Stephen Hawking's Universe - Part 1 - Seeing Is Believing (1997) Свали субтитрите
Защо Вселената е такава, каквато е?
Добро утро. Добре дошли в Гонвил и Кейз.
По-известен като Кейз Колидж.
Кейз Колидж е основан през 1348г от Едмънд Гонвил.
Накъде отиваме?
Ето ни пред портрета на може би най-прочутия ни възпитаник,
Професор Стивън Хокинг, най-известният космолог в света.
Подобно на своя предшественик, Сър Исак Нютон,
той е лукасов професор по университетска математика.
А специалността му е изучаване на черната дупка и история на Вселената,
която достига кулминацията си в книгата му "Кратка история на времето",
от която в света са продадени над 8 милиона копия.
През целия си живот
съм бил запленен от големите въпроси, пред които сме изправени
и за които сме търсили научнообосновани отговори.
Може би затова аз съм продал повече книги за физиката,
отколкото Мадона- за секса.
Това е кабинетът на Професор Хокинг,
който той използва, когато идва в колежа.
В него той провежда лекции, срещи
или належащи лични дела.
Това е негово лично помещение, в което има негови книги, портрети и картини.
Затова е нещо като негов втори дом, когато е в колежа.
Той има наследствено заболяване- моторно двигателна невропатия.
Може да проектира гласа си чрез синтезатор, прикрепен към инвалидния му стол.
Надявам се, че ви е харесало. Довиждане.
Ако и вие като мен сте гледали към звездите и сте се опитвали да осмислите това, което виждате,
вие също сте се питали кое кара Вселената да съществува.
Въпросите са ясни и подвеждащо прости.
Но отговорите сякаш винаги са ни се изплъзвали.
Досега.
Нашите възгледи за Вселената дълго време са били оформяни
единствено от това, което сме можели да видим.
Хиляди години това е означавало, че сме разбирали
само това, което сме виждали с невъоръжено око.
Сега революционният напредък на науката и технологиите
бързо разширява нашите хоризонти.
Ние ставаме очевидци на самия праг на времето и пространството.
Бих искал да споделим заедно вълнението ми от откритията,
минали и настоящи, които преобърнаха начина ни на мислене.
От Големия взрив до черните дупки, от тъмната материя до възможното голямо свиване,
днешната ни представа за Вселената е пълна със странно звучащи идеи
и забележителни истини.
Историята на това как сме достигнали до тази представа
е историята за това как сме се учили да осмисляме това, което виждаме.
С всеки следващ век очите ни за Вселената са се отваряли наново.
Само преди 75 години в обсерваторията Маунт Уилсън в Калифорния
един млад астроном погледнал през един сега примитивен телескоп
и завинаги променил нашите представи за небесата.
Името му е Едуин Хъбъл.
Благодарение на Хъбъл сега знаем,
че в рамките на обозримата Вселена
има около 100 милиарда трилиона звезди, това са много звезди.
А сега, благодарение на най-новите открития, знаем
също това, в което сме вярвали, но не сме могли да докажем.
И това е, че много от онези звезди имат планети.
Така че, в обозримата Вселена има и безброй трилиони планети.
Това е едно от най-поразителните постижения на Хъбъл,
каквото е било и за неговите предшественици.
Колкото повече научаваме за Вселената,
толкова ролята ни в нея изглежда по-скромна.
Две трети от звездите, планетите и живота, ако има такъв,
във Вселената, са милиарди години по-стари от нас.
И ако попитате какво означават един милиард години в историята на живота,
бих ви казал:
Преди един милиард години най-висшата форма на живот на Земята били червеите,
преди три милиарда години най-висшите форми на живот на Земята били бактериите.
Така че, трябва да се запитаме, бидейки толкова горди с постиженията си,
къде е нашето място в космическата перспектива на живота,
ако повечето от онези същества там, ако има такива,
се явяват спрямо нас както ние спрямо червеите на тази планета?
И с това не целя да ни омаловажавам, а само
да предположа, че най-великите постижения на човечеството все още ни предстоят.
Самаряните и вавилонците били първите, които започнали да изучават небесните механизми.
Техните открития прокарали пътищата за древните Гърци, които ги следвали.
Те можели да видят звездите и да си задават въпроси за небето и небесата,
но в действителност разполагали с много малко информация-
само това, което било видимо за очите им.
Те мислели, че всичко, което познават, е произлязло от водата.
