Дело в масштабе (Часть 8)

В атомном масштабе Галактика имеет 225 футов в поперечнике, а Солнце находится примерно в 80 футах от ее центра. Галактическое ядро имеет приблизительно 43 фута в диаметре, а толщина спиральных краев в том месте, где находится наше Солнце, около 8 футов.

Даже в атомном масштабе Галактика — внушительный объект, так как, если ее положить на Землю, она покроет собой почти 0,4 га поверхности.

Солнце обращается вокруг галактического центра за 220 миллионов лет. В атомном масштабе оно преодолевает окружность орбиты длиной около 500 футов за эти 220 миллионов лет, или одну двадцатую дюйма за семьдесят лет жизни наблюдателя. Очевидно, что при этом Галактика покажется неподвижной, и действительно, если наблюдать близлежащие галактики в телескоп, то звезды, которые кажутся мельче атомов, как будто стоят на месте.

Кстати, в атомном масштабе ближайшая большая галактика — туманность Андромеды — находится в 1 миле от нашей. Взрывающаяся га ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 7)

Ладно, давайте возьмем масштаб еще мельче, где Солнце имеет размер атома водорода, около одной двухсотпятидесятимиллионной дюйма в поперечнике. В таком атомном масштабе световой год равен всего лишь 0,0274 дюйма. Ближайшая к нам звезда в атомном масштабе находится примерно на расстоянии 1/8 дюйма.

Атомная модель изображает звезды в качестве объектов размером с атом, разделенных средним расстоянием в 0,22 дюйма. Если предположить, что все звезды у нас двойные (что с точки зрения астрономии не играет существенной роли), появляется большое искушение сравнить Галактику в атомном масштабе с водородным облаком, молекулы которого состоят из двух атомов водорода.

Можно рассчитать количество молекул водорода в заданном объеме газа при обычном атмосферном давлении и температуре 0 С и по результату вычислить среднее расстояние между молекулами. Чтобы вы не корпели над расчетами, я сам скажу вам, что среднее расстояние составит 0,00000013 ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 6)

Хотя бактериальный масштаб отлично подходит для изображения ближайших звезд, он не совсем удобен, если мы возьмемся за галактики.


Млечный Путь — Галактика, в которой мы находимся, имеет форму линзы примерно в 100 000 световых лет диаметром. Солнечная система находится примерно в 30 000 световых лет от ее центра и примерно в 20 000 световых лет от края. В центре Галактики расположено ядро, содержащее примерно 9/|0 звезд; ядро, имеющее шаровидную форму около 16 000 световых лет в диаметре.

За пределами этого ядра находятся плоские спиральные фланги, в которых звезды рассеяны не так плотно, как в ядре. Неподалеку от нашего Солнца эти фланги имеют около 3000 световых лет в толщину. Плоскость Галактики — это воображаемая плоскость, разрезающая Га ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 5)

Или скажем по-другому. В пределах семнадцати световых лет от нас известны 39 звездных систем, считая само Солнце. (Восемь из них являются двойными звездами, а две — тройными, так что всего в них 51 звезда.)

Если представить себе, что эти звезды рассеяны по сфере радиусом в 17 световых лет с Солнцем в центре, то у нас получится сфера объемом примерно 20 000 кубических световых лет. На каждую звездную систему здесь приходится по 500 кубических световых лет, а среднее расстояние между ближайшими к Солнцу звездными системами равно кубическому корню из 500, или приблизительно 8 световым годам.

Если перевести все числа в масштаб бактерии, то ближайшие звезды можно изобразить объектами размером с бактерию (часто стоящие отдельно, иногда в скоплениях из двух-трех звезд), разделенными средним расстоянием в 530 футов.

Если представить, что весь нью-йоркский Центральный парк накрыт крышей на высоте чуть более 1/3 мили, то объем простран ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 4)

Если Солнце имеет 1 фут в диаметре, то одна астрономическая единица (среднее расстояние от Солнца до Земли) немногим больше сотни футов, однако один световой год составит уже 1300 миль, парсек — 4200 миль, а ближайшая звезда будет находиться на расстоянии 5500 миль.

Иными словами, если мы поместим нашу уменьшенную Солнечную систему в Центральный парк, то ближайшая звезда (тройная звезда альфа Центавра) окажется в Иерусалиме.

Может быть, это дает вам некоторое представление о расстоянии до звезд, но не полностью отражает истинное положение дел, поскольку говорит лишь о ближайших звездах. Если взять что-нибудь подальше, то нам не хватит земной поверхности и придется отправиться в космос.

