Примечания
1
Клетка – это крошечный пакетик с вязким веществом, организованным настолько сложно, что порядок в клетке можно сравнить с коммуникациями небольшого городка. Это своеобразный «биологический атом». Все организмы – скопления клеток. Насколько нам известно, не существует иной жизни, кроме клеточной.
2
В последнее время идея о том, что ДНК является программой развития организма, была признана не соответствующей действительности. Биологи были потрясены, обнаружив, что человеческая ДНК кодирует только 24 000 генов (гены содержат информацию для создания белков, – больших молекул, чем-то напоминающих складные ножи со многими лезвиями – которые выполняют множество задач, таких как ускорение химических реакций, «возведение подмостков» для строительства новых клеток и т. д.). Этого недостаточно для создания человеческой индивидуальности. Поразительно сложным образом на включение и выключение генов влияют другие гены и концентрации химических веществ в окружающей среде. Это означает, что человеческий геном считывается по-разному в разные моменты развития эмбриона, который в результате выглядит иначе, чем просто набор из 24 000 генов.
3
Аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T) представляют собой молекулы, известные как «азотистые основания». Они формируют костяк «двойной спирали» гигантской молекулы ДНК. Каждая группа из трех оснований кодирует свою аминокислоту, например, TGG кодирует аминокислоту триптофан. Аминокислоты представляют собой строительные блоки белков, как в конструкторе LEGO.
4
The Medusa and the Snailby, Lewis Thomas (Penguin, 1995).
5
«Dr Tatiana’s Sex Advice to all Creation», Olivia Judson (Vintage, 2003).
6
Информация для построения организма кодируется в дезоксирибонуклеиновой кислоте, или ДНК – двойной спиральной молекуле, содержащейся внутри каждой клетки. Участок ДНК, который кодирует белок, называется геномом. Белки – это «рабочие лошадки» клетки, гигантские молекулы, собранные из аминокислотных строительных блоков.
7
«A New Evolutionary Law», Leigh Van Valen (Evolutionary Theory, Vol. 1, p. 1, 1973).
8
Перевод Н. Демуровой.
9
«The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature», Matt Ridley (Penguin, 1994).
10
«Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex», Levi T. Morran et al. (Science, Vol. 333, p. 216, 2011).
11
«A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle», Michael Faraday (Griffin, Bohn & Co., 1861).
12
Энергии, выделяемой топливом, состоящим из жидкого водорода и жидкого кислорода, не вполне достаточно, чтобы поднять в космос их общий вес плюс вес металлической оболочки ракеты. Поэтому ракета состоит из ступеней. Сбрасывая ступень при подъеме в верхние слои атмосферы, ракета становится легче. На долю оставшегося топлива выпадает более легкая работа по подъему ракеты в космос.
13
Электроны в атоме расположены в оболочках, каждая из которых может быть заполнена до определенного предела. Каждый атом стремится иметь комплект полностью заполненных оболочек. Атом водорода может легко достичь этого состояния, потеряв электрон (фактически, свой единственный электрон), атом кислорода – получив два электрона. Вот почему атом кислорода с готовностью захватывает электроны из двух атомов водорода. Состояние, в котором два атома водорода теряют по электрону, а атом кислорода получает при этом два электрона, является самым низкоэнергетическим, желательным состоянием, которое можно сравнить с положением мяча, лежащего у подножия холма.
14
Протон, который примерно в 2000 раз массивнее электрона, – одна из двух составляющих ядра атома. Другая составляющая ядра – нейтрон. Все атомные ядра содержат и протоны, и нейтроны, кроме ядра атома водорода, которое содержит только протон.
15
Наивно думать, что электрон просто врезается в протон, подталкивая его через пору в клеточной мембране. На самом деле электрон меняет форму белка. Белок имеет разную форму в зависимости от того, располагает ли он этим электроном. Именно такие изменения формы прокладывают электрону путь через мембрану.
16
См. примечание 13.
17
«Sweet Dreams: Philosophical Obstacles to a Science of Consciousness», Daniel Dennett (MIT Press, 2006).
18
The Lives of a Cell, Lewis Thomas (Penguin, 1978).
19
«Cosmos: A Personal Voyage», Carl Sagan, Ann Druyan and Steven Soter (Public Broadcasting Service, 1980).
20
«The Secrets of the Human Cell», Peter Gwynne, Sharon Begley and Mary Hager (Newsweek, 20 August 1979, p. 48).