Очевидно за тях водата е била много важна субстанция,
затова те й придавали космическа значимост.
Те смятали, че небесата представляват множество дупчици
и тези дупчици били звездите.
А точно зад тях имало божествен огън.
Гърците отдавна били обяснили това, което виждали, чрез митове и легенди.
Сега те започвали да използват и разум.
Те смятали, че трябва да открият по-точен начин за представяне
на възгледите си за Вселената,
и този начин драматично се оказал математиката.
Родила се науката за логиката.
И дълго поддържаните предположения били подложени на съмнение.
Когато видите, че в далечината се приближава кораб,
вие не го виждате веднага целия,
а виждате как той постепенно изниква на хоризонта,
сякаш се издига от морето.
Така те се усъмнили в идеята, че Земята е плоска.
Доказателството, че Земята е кръгла, трябвало да бъде убедително.
Философ на име Ератостен провел един от първите научни експерименти.
Идентични предмети върху една плоска Земя би трябвало да хвърлят идентични сенки.
Така по едно и също време на деня на две места на голямо разстояние едно от друго
той подложил твърдението на проверка.
По един красив начин той направил откритие, използвайки две пръчки.
Той забелязал, че идващите от Слънцето лъчи
създавали различно количество сянка при всяка от пръчките.
И тъй като всяка от пръчките хвърляла сянка с различна дължина,
земната повърхност би трябвало да е заоблена.
От ъгъла на сенките
Ератостен успял да изчисли, че обиколката на Земята
била 40000 километра, което се различава само с около 160 километра от днешните измервания.
За първите си ученици математиката хвърлила светлина върху божествените тайни.
Самата Земя се подчинявала на нейните закони.
Математическата дисциплина дарила на гърците основни постулати.
Те осъзнали, че с помощта на математиката можели да разработят
теории и приложения за всякакви явления от различно естество.
Но красивите математически теории не винаги са подкрепени от наблюдения.
В първите дни на астрономията древните гърци разбрали,
че небесата не са чак толкова съвършени, колкото си ги представяли.
Вглеждайки се по-внимателно в небесата, те започнали да забелязват,
че движението на звездите не се подчинява на тяхната логика.
Ако всяка нощ излизате навън и гледате внимателно на юг,
след 2-3 дни ще видите 5 звезди
и това е нещо необичайно спрямо другите звезди в небето,
които не променят положението си.
Те сякаш се движат от запад на изток, понякога сякаш стоят неподвижно,
а после отново започват да се движат от изток на запад.
Гърците били открили 5 небесни тела, които са близо до нас.
Те ги нарекли "planetas", или скитници.
Те вярвали в една Вселена, която се намира в идеално равновесие.
Планетие, убедени били те, били идеални кълба,
движещи се във величествени кръгови орбити.
Но наблюденията показвали друго.
Астрономът Птолемей се опитал да обясни това противоречие с помощта на математиката.
Той нанесъл корекции в планетарните орбити,
преначертавайки пътищата им като кръгове в кръгове,
всички идеално вписващи се в една сфера от фиксирани звезди.
А в центъра на Вселената била Земята.
Птолемей живял около век след смъртта на Христос.
Новата Християнска църква много бързо се вкопчила в модела на Вселената,
който поставял нас, божиите създания, в нейния център.
Космологията на църквата е космологията на Битието
и това, което поддържало същите идеи, както са описани в Битието, било одобрявано.
За онези, които разбирали математическия модел на Птолемей,
това бил модел, който можел да прогнозира разположението на планетите
със задоволителна прецизност.
От друга страна, няма доказателство, което да обори идеята на Битието.
Три, две, едно, нула... Излитане.
Днес идеите на Светото писание се подлагат на проверка
чрез експерименти, извършвани в небесата.
Стабилният растеж на технологиите през годините
ни даде възможност да изпитаме теориите си за Вселената.
Но преди чрез наблюдение да бъдат получени тези подробни доказателства,
вярата в която и да било теория често било въпрос на сляпо доверие и убеждение,
а не резултат от някакво научно наблюдение.
Моделът на Птолемей за Вселената не бил оспорен
цели 1500 години, като през цялото време бил утвърждаван от Църквата,
която по това време била средище на науката.
Господи, приеми даровете ни.
Освети ни чрез нашите приношения и дай ни спасение.
Преобладавало виждането на Птолемей за Вселена, утвърждаваща нашето превъзходство.
