Культурный код

Около 359 миллионов лет назад Земля вступила в эпоху, которую геологи называют каменноугольным периодом, или карбоном. Само название произошло от латинского carbo — «уголь», ибо именно тогда сформировалась значительная часть залежей каменного угля, которыми человечество будет пользоваться спустя сотни миллионов лет. Однако сам карбон интересен вовсе не только будущими полезными ископаемыми. Это был мир, который современному человеку показался бы одновременно прекрасным и жутким. Вместо привычных хвойных деревьев здесь возвышались гигантские плауны высотой с десятиэтажный дом, воздух был насыщен кислородом сильнее, чем сегодня, а над болотами летали стрекозы с размахом крыльев почти в метр. Ни один другой период в истории планеты не сочетал настолько необычные климатические условия, столь бурный расцвет растительности и столь впечатляющие размеры беспозвоночных. Карбон начался после девонского периода, когда жизнь уже окончательно освоила сушу. Если в девоне первые леса только появляли

В начале космической эры Венера казалась учёным почти близнецом Земли. Её размеры лишь немного уступали земным, масса составляла около 81 % от массы нашей планеты, а плотная облачная пелена самой настоящей атмосферы полностью скрывала поверхность. Многие астрономы середины XX века всерьёз допускали, что под облаками могут существовать тёплые океаны, тропические леса или хотя бы влажный климат, пригодный для заселения. Немудрено, что именно Венера, для рациональной науки Советского Союза, стала одной из главных целей нашей космонавтики. И пока США сосредоточились на Луне и пилотируемых программах, Советский Союз сделал ставку на автоматические межпланетные станции. Этот выбор оказался настолько удачным, что именно СССР первым сумел добраться до соседней планеты и передать информацию непосредственно с её поверхности. Первые попытки начались практически сразу после запуска первого спутника. Уже в феврале 1961 года стартовала станция «Венера-1», разработанная в ОКБ-1 под руководством Серг

Планковская длина — величина настолько ничтожная, что человеческое воображение перестаёт работать уже после нескольких сравнений. Она равна примерно 1,616 × 10⁻³⁵ метра. И если увеличить атом водорода до размеров Солнечной системы, то планковская длина по отношению к атому окажется ещё меньше, чем сам атом по отношению к этой системе. Именно здесь современная физика сталкивается с границей своих возможностей. Ни один эксперимент не способен заглянуть хоть сколько-нибудь дальше, ибо дальше все существующие теории начинают противоречить друг другу. Поэтому планковский масштаб называют фундаментальным пределом, ниже которого привычное представление о пространстве и веществе может вообще потерять смысл. Название связано с немецким физиком Максом Планком. В 1899 году, ещё до появления квантовой механики и теории относительности, он предложил систему естественных единиц, основанных не на человеческих договорённостях вроде метра или секунды, а на фундаментальных константах природы. Планк объ

Каменный уголь — это, по сути, законсервированный фрагмент древнего мира, существовавшего задолго до появления динозавров, птиц и тем более человека. Вы только задумайтесь над этим: когда мы бросаем кусок угля в печь, то высвобождается энергия солнечного света, который миллионы лет назад поглощали гигантские растения древних болот. Именно поэтому геологи иногда называют уголь своеобразной «ископаемой солнечной батареей». И да, в отличие от нефти, которая в основном образовалась из древних морских организмов, основой большинства угольных пластов стали огромные леса, покрывавшие Землю более 300 миллионов лет назад. Главная эпоха образования каменного угля приходится на каменноугольный период палеозойской эры, продолжавшийся примерно от 359 до 299 миллионов лет назад. Не случайно ведь этот геологический период получил такое название! В XIX веке британские геологи заметили, что именно породам этого возраста принадлежат крупнейшие угольные бассейны Европы. Так возник термин Carboniferous —