21
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, представляет собой гигантскую биомолекулу, которая хранит в закодированной форме структуру белков клетки.
22
«Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body», Ron Sender, Shai Fuchs and Ron Milo (PLOS Biology, 19 August 2016: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002533).
23
NIH Human Microbiome Project (https://hmpdacc.org).
24
«Gut Microbiome Alterations in Alzheimer’s Disease», Nicholas Vogt et al. (Nature, 19 October 2017: https://www.nature.com/articles/s41598017-13601-y).
25
«Юная морская асцидия блуждает по морю в поисках подходящего камня или куска коралла, чтобы уцепиться за него и сделать его своим домом. Для выполнения этой задачи у нее имеется рудиментарная нервная система. Когда она находит себе подходящее место и пускает корни, ей больше не нужен мозг, и она его съедает, вступив в землепользование». Из: Consciousness Explained, Daniel Dennett (Penguin, 1993).
26
«Meet the Creature that Eats Its Own Brain!», Steven Goodhart (https:// goodheartextremescience.wordpress.com/2010/01/27/meet-the-creature-that-eats-its-own-brain).
27
«The Electric Brain» (NOVA, 23 October 2001: www.pbs.org).
28
«Society of the Mind», Marvin Minsky (Pocket Books, 1988).
29
«In the Palaces of Memory: How We Build the Worlds Inside Our Heads», George Johnson (Vintage, 1992).
30
«Are Brains Shrinking to Make Us Smarter?», Jean-Louis Santini (6 February 2011: https://phys.org/news/2011-02-brainssmarter.html).
31
«How Humans (Maybe) Domesticated Themselves», Erika Engelhaupt (Science News, 6 July 2017: https://www.sciencenews.org/article/how-humans-maybe-domesticated-themselves).
32
«The Biological Origin of Human Values», George E. Pugh (Routledge & Kegan Paul, 1978).
33
Гоминин – термин, используемый для обозначения группы, которая включает в себя современных людей, вымерших видов человека и всех наших ближайших предков (в том числе членов родов Homo, Australopithecus, Paranthropus и Ardipithecus).
34
Зависимость крупных общин от сельскохозяйственных культур сделала их уязвимыми перед лицом голода, вызванного неурожаями. В среде людей, живших вместе в непосредственной близости, болезни распространялись легко – иногда с разрушительными последствиями.
35
«The Origin of Menopause: Why Do Women Outlive Fertility?», Tabitha Powledge (Scientific American, 3 April 2008).
36
«Guns, Germs, and Steel: A Short History of Everybody for the Last 13,000 Years», Jared Diamond (Vintage, 1998).
37
Подробнее см. в книге: What a Wonderful World, Marcus Chown (Faber, 2014).
38
«Oldest Known Human Fossil Outside Africa Discovered in Israel», Hannah Devlin (Guardian, 25 January 2018: https://www.theguardian. com/science/2018/jan/25/oldestknownhumanfossiloutsideafricadiscoveredinisrael).
39
«Neanderthal Artists Made Oldest-Known Cave Paintings», Emma Marris (Nature, 23 February 2018: https://www.nature.com/articles/d41586-01802357-8).
40
«Neanderthal Artists Made Oldest-Known Cave Paintings», Emma Marris (Nature, 23 February 2018: https://www.nature.com/articles/d41586-01802357-8).
41
«Palaeoanthropology: The Time of the Last Neanderthals», William Davies (Nature, Vol. 512, p. 260–261, 21 August 2014: https://www. nature.com/articles/512260a).
42
«A Draft Sequence of the Neandertal Genome», Richard Green et al. (Science, Vol. 328, p. 710, May 2010: http://science.sciencemag.org/ content/328/5979/710.full).
43
См. также статью в Википедии: https://ru.wikipedia.org/wiki/Лунный_ заговор. – Прим. переводчика.
44
«Neil Armstrong’s Photo Legacy: Rare Views of First Man on the Moon», Robert Pearlman (Space.com, 27 August 2012: https://www.space. com/17308-neil-armstrong-photo-legacy– rare-views.html).
45
«Man on the Moon – Neil Armstrong’s Iconic Photograph» (Amateur Photographer, 24 August 2017: http://www.amateurphotographer.co.uk/ iconic-images/moon-iconic-photograph-neil-armstrong-18051).