За Земя, която, изглежда, не се движела.
И ако простият опит не бил достатъчен, за да подкрепи идеите на Птолемей,
той получил подкрепата и на властите.
Католическата Църква като цяло
през вековете от времето на Птолемей в продължение на над хиляда години
била образованият светоглед.
Птолемей не смятал за разумно
да има нещо друго, а не Земята, в центъра
не толкова от астрономически съображения,
а защото, в края на краищата,
ако не сте свикнали с това, изглежда невероятно Земята да се движи.
И Птолемей каталогизира няколко очевидни причини, които са оскърбление за здравия разум
като: защо не падаме от Земята, щом тя се върти или как могат да летят птиците, след като би трябвало да има силен вятър и т.н.
Тези доводи имали достатъчна тежест според Птолемей.
До 16-ти век последователите на Птолемей се сблъсквали с все повече противоречиви наблюдения.
Учението на Църквата скоро щяло да бъде опровергано от един от собствените й учени-свещеници.
Николай Коперник бил духовник, но не в смисъл, че бил католик.
Всъщност той имал църковен кабинет според катедралните канони.
Той изпитвал силно възхищение от астрономията на Птолемей.
В модела на Птолемей Коперник виждал някакво изящество.
Но той открил, че би могъл по-добре да обясни наблюденията, като направи едно потресаващо разместване.
Той поставил Слънцето, а не Земята, в центъра на Вселената.
Това бил революционен момент за космологията.
Коперник радикално реорганизирал модела на Вселената,
който господствал от векове.
Той поставил началото на необратим процес,
който ни е понижил от център на Вселената
до външните покрайнини на една сред милиони галактики.
За църквата моделът на Коперник представлявал ерес.
Бог бил поставил човека на Земята, а Земята- в центъра на Сътворението.
Коперник починал през 1543г.
Делото на живота му било отхвърлено, но не и забравено.
Около 60 години по-късно Йохан Кеплер, немски математик,
извадил отново трудовете му.
Той скъсал с двехилядолетна философска и астрономическа традиция.
Това, което довършил Кеплер, било не-кръговото движение.
Той осъзнал, че планетите всъщност се движат по елиптични орбити.
Най-прекрасното в кеплеровата система е,
че той може да направи всичко, което е правил Коперник,
само с една ясна извивка на елипсата, едно колосално постижение.
Първоначално Църквата не осъзнавала, че предстояли драматични промени.
Но когато италианският учен Галилео Галилей дръзнал
да публикува еретичната идея на Коперник, Ватиканът предприел действия.
Намираме се на последния етаж на Вила Ил Джулиело,
мястото, където Галилей прекарал последните 10-15 години от живота си,
най-трагичната част от живота му, като затворник.
Той бил осъден да не напуска къщата, да не приема гости
и затова това място в началото било много щастливо, а в края му донесло много мъка.
Изолацията била мъчение за Галилео,
но в самотата неговите проучвания придобили ясни очертания.
Единствената работа, която можел да върши
през периода на затворничеството в собствения му дом
била завършването на законите за движението.
Кеплеровият модел повдигнал някои смущаващи въпроси.
За да може денят да се сменя с нощ, Земята трябвало да се върти със скорост 1600 км/ч.
Защо тогава не падаме от нея?
Първите впечатления на всеки, например едно петгодишно дете, което не е ходило на училище-
ако го попитате дали Земята се движи, то ще отговори "не".
То няма да има ни най-малка представа- такава била ситуацията
не само за децата, а за всички по времето на Галилео.
Галилео ни най-малко не се съмнявал, че Земята се движи.
Той осъзнал, че ние не усещаме това движение,
просто защото се движим заедно с нея.
Но той не можел да обясни кои сили ни задържат на повърхността й.
Докато изучавал законите на движението, той копнеел да може по-ясно да види небесната твърд.
В края на 1609г той научил, че се продават
някакви странни предмети, които представлявали тръба със стъкълца
и които изпълнявали странна функция.
Този инструмент идвал от Холандия и се продавал като играчка.
Когато Галилео го взел, от играчка той го превърнал в инструмент.
Той използвал увеличителната способност на телескопа, за да наблюдава небето.
Това е голяма крачка в неговата кариера,
а също и в историята на съвременната космология.
Това ново изобретение, преработено в научен инструмент,
щяло да преобърне нашето възприятие на небесата.
Галилео вече можел да види светове, които само си бил представял.