Итак, вместо того чтобы изображать альфу Центавра в какой-то точке на поверхности Земли, представим лучше, что она расположена в направлении Луны. В футовом масштабе альфа Центавра находится примерно на расстоянии 1/40 части действительного рас ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 3)

Начнем, как обычно; только выбросим баскетбольные мячи, которые я презираю. Вместо этого давайте представим себе, что Солнце имеет 1 фут в диаметре, а не 4,5 биллиона футов, как на самом деле; масштаб нашей модели 1:4 500 000 000 назовем «футовым масштабом». На основе этого футового масштаба представим в таблице 4 диаметры каждой планеты и расстояние до нее от Солнца.


Таким образом, получается довольно живописная картина Солнечной системы, в которой есть несколько характерных штрихов. Если Солнце представить в виде шара 1 фут в поперечнике, то Сатурн будет иметь 1 дюйм в диаметре и находиться в 1000 футах от Солнца.

Земля имеет около 1/9 дюйма в диаметре и находится примерно в 100 футах от Солнца. А Луна в футовом масштабе имеет около 1/30 дюйма в диаметре и находится прим ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 2)

На самом деле вовсе не фантасты впервые решили сравнить Солнечную систему с атомом. В 1904 году, когда ученые пытались уяснить себе место недавно открытых субатомных частиц в атоме, японский физик по имени X. Нагаока предположил существование структуры, которая в некотором роде напоминала бы Солнечную систему. Эта структура вскоре обрела популярность у той части непрофессиональной публики, которая интересовалась подобными вопросами. Сразу после того, как в 1913 году Нильс Бор разработал первую квантовую теорию атома, наука отказалась от устаревшей версии Нагаоки, но в умах фантастов она продержалась еще по крайней мере четверть века, что являет собой очевидный (хотя и специфический) пример культурного отставания общества от научно- технического прогресса.

Но и сама наука не свободна от избитых идей и устаревших представлений. Например, любой, кто пролистает издания по популярной астрономии для неспециалистов, за первые же десять минут ... Читать дальше »

Дело в масштабе (Часть 1)

Каждый раз, когда я приезжаю на крупные конференции писателей-фантастов, я несколько часов брожу по выставкам старых фантастических журналов и книг. Я редко покупаю что-нибудь — увы, моя библиотека не так роскошна, — но ностальгирую вовсю.

Выпуски старых журналов во плоти встают перед глазами. Вспоминаются имена когда-то почитаемых авторов. Старая манера, старые истории, старые сюжеты навевают тихий шепот воспоминаний, сбрызнутых звездным блеском юности.

К слову, в 1966 году на Кливлендской конференции я наткнулся на историю из серии «Пози и Нега», написанной Джозефом Скидмором. Тем, кто слишком молод, чтобы знать его, поясняю, что это серия рассказов о приключениях и злоключениях двух субатомных частиц. Пози — положительно заряженный протон, а Нега — отрицательно заряженный электрон (догадались?). Чтобы добавить интригу, Скидмор придумал, что Пози мужского пола, а Нега женского, и перемешал любовную мелодраму с основами элементарно ... Читать дальше »

Просто невозможно! (Часть 10)

А теперь перейдем к сути данной главы.

Одно из следствий теории Эйнштейна состоит в том, что ни один объект физического мира не может путешествовать со скоростью, превышающей скорость света в вакууме, и что информацию в любой форме нельзя передать из пункта А в пункт Б быстрее, чем свет (в вакууме) дойдет от пункта А до пункта Б.

Именно это утверждение обычно переводится более короткой и самоуверенной фразой: «Нельзя двигаться быстрее света».

Данное убеждение опирается на два факта.

Во-первых, ни одно измерение движения физического объекта не показывало, что его скорость больше скорости света в вакууме. В некоторых обстоятельствах скорость субатомных частиц довольно близко подходит к скорости света; также были зафиксированы скорости объектов в вакууме, достигавшие более 99,99 процента скорости света. Но никогда скорость такого объекта yе достигала скорости света, не говоря уж о том, чтобы ее превзойти. Если перемещ ... Читать дальше »

Просто невозможно! (Часть 9)

Такое впечатление, что это противоречит «здравому смыслу», но «здравый смысл» — не более чем опыт, приобретенный нами в наблюдениях за объектами, движущимися с низкими скоростями. Изменения длины, массы и темпа времени настолько малы на обычных скоростях, что их невозможно заметить. При работе с обычными скоростями не будет большой ошибкой допустить истинность законов механики Ньютона.

Но теория Эйнштейна целиком полагается на истинность своего основного положения. А если скорость света в вакууме не независима от движения источника света?

Во всяком случае, никто еще не зафиксировал какой-либо зависимости скорости света в вакууме от движения источника света; уж поверьте мне, многие пытались это сделать: ведь такое открытие обеспечивало бы Нобелевскую премию. Всякий раз, как кто-нибудь изобретал новую и более высокоточную аппаратуру, первым делом на ней проверяли скорость света от движущегося источника. До сих пор предположение Эйн ... Читать дальше »