«Астрофизика с космической скоростью» Нила Деграсса Тайсона, краткое содержание читать ~5 мин.

«Астрофизика с космической скоростью» Нила Деграсса Тайсона, доктора философии, – научно-популярная книга об астрономии, астрофизике и космологии. В книге изложены наши современные знания о создании Вселенной, сверхновых, чёрных дырах, тайнах тёмной материи и тёмной энергии, невидимом свете, а также о том, как появилась Земля и её материалы. После выхода в 2017 году книга стала бестселлером №1 «Нью-Йорк Таймс»; она оставалась в списке более года и была продана тиражом более миллиона экземпляров.

Астрофизик Тайсон является удостоенным наград научным писателем и преподавателем, а также директором нью-йоркского планетария Хейдена. Тайсон ведёт популярный подкаст и телешоу «StarTalk», а также ведущие телепередач «Nova Science Now» и «Cosmos: A Spacetime Odyssey».

Никто не знает, что существовало до Вселенной, но учёные понимают, что она началась как бесконечно малая точка, которая содержала в себе все и быстро расширялась. В первую триллионную долю секунды возникли законы физики, но потребовалось 380 000 лет, прежде чем свет смог отделиться от материи и все стало видимым. Сегодня, спустя почти 14 миллиардов лет, во Вселенной насчитывается 100 миллиардов галактик, каждая из которых содержит до сотен миллиардов звёзд. Одна из них – наше собственное Солнце и его планеты, включая Землю, которая не слишком тёплая и не слишком холодная, поэтому жизнь может процветать на ней и эволюционировать, чтобы создать людей, которые удивляются Вселенной.

Ньютоновские законы гравитации действуют везде, а не только на Земле. Эта теория стала первым доказательством того, что законы физики применимы ко всей Вселенной и что царство за пределами нашей планеты не является отдельным небесным пространством, а состоит из тех же материалов и подчиняется тем же правилам, что и на Земле.

Космологи могли только строить догадки о природе Вселенной, пока не обнаружили космический микроволновый фон – древний свет, свидетельствующий о ранней Вселенной. Благодаря этой информации учёные теперь знают возраст, размер и форму нашего космоса, а также то, что большая часть его материи и энергии состоит из непонятных нам материалов.

Миллиарды галактик, разбросанных по космосу, как освещённые города, привлекают наше внимание, но между ними лежат огромные области, заполненные газообразным водородом и другой материей, которая весит в 10 раз больше, чем сами галактики.

Только одна шестая часть массы Вселенной состоит из галактик и газовых облаков, которые мы можем наблюдать. Остальная часть состоит из того, что мы не можем обнаружить, но оно оказывает огромное гравитационное влияние на все вокруг. Эта тёмная материя озадачивала науку на протяжении десятилетий, но невозможность обнаружить её обычными средствами позволяет предположить, что она представляет собой совершенно новый принцип Вселенной, который ещё предстоит открыть.

Вселенная расширяется, причём гораздо быстрее, чем ожидалось. Эйнштейн считал, что Вселенная стабильна, поэтому он добавил в свои уравнения константу, которая не позволяла гравитации разрушить все вокруг. Открытие того, что Вселенная расширяется, сделало константу Эйнштейна устаревшей, но более поздние наблюдения показали, что космос расширяется с постоянно растущей скоростью, поэтому константа Эйнштейна снова обрела смысл. Никто пока не знает, что представляет собой эта расширяющая сила, но только она составляет две трети всего состава Вселенной. Учёные называют её тёмной энергией.

Многие атомные элементы были открыты или их описание дополнено астрофизиками. Гелий был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле; галлий и алюминий используются в астрономических детекторах; технеций появляется в ядерных реакторах, а также в звёздах, где его быть не должно. Иридий часто встречается в астероидах, а полоса его в земной коре намекает на то, что именно астероид ударил в нашу планету и убил динозавров. Некоторые элементы – ртуть, нептуний и плутоний – названы в честь планет; церий и палладий – в честь астероидов Церера и Паллас.

Многие крупные объекты в космосе имеют сферическую форму. Сфера – это эффективный способ вместить большой объём, а гравитация больших планет и звёзд стремится сгладить их в почти идеальные сферы. Саму Вселенную можно представить как сферу, хотя её внешние границы нам неизвестны, потому что эти области расширяются быстрее, чем свет может дойти до нас.

Свет поступает в виде пакетов энергии, называемых фотонами, но большинство фотонов обладают энергией, которую наши глаза не могут обнаружить. Эти невидимые формы света варьируются от низкоэнергетических радиоволн, микроволн и инфракрасного излучения до высокоэнергетических ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей. Фотоны из всех частей этого электромагнитного спектра испускаются объектами в космосе; учёные используют детекторы, настроенные на каждый тип фотонов, от гигантских радиоантенн до маленьких датчиков гамма-излучения, чтобы узнать о космосе.

Если бы наша Солнечная система была заключена в сферу, то вся масса Солнца, планет и лун занимала бы лишь одну триллионную часть пространства. Однако в системе много пыли и камней, включая пояс астероидов между Марсом и Юпитером. Часть этого мусора падает на планеты, а крупные объекты иногда катастрофически падают на Землю. Луна образовалась в результате такого падения, и возможно, что жизнь здесь зародилась на раннем, влажном Марсе, а затем была выбита в космос и в конце концов попала на Землю.

Если бы инопланетяне с детекторами сфокусировались на нашем Солнце, они могли бы заметить крошечную точку неподалёку, голубой цвет океанов, кислород и метан в атмосфере которой намекают на жизнь. Это была бы Земля, где наши учёные наблюдают за близлежащими звёздами и их планетами, сначала по крошечному влиянию планет на их собственные солнца, а затем по свету, проходящему через атмосферы планет и доносящему до нас информацию об этих планетах.

Изучение Вселенной может показаться пустым занятием в эпоху бедности и угнетения, но учёным нужны люди во всем мире, чтобы внести свой вклад в этот проект, и чудо, которое он создаёт, может помочь объединить нас. Когда мы осознаем, насколько уникален и хрупок наш планетарный оазис в этой гигантской Вселенной, мы сможем работать вместе, чтобы сделать её более безопасным и красивым домом для всех.