Според църквата те трябвало да бъдат идеални сфери, обикалящи Земята.
Но не било така.
Луната съвсем не била толкова гладка и обла, както вярвали хората,
а имала долини и планини, точно както на Земята.
Той продължил и с други небесни тела, започнал да наблюдава Меркурий, Марс.
Но бил запленен от Юпитер.
Той започнал сериозно да наблюдава Юпитер през 1610г
и бележките в дневника му са много трогателни. Той пише: "Открих едно необикновено тяло,
което обикаля около Юпитер", 7 януари,
ако си спомням правилно.
А на следващия ден той извършил наблюдения с телескопа точно по залез.
Невярвайки на очите си, той скицирал това, което видял.
След няколко дни му станало ясно, че тези луни, както ги нарекъл,
били четири и били спътници, тъй като извършвали
ритмични и циклични действия около тялото на Юпитер.
Нещо, което обикаля Юпитер, не би могло да обикаля Земята.
Църковният модел на Вселената бил разклатен.
Когато напълно се убедил, Галилео предприел решителна стъпка-
той започнал да публикува и да пише трудове,
в които казвал, че не можем повече да се придържаме към модела на Птолемей.
Това, което пишело в Библията за положението на Слънцето
и движението му около Земята, вече не било валидно.
Галилео влязъл в пререкания с властите,
книгата на Коперник била отречена и подложена на коригиране.
Галилео бил призован в Рим пред Трибунала на Инквизицията.
Накрая бил осъден.
Заплашен от изгаряне на кладата, Галилео се отрекъл от твърденията си.
Той бил осъден да прекара остатъка от живота си под домашен арест.
Това е началото на конфликта между науката и религията,
науката и теологията и неговото развитие щяло да продължи
в много следващи етапи от съвременната епоха.
Гласът на Галилей бил заглушен, но духът му не бил сломен.
Искрицата се разгоряла в огън и за тези, които идвали след него,
наблюдението на небето се превърнало в поглъщащо търсене.
До ден днешен
ние се взираме в космоса със същото удивление, което е изпитвал и той.
Наблюдението е почти мистично занимание.
Това е акт, който ме свързва с останалата Вселена.
Понякога се питам дали някой там не гледа към мен.
Питам се дали техният телескоп е по-голям от моя.
Съвременните телескопи отчасти зависят от подобренията, направени от човек,
роден в годината на смъртта на Галилео- Исак Нютон.
Чувствам, че съм свързан едновременно с Нютон и Галилео.
В момента заемам професорското място в Кеймбридж, което някога е заемал Нютон,
и съм роден 300 години след деня, в който е починал Галилео.
Но на този ден са родени поне още половин милион други бебета.
Исак Нютон е роден тук в Улторп в деня на Коледа през 1642г.
От всяко положение Нютон е имал тежък характер.
Баща му починал преди Нютон да се роди, а майка му се омъжила за заможен енорийски свещеник от съседно село.
Едва тригодишен Нютон бил оставен тук, в Улторп
и бил отгледан през следващите 7-8 години от баба си.
Вероятно е изпитвал чувство на несигурност.
Годината била 1660. Светът на астрономията бил пълен с въпроси
и вече бил узрял за промяна.
В Кеймбидж Нютон наслуки избрал 4-5 книги по математика
и се заел да ги прочете.
Шест месеца по-късно той вече дал свой значим принос към математиката.
18 месеца по-късно той вече бил най-великият жив математик.
Това е толкова невероятно- той бил самоук,
само с 4-5 книги стигнал чак дотук.
Нютон не страдал от липса на амбиции- той насочил вниманието си към загадките, които Галилео не успял да разреши.
Той подобрил шансовете си, добавяйки в телескопа вътрешно огледало,
което удвоявало силата му.
Новината за този телескоп се разпространила из Европа
и това всъщност го направило известен.
По-късно се оказало, че този модел телескоп е най-добрият
за изучаване на небесата, така че по този начин той сериозно подпомогнал напредъка на астрономията.
Нютон вече няколко години бил в Кеймбридж,
когато чумната епидемия го принудила да се върне у дома си в Улторп.
По времето, когато напуснал Кеймбридж, той започвал да обмисля
законите на движението, как се движат предметите, и идеята му била,
че по принцип предметите биха се движили праволинейно,
ако нищо не им влияе.
