям и подробные комментарии.
Спасибо Джорджу Беккеру и Дэниелу Старку из Кембриджского института астрономии за их бесценные замечания.
Спасибо Сэму Блэкбёрну и Тому Кендаллу, терпеливо отвечавшим на наши бесчисленные каверзные вопросы – научные, технические, компьютерные.
Спасибо Тиф Лехнис и всем сотрудникам литературного агентства "Дженклоу энд Несбит" за доброту и самоотверженную работу над книгами о Джордже. Спасибо Эрику Симоноффу из нью-йоркского отделения агентства за то, что вторая книга о Джордже тоже выйдет в США.
Наша искренняя признательность – издательству "Рандом Хаус" и особенно нашему редактору, чудесной Сью Кук, за колоссальный труд по превращению "Джорджа и сокровищ Вселенной" в такую красивую книгу. Спасибо Лорен Бакленд за прекрасную работу с текстом и иллюстрациями; Софи Нельсон за тщательное редактирование; Джеймсу Фрезеру за великолепную обложку. Спасибо Мев Бенхем и её сотрудникам из отдела авторских прав, сделавшим всё для того, чтобы эту книгу прочли читатели из самых разных стран. Отдельная благодарность Анни Итон за её доброту и огромный вклад в работу над серией книг о Джордже.
Спасибо Кизо Кендалл, объяснившей нам, как должен разговаривать суперкомпьютер-подросток.
Низкий поклон всей "команде", всем нашим помощникам дома и в университете – за терпеливое и великодушное отношение к очередному "Джорджу".
Наконец, нам особенно важно сказать спасибо юным читателям – Мелиссе Болл, Поппи и Оскару Уоллингтон, Энтони Редфорду и Джоанне Фокс – за вдумчивое чтение рукописи и ценнейшие замечания. И, конечно же, мы благодарны всем детям, которые задавали нам вопросы, присылали письма, приходили слушать лекции, а потом храбро вставали и спрашивали о том, что им интересно. Надеемся, в этой книге вы найдёте для себя кое-какие ответы. И ещё мы очень надеемся, что вы никогда не перестанете задаваться вопросом "почему".
Люси и Стивен Хокинг
Об авторах
Люси Хокинг – автор двух "взрослых" романов, журналист, пишет для многих британских периодических изданий, выступает по радио и телевидению. Её научно-популярные лекции для детей о космических путешествиях и науке звучали в самых разных странах, в том числе и в США на торжестве в честь 50-летия НАСА. Недавно ДНК Люси Хокинг была отправлена в космос и теперь хранится на МКС – в рамках проекта "Бессмертие" на случай, если род человеческий внезапно исчезнет с лица Земли. В 2008 году Люси была награждена премией Sapio за популяризацию науки. Живёт в Кембридже с сыном.
Стивен Хокинг – профессор Лукасовской кафедры математики в Кембриджском университете. Его считают одним из самых выдающихся физиков-теоретиков со времён Эйнштейна. Книга Хокинга для взрослых "Краткая история времени" пользуется во всём мире ошеломляющим успехом и переведена более чем на тридцать языков. Его новая книга для взрослых, "Великий замысел" (The Grand Design), написанная в соавторстве с Леонардом Млодиновым, выходит в 2010 году.
Об иллюстраторе
Гарри Парсонс учился изобразительному искусству в Кентербери, затем продолжил образование в Брайтонском университете, где изучал искусство иллюстрации. Лауреат многих наград, в том числе премии "Ред Хаус" 2004 года – за лучшие иллюстрации к детской книге "Ведёрко Билли". Живёт в Лондоне.