46
«The Apollo Astronaut Who Was Allergic to the Moon», Lucas Reilly (Mental Floss, 6 February 2017: http://mentalfloss.com/article/91628/ apollo-astronaut-who-was-allergic-moon).
47
«The Footprints at Laetoli», Neville Agnew and Martha Demas (http:// www.getty.edu/conservation/publications_resources/newsletters/10_1/ laetoli.html).
48
The Feynman Lectures on Physics, Vol. II, p. 1–10 (Addison-Wesley, 1989).
49
Теперь мы понимаем, что атомы состоят из еще более мелких компонент – электронов, протонов и нейтронов. Предполагается, что электроны на составные части не раскладываются, а чтобы создать протоны и нейтроны, требуются кварки. Тем не менее атомы по-прежнему можно рассматривать как основные строительные брикетики природы (по аналогии с составными элементами конструктора LEGO).
50
Астероид – небольшое скалистое небесное тело, которое вращается вокруг Солнца. Многочисленные астероиды группируются между орбитами Марса и Юпитера. Самый крупный из них был обнаружен 1 января 1801 года – Церера, 946 км в поперечнике. Столкновения между астероидами или влияние мощного гравитационного поля Юпитера могут привести к тому, что какой-нибудь астероид может быть выброшен из пояса астероидов. Если его орбита будет пересекать орбиту Земли, такой астероид будет представлять серьезную угрозу для нашей планеты.
51
«Chelyabinsk Meteor: Wake-Up Call for Earth», Elizabeth Howell (Space. com, 2 August 2016: https://www.space.com/33623-chelyabinsk-meteor-wake-up-call-for-earth.html).
52
«Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction», Luis Alvarez et al. (Science, Vol. 208, p. 1095, 6 June 1980: http://science. sciencemag.org/content/208/4448/1095).
53
«Why Some Species Thrived When Dinos Died», Sid Perkins (Science, 24 July 2013: http://www.sciencemag.org/news/2013/07/why-some-species-thrived-when-dinos-died).
54
«Site of Asteroid Impact Changed the History of Life on Earth: the Low Probability of Mass Extinction», Kunio Kaiho and Naga Oshima (Nature Scientific Reports, Vol. 7, No. 14855, 9 Novembr 2017: https://www. nature.com/articles/s41598-017-14199-x).
55
Небольшое количество тепла поглощается в атмосфере углекислым газом, побочным продуктом сжигания углеводородного сырья, в результате чего планета постепенно нагревается – так называемый парниковый эффект.
56
Абсолютный нуль – минимальная температура, достижимая в природе. При охлаждении объекта его атомы начинают двигаться с ленцой. Абсолютный нуль соответствует –273,15° по шкале Цельсия. Это температура, при которой атомы перестают двигаться вообще (хотя на самом деле это не совсем верно, так как принцип неопределенности Гейзенберга приводит к тому, что даже при абсолютном нуле сохраняется квантовое «дрожание»).
57
«Four Laws that Drive the Universe», Peter Atkins (Oxford University Press, 2007).
58
«The Three», Sarah Lotz (Hodder, 2015).
59
Воздействие солнечной вспышки исказило магнитный щит Земли, поэтому солнечные частицы не спускались к полюсам вдоль магнитных силовых линий, а могли достигать любой точки планеты. Столкновения частиц солнечного ветра с атомами в атмосфере заставило эти атомы светиться, из-за чего возникали полярные сияния.
60
«The Sun Kings: The Unexpected Tragedy of Richard Carrington and the Tale of How Modern Astronomy Began», Stuart Clark (Princeton University Press, 2009).
61
«A Scary 13th: 20 Years Ago, Earth was Blasted with a Massive Plume of Solar Plasma», Adam Hadhazy (Scientific American, 13 March 2009: https://www.scientificamerican.com/article/geomagnetic-storm-march-13-1989-extreme-space-weather/).
62
Каждый раз, когда фотон отклоняется, или рассеивается, свободным электроном на Солнце, он лишается небольшой доли своей энергии. Ядерные реакции в центре Солнца создают высокоэнергетические фотоны гамма-излучения, но когда эти фотоны попадают на поверхность Солнца, или фотосферу, они превращаются в низкоэнергетические фотоны видимого света (энергия, которую теряют фотоны, идет на нагревание Солнца). Строго говоря, фотоны, которые начали свое путешествие в центре Солнца 30 000 лет тому назад, и те, которые вылетели из фотосферы Солнца в виде солнечного света, – это разные фотоны.