Той започвал да мисли за силите, които действат
и една от най-очевидните е гравитационното притегляне,
което дърпа предмета към Земята.
Откритието на Нютон било почти митологизирано.
Помните ли историята за ябълката, падаща от едно дърво?
Мисля, че вероятно е вярно,
че той наистина се е замислил за тези неща, виждайки ябълките да падат,
но съм абсолютно сигурен, че не е имал завършена теория
за гравитацията на Вселената през годината на епидемията,
и че завършеният му труд се е появил доста по-късно.
Неговата идея за гравитацията, а той я нарекъл универсална гравитация,
защото е много важна теория, е че
всяка частица материя във Вселената дърпа всяка друга частица материя
във Вселената към себе си и обратно.
Земята е милиарди пъти по-масивна от ябълката.
По принцип Земята също леко се придвижва към ябълката,
но това не може да се види. Движението на ябълката
е много по-изразено от това на Земята.
Значението на ябълката е, че тя символизира идеята,
че законите на природата, които важат на Земята,
важат и навсякъде във Вселената.
Коронното постижение на Нютон е, че той обединил всички теории преди него.
Той приложил теорията за гравитацията към небесата, описани от Кеплер,
а после обединил законите на Галилео със своите.
Той описал траекторията на Луната около Земята,
а после погледнал отвъд.
Това му дало достатъчно основание да приложи
същите техники на Галилео, но сега към планетите
и това в общи линии била цялата му Вселена.
С една шеметна теория Нютон преоткрил космоса.
Той разгадал мистерията какво ни задържа на Земята, какво кара Земята да се движи,
какво задвижвало звездите.
Дори Църквата трябвало да се примири с неизбежното.
Птолемичната система се предала пред една дума: гравитация.
Той бил първият, който направил математически модел на Вселената,
който очевидно работел.
Заглавието на великата му книга е "Principia".
Той я описва като математическите принципи на естествената философия.
Уравненията на Нютон за гравитацията
обяснявали перфектно елиптичните орбити на планетите.
Кеплер и Коперник били реабилитирани.
Според нютоновата теория Вселената работела като вечен часовников механизъм.
Хората били успокоени от мисълта, че въпреки че
остарявали и умирали, Вселената била вечна и неизменна.
С новите телескопи, базирани на дизайна на Нютон и с новото виждане за небето,
базирано на теориите му, наблюдението на небесата станало много популярно.
Това било времето на джентълмените-астрономи.
Аз съм Уилям Брандън, 7-ми граф на Рос, пра-правнук
на третия граф, който също се е казвал Уилям.
Неговото голямо постижение било построяването на
голям 180 сантиметров телескоп, наричан Левиатанът на Парсънс.
Това бил най-големият и най-мощен телескоп в света до настоящия век.
Пра-прадядото на Брандън построил своя телескоп през 1850г
в блатистата местност извън Дъблин.
Той сам правел всичко, от което се нуждаел.
Правел го в една леярна, която направил от дъното на лодка,
чието гориво бил торф от местните мочурища.
Той извличал максимума от всички налични ресурси.
Мисля, че той е искал да види неща, които никой преди него не е виждал.
Той канел големи учени и астрономи от целия свят,
за да им покаже какво е видял тук, в Пър.
Това било изумително за времето си, защото повечето ранни астрономи
ревниво пазели тайните си,
а той не искал да го прави, той желаел да сподели откритията си с всички.
Днес графът има посетител във връзка с телескопа.
Казвам се Франсиско Диего, занимавам се с оптичен дизайн
в Лондонския Университет и имаме намерение да направим
ново огледало за този телескоп.
Антиката, която Диего реставрира, е работила точно като нютоновия телескоп.
Образите от космоса се концентрирали върху вдлъбнато огледало.
По времето на Нютон огледалото било с диаметър 12см.
200 години по-късно това на графа било с диаметър 180 см.
С телескопи като този на Галилео или Нютон
можете да видите само Слънчевата система.
Имам предвид Луната, Слънцето, планетите и почти нищо повече.
Тук виждате плака със 180 сантиметровия телескоп,
като наблюдателят е застанал тук.
Това е рефлекторен телескоп, затова наблюдателите
трябва да застанат в горния край
и да погледнат надолу през цялата тръба, за да видят
образа, отразен от гигантското 180 сантиметрово огледало на дъното.
Разглеждах вашата библиотека и открих тази книга.
Това са протоколи на Кралското Общество от 1850г или нещо подобно.
А тук е прекрасната рисунка на третия граф на Водовъртежа.
Да, галактиката Водовъртеж.
Първият път, когато галактиката Водовъртеж е била видяна.
Телескопи като този на графа на Рос дали нови подробности за далечните прашинки светлина,
които били смятани за странни газообразни облаци в покрайнините на нашата галактика.
Осъзнаването, че това всъщност са други галактики,
щяло да стане след още един концепционен напредък.
Вселената отново трябвало да се преразгледа,
този път заради светлината,
пренесена през времето и немислимите разстояния на пространството.
Спектроскопията е анализът на светлината.
Информацията, която получаваме от звездната или слънчевата светлина, или от светлината изобщо, е огромна.
Спектроскопията е открита в началото на 19-ти век от един немски физик-
Джозеф Фон Фрауенхофер.
Той бил производител на оптика.
Работел в компания, произвеждаща лещи за астрономите.
Той бил много методичен, записвал всичко, което правел,
и, за щастие, ние имаме тези текстове за неговото, по собствените му думи, фантастично откритие.
"В затъмнена стая пуснах лъч слънчева светлина през един тесен
процеп в щората към една призма.
С телескопа открих страшно много
ясни и бледи вертикални линии, пресичащи спектъра,
които са по-тъмни от останалата част от спектъра на цветния образ.
Някои изглеждат почти черни."
Той не можел да си обясни произхода на тези линии,
а просто забелязал, че част от спектъра липсвала.
В криптираните следи на светлината Вселената разкрива истинските си цветове.
Можем да видим химическата й структура.
Светлината се създава в атоми.
Светлината се създава всеки път, когато електроните
в тези атоми подскачат нагоре-надолу.
Това е излъчваща или абсорбираща светлина с определена честота.
Всеки химичен елемент има определено поведение.
Електроните скачат на определени места.
В зависимост от тези места е разположението на линията в спектъра.
Ако линията се появява тук, можете да кажете, че това е водород,
но ако се появи тук, не е водород, а натрий и т.н.
Така в Слънчевия спектър имаме отпечатъците
на много химични елементи, които можем да идентифицираме в лабораториите си,
тъй като със същото оборудване вземаме спектъра на лампа,
например, дъга на желязо и можем да възпроизведем същите линии в лабораториите си
и когато сравним линиите от Слънцето с линиите
от лампата в нашата лаборатория, съвпадението е идеално.
С помощта на спектроскопията било открито, че химическото съдържание на нашето Слънце
е идентично с това на всяка звезда във Вселената.
Нашето Слънце и самата ни Слънчева система
е само една от безкрайния брой други такива.
Може би ние самите нямаме специално място във Вселената.
Химията на звездите е почти същата като химията на Слънцето,
така че Слънцето става звезда, или звездите стават слънца.
Това е голяма революция. Това е като революцията на Коперник,
когато е била изоставена идеята, че Земята е център на Вселената.
И вие си казвате, ами щом Земята не е вече център на Вселената,
сега Слънцето може да е център поне на Слънчевата система
и това е била една голяма революция в науката.
Сега има друга революция, в която казваме,
че ние не сме нищо особено, тъй като телата ни,
собствената ни химия, кръвта ни, костите ни, кожата ни,
са изградени от водород, азот, кислород, натрий и т.н.
А водорода, кислорода и т.н. откриваме в мъглявините, в звездите, във Вселената.
Така че, това е същата химия и в нея няма нищо по-специално.
Светлината се оказва един вестоносец-
колкото бърз, толкова и информативен.
Новините, които тя носи не са само за химическия състав.
Тя ни сигнализира и за движението на самата Вселена.
Това откритие донякъде дължим на Кристиан Доплер.
Доплеровото отклонение е вероятно един от най-важните инструменти
на астрофизиката, бих казал и на космологията,
защото то е нашият скоростомер,
чрез него измерваме скоростта на почти всичко във Вселената.
Доплер предположил, че когато един обект се движи, излъчената от него светлина изглежда променена.
Не можем да се наблюдаваме това в ежедневието, защото светлината се движи твърде бързо.
Но ние чуваме същия ефект.
Звукът също се разпространява чрез вълни. Когато се приближава, вълните се сгъстяват,
когато се отдалечава, вълните се разтягат.
Промяната на нивото на звука е доловима и е известна като Доплерово отклонение.