63
«Life, the Universe and Everything», Douglas Adams (Picador, 2002).
64
На самом деле Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите, но с хорошим приближением можно считать ее круговой.
65
Фактически, когда Эйнштейн это понял, он создал свою теорию гравитации – общую теорию относительности (1915).
66
«The Ascent of Gravity», Marcus Chown (Weidenfeld and Nicolson, 2018).
67
Полное название работы Ньютона: «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (The Mathematical Principles of Natural Philosophy). Труд был опубликован 5 июля 1687 г. в двух томах.
68
Точка Лагранжа – одно из пяти мест в системе Солнце – Земля, где гравитационная и центробежная силы, действующие на тело, уравновешиваются таким образом, что оно может всегда оставаться в покое в этой точке.
69
См. главу 12: «Губка в скале».
70
«The Tragedy of the Moon», Isaac Asimov (Dell, 1984).
71
См. главу 12: «Губка в скале».
72
«A Laboratory Model of Saturn’s North-Polar Hexagon», Barbosa Aguiar et al. (Icarus, Vol. 206, p. 755, 2010).
73
«Meandering Shallow Atmospheric Jet as a Model of Saturn’s North-Polar Hexago», Raúl Morales-Juberias et al. (Astrophysical Journal Letters, Vol. 806, Number 1, 10 June 2015).
74
На самом деле он назвал ее «Звездой Георга».
75
Независимо от Леверье планету Нептун предсказал англичанин Джон Куч Адамс. Впоследствии обоих теоретиков связала крепкая дружба. Сегодня открытие Нептуна связывают с именами обоих ученых.
76
См. «The Hunt for Vulcan: How Albert Einstein Destroyed a Planet and Deciphered the Universe», Thomas Levenson (Head of Zeus, 2016).
77
«Density Waves in Saturn’s Rings», Fraser Cain (Universe Today, 10 November 2004: https://www.universetoday.com/10034/density-waves-in-saturns-rings/)
78
Заключительные слова Дэйва Боумена в романе Артура Кларка «2001 год: Космическая одиссея» (2001: A Space Odyssey, Arthur C. Clarke (Orbit, 2001)). Астронавт произносит их, пройдя через монолит.
79
«Solving the Mystery of Iapetus», Paulo Freire (Geophysical Research Letters, Vol. 33, p. L16203: https://arxiv.org/pdf/astroph/0504653.pdf).
80
«Delayed Formation of the Equatorial Ridge on Iapetus from a Subsatellite Created in a Giant Impact», Andrew Dombard et al. (Journal of Geophysical Research – Planets, Vol. 117, Issue E3, March 2012).
81
«How Saturn’s Icy Moons Get a (Geologic) Life», Richard Kerr (Science, Vol. 311, p. 29, 6 Jan 2006).
82
«Hapgood», Tom Stoppard (1988).
83
Квантовая волна, представляющая частицу, по сути, не совсем волна. Вернее, совсем не волна в обычном понимании этого слова. Это абстрактная математическая сущность, которая в воображении теоретиков заполняет все пространство. Там, где волна большая – имеет большую амплитуду – вероятность найти частицу высокая, а там, где волна маленькая, вероятность найти частицу низкая.
84
Причина этого заключается в том, что частице с низкой энергией / малой массой (такой как электрон) соответствует квантовая волна с низкой энергией. Представьте себе волну на поверхности пруда, обладающую небольшой энергией. Она распространяется медленно, а расстояние между последовательными пиками этой волны большое.
85
На самом деле – и это неожиданный поворот всей истории – из квантовой теории следует, что пустое пространство не полностью пустое. Это бушующее море «нулевых флуктуаций квантовых полей». Но это уже действительно другая история.
86
Это самое большое противоречие между предсказанием и наблюдательными фактами в истории науки вплоть до 1998 года. Этот год ознаменовал открытие темной энергии, которая заполняет все пространство и чья отталкивающая гравитация ускоряет расширение Вселенной. Когда квантовая теория используется для предсказания энергии вакуума – темной энергии, – то получается величина, которая расходится с результатом экспериментов на 120 порядков, т. е. величина, выражаемая единицей со 120 нулями. Это серьезное указание на то, что наша нынешняя теория физики неадекватна!