Анализирайки звездите, учените открили,
че Доплеровото отклонение е валидно и за светлинния спектър.
Ако източникът на светлина се движи към нас,
Фрауенхоферовите линии се отклоняват към синия край на спектъра.
Ако източникът се отдалечава, линиите се отклоняват към червеното.
Тези особени модели на звездната светлина
доведоха зората на една нова ера в космологията.
Вече можем да разберем не само състава на Вселената,
но и как се движи тя.
Голямото откритие дойде от анализа на светлината от дълбините на Вселената.
Светилната, видяна през мощни нови телескопи в Америка.
Те разкриха детайли от Вселената, невиждани дотогава.
Всички знаели какво представлява галактиката Млечен Път-
множество от милиарди звезди, сред които е и Слънцето,
но никой не знаел какви са малките петънца мъглявинен материал,
които приличали на спирали и палачинки и т.н.
Според някои галактиката Млечен Път била цялата Вселена,
а малките спирали били струйки газ от тази Вселена.
Най-прочутият човек, работил в Маунт Уилсън, бил Едуин Хъбъл,
който дошъл тук много млад, веднага след военната си служба през Първата световна война.
Хъбъл имал невероятната дарба да открива важните проблеми.
Най-интригуващият проблем бил поставен от графа на Рос и неговите съвременници.
Какви били тези чудни светове, които ги вълнували?
Хъбъл искал да разбере.
Възползвайки се от изключително ясната атмосфера над Маунт Уилсън,
която е най-добрата на континента, той успял да различи отделни звезди
в тези облачета от газ, наречени мъглявини.
Това само по себе си означавало, че те не са струйки газ в нашата галактика,
а самостоятелни галактики, всяка съдържаща милиарди звезди,
и че истинската Вселена е населена
с безброй отделни Вселени като нашата галактика Млечен Път.
Измерените от него разстояния били изумителни за тогавашните астрономи.
Той открил, че най-близката до нас мъглявина Андромеда
е отдалечена на поне милион светлинни години,
а светлинната година е 10 трилиона километра- много огромно разстояние,
далече отвъд края на нашата галактика Млечен Път.
С това откритие за първи път сме узнали колко голяма е Вселената.
Междувременно на сцената изгряла Доплеровата теория
под вещия поглед на колега на Хъбъл.
Весто Слайфър започнал да анализира светлината.
Всички наблюдавани от него галактики имали отклонение към червеното,
те били отклонени към по-дългите вълни,
което означавало, че се отдалечават от нас.
Изнасяйки този доклад, Слайфър пожънал бурни аплодисменти.
Никой не осъзнавал какво означавало това, но всички предчувствали
космическата значимост на този факт.
Откритието, че галактиките се отдалечават от нас, било забележително, но и озадачаващо.
Слайфър и Хъбъл не знаели, че един неизвестен немски физик бил на път да открие обяснението.
Неговият нов модел на Вселената щял да бъде не по-малко радикален от предшестващите го.
Сред предвижданията му било и прозрението, че Вселената бързо се разширява.
Интересното е, че това прозрение дошло от един патентен чиновник,
който не бил показал никакви академични заложби.
Името му е Албърт Айнщайн.
За да постигне това, той бил принуден да учи много сложна математика.
През 1915 г най-после теорията видяла бял свят.
Тя била наречена Обща теория на относителността.
Тя се различавала от теорията за гравитацията, която господствала
вече над 200 години- Нютоновата гравитация.
Според Нютоновата гравитация всички обекти във Вселената се привличат, и то директно.
Айнщайновата теория за гравитацията била коренно различна.
Всъщност, обектите въобще не се привличат директно.
Всеки обект създава изкривяване, извиване, огъване на самата тъкан на пространство-времето.
А другият обект, минавайки покрай първия се огъва от изкривяването
на пространство-времето и тогава всъщност прави тази вдлъбнатина.
Изглежда сякаш е привлечен от първия обект, който прави вдлъбнатината.
Всъщност това не става директно, а като реакция на изкривяването на пространство-времето.
Това, което трябва да разберем от общата теория на относителността е,
че не може да имате пълна колекция от галактики и звезди,
които да са в статично състояние една спрямо друга
и да очаквате да си останат така.
Това няма да стане- те ще се свият една спрямо друга.
Това означава, че
при общата теория на относителността не може да има статичен модел на Вселената.
Моделът, Вселената, или трябва да се разширява, или да се свива.