87
Согласно специальной теории относительности Эйнштейна (1905), время течет медленнее в системе координат того человека, который движется относительно другого человека. Так как верхняя часть здания движется быстрее, чем нижняя, просто в силу вращения Земли, этот эффект противодействует эффекту замедления времени вследствие действия гравитации. Тем не менее он относительно небольшой и не изменяет общий вывод о том, что те, кто живет на верхнем этаже здания, стареют быстрее, чем те, кто живет на нижнем этаже.
88
«Optical Clocks and Relativity», James Chin-Wen Chou et al. (Science, Vol. 329, p. 1, 630, 24 September 2010).
89
«String Theory: From Newton to Einstein and Beyond», David Berman (https://plus.maths.org/content/string-theorynewton-einstein-and-beyond).
90
The Feynman Lectures on Physics, Vol. II, p. 1–10 (Addison-Wesley, 1989).
91
Если быть совсем точным, электромагнитная сила между протоном и электроном в атоме водорода в 1040 раз сильнее гравитационного притяжения между ними. Водород – легчайший в природе атом – состоит из электрона, вращающегося вокруг ядра, содержащего один протон.
92
Первый настоящий универсальный компьютер придумал британский инженер Чарльз Бэббидж в 1837 г. Однако спроектированная им аналитическая вычислительная машина не была построена при его жизни из-за сложностей и затрат, связанных с реализацией конструкции, включающей механические зубцы и колеса. Бэббидж работал над проектом вместе с математиком Августой Адой Кинг, графиней Лавлейс, дочерью поэта лорда Байрона. Она считается первым программистом, а язык программирования «Ада» назван в ее честь.
93
Подробнее о проблемах вычислений см. главу 6 «God’s Number» в книге The Never-Ending Days of Being Dead, Marcus Chown (Faber, 2007).
94
Точнее, вероятность найти частицу в определенном месте в пространстве выражается числом от 0 до 1, где 0 соответствует нулевой вероятности, а 1 – 100-процентной вероятности. Вероятность равна квадрату высоты квантовой волны в этом месте (амплитуда на самом деле – комплексное число, но это уже другая история!).
95
Всегда можно выбрать такую систему координат, в которой отлетающие шары летят в противоположных направлениях.
96
Абсолютный нуль – минимальная достижимая температура, равная –273,15° по шкале Цельсия и 0 по шкале Кельвина.
97
См. главу 26: «Двойные неприятности».
98
Rendezvous with Rama, Arthur C. Clarke (Gollancz, 2006).
99
См. главу 17: «Свет прежних времен».
100
Закон сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а может быть только преобразована из одного вида энергии в другой. Как показал Эйнштейн в 1905 году, масса – это просто еще одна форма энергии. Энергия кварковой «резинки» – говоря научным языком, глюонных полей – может быть преобразована в энергию массы новых кварков.
101
См. главу 39: «Из звездной пыли».
102
Могут существовать и другие поколения нейтрино, например, нейтрино четвертого типа – так называемые стерильные нейтрино. Нормальные нейтрино, хотя и редко, но все-таки иногда взаимодействуют с нормальным веществом благодаря слабому ядерному взаимодействию. Стерильные нейтрино и этого не делают. С нормальным веществом они могут быть связаны только с помощью гравитационного взаимодействия, а это означает, что их практически невозможно обнаружить.
103
Мы привыкли к тому, что в пространстве существуют три направления: восток-запад, север-юг, верх-низ. А во времени одно направление: прошлое-будущее. Нюанс заключается в том, что специальная теория относительности Эйнштейна 1905 года показывает, что пространство и время на самом деле являются аспектами одной и той же ипостаси, что становится заметно только наблюдателю, двигающемуся со скоростью, близкой к скорости света. Поэтому физики говорят о пространстве-времени, неразрывной субстанции, имеющей четыре пространственно-временных измерения.
104
Частицы, участвующие в обменном взаимодействии и ответственные за фундаментальные взаимодействия в природе, отличаются от других элементарных частиц. Это так называемые виртуальные частицы. См. QED: The Strange Theory of Light and Matter, Richard Feynman (Penguin, 1990).
105
Письмо, написанное в 1955 г. Альбертом Эйнштейном семье покойного Микеле Бессо, с которым они дружили с давних пор.
106
«On the Electrodynamics of Moving Bodies», Albert Einstein (Annalen der Physik, Vol. 17, p. 891, 1905).
107
См. главу 26: «Чем ниже, тем моложе».
108
Черная дыра – это область пространства с настолько сильным гравитационным полем, что она захватывает абсолютно все. Даже свет не может вырваться из ее пределов. Отсюда и ее «чернота».
109
«2010: Odyssey Two», Arthur C. Clarke (HarperCollins, 2000).
110
См. главу 20: «Пожалуйста, сожми меня крепче».
111
«Life on the Ocean Floor, 1977», Cristina Luiggi (The Scientist, 1 September 2012: https://www.the-scientist.com/?articles.view/ articleNo/32523/title/Life-on-the-Ocean-Floor-1977).
112
«Enceladus Shoots Supersonic Jets of Water», Ashley Yeager (Nature. com, 26 November 2008: http://www.nature.com/news/2008/081126/full/ news.2008.1254.html).
113
«On the Possibility of Extraterrestrial Artefact Finds on the Earth», A. V. Arkhipov (The Observatory, Vol. 116, p. 175, 1996).
114
В результате потери внутреннего тепла недра Марса остыли. Марс потерял свой драгоценный магнитный щит, потому что лишился циркуляции расплавленного вещества, переносящего гигантские электрические токи. Именно такие токи генерируют магнитное поле планеты Земля.
115
«Song of Myself», Walt Whitman.
116
Сильное ядерное взаимодействие имеет очень короткий диапазон действия. Поэтому оно было открыто только в XX веке, когда физики начали изучать ядра атомов.
117
В отличие от ядерных реакций с испусканием энергии, которая идет на звездное излучение, ядерные реакции, в которых образуется железо, поглощают энергию, высасывая ее из звезды на манер вампиров. Это делает звезду нестабильной, поэтому железо знаменует финальную точку в процессе образования новых элементов внутри звезд.
118
«Pale-Blue Dot», Carl Sagan, A Space-time Odyssey (https://www. youtube.com/watch?v=Cm6NS6uDqt8).
119
Строго говоря, Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Мы живем в «беспокойной Вселенной», которая просто не может оставаться спокойной.
120
См. «Afterglow of Creation», Marcus Chown (Faber, 2010) и «The Very First Light», John Boslough, John Mather (Basic Books, 2008).
121
«The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy», Douglas Adams (Pan, 2009).
122
См. главу 47: «Голос бездны».
123
«Astronomers Say They’ve Found Many of the Universe’s Missing Atoms», Adam Mann (Science, 10 October 2017: http://www.sciencemag. org/news/2017/10/astronomers-say-they-ve-found-many-universe-s-missing-atoms).
124
«Opposite Thermodynamic Arrows of Time», Lawrence Schulman (Physical Review Letters, Vol. 83, p. 5419, 27 December 1999: https:// arxiv.org/pdf/cond-mat/9911101.pdf).
125
«Confrontation of MOND Predictions with WMAP First Year Data», Stacy McGaugh (29 September 2004: https://arxiv.org/abs/astro-ph/0312570v4).
126
«Часовой» (The Sentinel, HarperVoyager, 2000) – рассказ Артура Кларка (1948), послуживший основой для фильма «2001: A Space Odyssey», Stanley Kubrick, Arthur C. Clarke.
127
На самом деле, хотя остатки тепла от Большого взрыва первоначально были обнаружены в виде микроволн – радиоволн с длиной волны в несколько сантиметров – они наиболее интенсивно проявляют себя на длине волны в несколько миллиметров. Длина волны света – электромагнитного излучения на научном языке – есть мера расстояния между последовательными гребнями волны.
128
* Например, «Темп» или «Рубин-102». (Прим. переводчика)
129
Температура является мерой микроскопического движения. По мере охлаждения тела его атомы становятся все более апатичными. В конце концов они полностью перестают двигаться. Это происходит при температуре абсолютного нуля – минимальной температуре, до которой может охладиться тело во Вселенной.
130
Лаборатории Белла («Bell Labs») были частью крупнейшей американской телефонной и телеграфной компании («AT&T»), в которой работало более миллиона человек на многочисленных объектах по всей территории США.
131
Световой год – это расстояние, которое свет проходит за один год, перемещаясь в вакууме со скоростью 299 792 км в секунду. Он составляет примерно 9,5 триллиона километров.
132
«Gravity’s Engines: How Bubble-Blowing Black Holes Rule Galaxies, Stars, and Life in the Cosmos», Caleb Scharf (Scientific American Books, 2012).