Тя трябва да е динамична, невъзможно е да е статична.
Айнщайн смятал, че някаква неизвестна сила удържа космоса да не се свие в себе си.
Всъщност той предсказал разширяването на Вселената.
Астрономите разглеждали откритието на Слайфър
за движението на галактиките и хипотезата му, че Вселената се разширява,
и възприели това като двете страни на медала, които си съответстват.
А Хъбъл, с присъщия си нюх към големите проблеми
насочил вниманието си към този въпрос,
питайки се как да го проучи.
Той започнал да измерва
така наречените отклонения към червеното, скоростите
с които галактиките се отдалечават от нас.
Хъбъл започнал трудоемкия процес по сравняване на разстоянията в отклоненията към червеното
на десетки галактики.
Резултатите били смайващи.
Той открил това, което днес е известно като закон на Хъбъл,
съвсем необичайно, че отклонението към червеното
или скоростта на отдалечаване от нас е пропорционална на разстоянието.
Ако една галакитка на определено разстояние се отдалечава от нас с някаква скорост,
друга галактика, която е двойно по-далече, със сигурност
се отдалечава с двойно по-голяма скорост.
Хъбъл променил модела на Вселената-
моделът на Птолемей бил статичен,
Нютоновият- също.
Но Хъбъл показал, че Вселената е динамична.
Всичко се отдалечава от всичко останало.
Повечето гръцките астрономи, смятали, че Земята е центърът на Вселената.
Коперник показал, че не е така
и смятал, че Слънцето е центърът на Вселената.
По-късно астрономите показали, че Слънцето не е центърът на Вселената,
но много от тях смятали, че центърът на галактиката ни е център на Вселената.
Хъбъл показал, че няма център.
Това е било едно огромно научно, теологично и философско постижение.
Той открил, че Вселената, докъдето
се вижда с телескоп, е осеяна
с безброй островни вселени и
няма никакви различия. Няма център.
Вторият извод от това откритие е-
представете си раздалечаващите се галактики,
отдалечаващи се от нас и една от друга като последователност от кадри.
Нека сега да върнем лентата назад и всички галактики
да се върнат назад във времето, все по-близо една до друга,
докато накрая всички се срещнат в една точка,
фигуративно казано, защото няма такава точка,
няма център на Вселената- те ще се съберат заедно.
Един безкрайно плътен и безкрайно разширен момент,
отвъд който не може да се продължи.
Този момент отбелязва началото на раждането на Вселената.
Всичко, което виждаме около нас,
всяка звезда, всяка планета, всяко живо същество на Земята и в космоса,
дължи произхода си на този момент. Може да го наречете Големия Взрив,
но няма да сбъркате и ако го наречете момента на Сътворението.
Днес хоризонтите ни се разширяват заедно с разширяващата се Вселена.
Има нови прозрения.
За Големия Взрив, тъмната материя, странното нарушаване на пространството.
Гравитационните уравнения на Айнщайн предсказват така наречените черни дупки.
Черна дупка е зееща пропаст в пространството, която засмуква и поглъща
всичко, което се приближи достатъчно близо.
Тя става все по-компактна и масивна и следователно може да
поглъща все повече материя.
Тя се превръща във всеяден хищник.
Сега космолозите изучават една Вселена, която предшествениците им надали биха разпознали.
Изглежда материята, от която сме изградени,
е само мъничка частица от Вселената.
Над 90% е нещо, което не можем да видим.
Тъмна материя.
Това поставя човешките същества
в една перспектива, според която
Земята не е центърът на Слънчевата система.
Ние дори не сме изградени от най-разпространената материя, защото това е тъмната материя.
Постепенно небесата ни откриват тайните си.
Тези снимки са направени от телескоп в околоземна орбита, наречен в чест на Хъбъл.
От разположени в центъра на Вселената
се озоваваме в орбита около едно обикновено слънце,
което е само една от милионите звезди в нашата галактика Млечен Път.
А самата ни галактика е просто една от милиардите галактики,
в една Вселена, която е безкрайна и се разширява.
Но това е само началото на една дълга история на открития.
Големите въпроси тепърва ще получават отговори,
преди да очакваме да получим пълната картина на Вселената, в която живеем.
За да научите повече за ВСЕЛЕНАТА на Стивън Хокинг,
посетете PBS-online на интернет адреса, изписан на екрана ви.
http://www.kolibka.hit.bg/ http://delta.arenabg.com/