133
Строго говоря, это 4-вектор энергии-импульса.
134
Фактически в теории Эйнштейна источником гравитации являются плотность энергии + трехмерное давление.
135
Во взрыве даже очень мощной водородной бомбы исчезает всего лишь 1 кг вещества, превращаясь в тепловую энергию огненного шара.
136
Существование гравитационных волн было подтверждено на основе регистрации пяти событий. В четырех случаях это было слияние пар черных дыр, а в одном случае рождение гравитационных волн было следствием слияния сверхкомпактных нейтронных звезд. Последнее событие, наблюдавшееся 17 августа 2017 г., имеет особое значение, поскольку удалось зафиксировать не только гравитационные волны, но и излучение в видимом диапазоне спектра, которое наблюдали на телескопах по всему миру. Спектральный анализ излучения показал, что в огненном шаре произошел синтез тяжелых элементов, в том числе образовалось чистое золото с массой, десятикратно превосходящей массу Земли. Ученые наконец получили ответ на долго волновавший всех вопрос о том, откуда берется золото.
137
К сожалению, судьба обошла шотландского физика Рона Древера в этом вопросе. Я как раз был аспирантом по физике в Калифорнийском технологическом институте в Пасадине, – одном из двух институтов, поддержавших проект LIGO, – когда там строился прототип гравитационно-волнового детектора. Помню, как я шел на лекцию Древера, одного из основателей обсерватории LIGO. Помню, как он нес свои бумаги в двух полиэтиленовых пакетах из супермаркета, а на его прозрачных пленках для «оверхед»-проектора были видны пятна чая и отпечатки пальцев. Древер, ведущий член команды LIGO, был экспериментальным гением (он, например, сам смастерил телевизор, на котором его семья смотрела коронацию королевы в 1953 году). К сожалению, он не очень хорошо вписался в руководство проектом и был уволен в 1995 году. Древер продолжал жить в Пасадине. Он не женился, у него было мало друзей. Впоследствии начал страдать деменцией. В конце концов Петер Голдрайх, профессор Калифорнийского технологического института, полетел с ним в Нью-Йорк и посадил его на самолет, летевший в Глазго. Там Древера встречал его брат. Некоторое время Древер находился в доме престарелых в Шотландии. Он ушел из жизни 7 марта 2017 года, за семь месяцев до вручения Нобелевской премии за открытие гравитационных волн.
138
«The Restaurant at the End of the Universe», Douglas Adams (Pan, 2009).
139
У каждой элементарной частицы есть своя античастица с противоположными свойствами (к примеру, с противоположным электрическим зарядом). Отрицательно заряженному электрону соответствует положительно заряженный позитрон. Частица рождается из вакуума всегда в паре со своей античастицей. При их взаимодействии происходит саморазрушение, или аннигиляция, сопровождаемая всплеском излучения высокой энергии в гамма-диапазоне.
140
Причина этого заключается в том, что законы физики описывают будущее с точки зрения настоящего. Например, местоположение Луны, каким оно будет завтра, определяется по ее местоположению сегодня с помощью универсального закона всемирного тяготения Ньютона. Прошлое заключено в будущем. Никакая информация не теряется.
141
«The Large N Limit of Superconformal Field Theories and Supergravity», Juan Maldacena (Advances in Theoretical and Mathematical Physics, Vol. 2, p. 231, 1998: http://arxiv.org/pdf/hep-th/9711200.pdf).
142
«The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy», Douglas Adams (Pan, 2016).
143
См. главу 41: «День, когда не было вчера».
144
Материальный объект может перемещаться быстрее света или со скоростью света. Более того, общая теория относительности, разработанная Эйнштейном в 1915 году, утверждает, что пространство может расширяться с любой скоростью.
145
Инфляцию, которая развивалась в течение доли секунды после Большого взрыва, любят сравнивать со взрывом водородной бомбы, в то время как Большой взрыв уподобляют взрыву динамитной шашки, породившей мощную взрывную волну. Предполагается, что ее привел в действие квантовый вакуум. Не обычный вакуум, с которым мы иногда имеем дело, а высокоэнергетический вакуум, обладающий необычным свойством отталкивающей гравитации. Однако, несмотря на успехи теории инфляции, которых она достигла в объяснении некоторых загадочных особенностей нашей Вселенной, физическое поведение элементарных частиц, которое могло бы обосновать эту теорию, остается непонятным.