Если спросить действительно опытного и сведущего физика о том, сколько измерений существует во Вселенной, ответ поразит вас до глубины души. Дело в том, что повседневный мир складывается из трёх пространственных измерений и времени. Мы легко понимаем длину, ширину, высоту, а время воспринимаем как отдельную координату, по которой движутся события. Но современные версии теории струн утверждают, что такой картины недостаточно. Чтобы математические уравнения не противоречили сами себе, пространство должно содержать не четыре, а десять или даже одиннадцать измерений. И речь идёт о вполне конкретном математическом требовании. История идеи началась в начале XX века. В 1919 году немецкий математик Теодор Калуца предложил расширить общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, добавив пятое измерение. Через несколько лет шведский физик Оскар Клейн развил эту мысль и предположил, что дополнительное измерение настолько мало, что его невозможно заметить. Так родилась теория Калуцы—Клейна, впер

Материя... вроде всё просто: атомы состоят из электронов и ядер, ядра — из протонов и нейтронов, а те, в свою очередь, из кварков. На этом этапе на протяжении большей части XX века казалось, что путешествие в глубины вещества близко к завершению. Стандартная модель элементарных частиц успешно описала кварки, лептоны, бозоны и их взаимодействия. Однако чем глубже учёные заглядывали в микромир, тем настойчивее возникал неудобный вопрос: а что, если элементарные частицы вовсе не элементарны? В привычной картине мира электрон считается точечным объектом. У него есть масса, заряд и спин, но нет размера в обычном понимании. Если представить электрон увеличенным до размеров Солнечной системы, он всё равно останется математической точкой. Такая идея прекрасно работает в предыдущих расчётах, но сегодня создаёт серьёзные проблемы при новых вводных данных, появившихся благодаря самым последним открытиям. Например, когда физики пытаются объединить квантовую механику и гравитацию, точечная природа

Кварки долгое время считались той самой фундаментальной границей, за которой уже ничего нет. Именно они, согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, образуют протоны, нейтроны и множество других адронов... ... Но история науки не раз показывала, что слово «элементарный» звучит уверенно лишь до следующего открытия. Вначале атомы оказались делимыми, затем выяснилось, что и протоны не так уж просты. Поэтому ещё в середине XX века физики начали задаваться неудобным вопросом: если кварки существуют, то почему именно они должны быть последним кирпичиком мироздания? Так появилась идея преонов — гипотетических частиц, которые могут скрываться глубже кварков и лептонов. Термин «преон» происходит от английского preon, образованного от приставки pre- — «до», «перед». Название буквально означает нечто, существующее раньше кварков. Его предложил американский физик Джогеш Пати в 1974 году, хотя похожие идеи обсуждались ещё несколькими годами ранее. Практически одновременно к этой теме

Идея отправить корабль к дальним планетам не на химических, а на атомных двигателях появилась почти одновременно с началом космической эры. Пока ракеты Сергея Королёва и Вернера фон Брауна только выводили аппараты на орбиту, физики уже осознали, что химическое топливо быстро упрётся в фундаментальный предел. Дело в том, что даже лучшие современные ракеты расходуют огромную массу топлива ради сравнительно небольшой скорости. Именно поэтому внимание инженеров частично переключилось на энергию атомного ядра, плотность которой в миллионы раз превосходит энергию химических реакций. Казалось, что стоит лишь приручить ядерный реактор и перед человечеством откроется вся Солнечная система. Но реальность оказалась куда суровее розовых мечтаний. Первые серьёзные проекты появились в США в середине 1950-х годов. Программа NERVA, расшифровывавшаяся как Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application, создавалась совместно NASA и Комиссией по атомной энергии США. Её основой стал ядерный тепловой двиг

Кварки — одни из самых странных объектов, с которыми когда-либо сталкивалась физика. Мы никогда не увидим их напрямую, не сможем извлечь из атома и рассмотреть и под самым совершенным микроскопом. Более того, существует вероятность, что отдельный кварк вообще невозможно наблюдать в свободном состоянии. И всё же именно из этих почти мистических частиц состоят протоны и нейтроны. А значит, практически и вся привычная материя. Получается удивительный парадокс: фундаментальные кирпичики Вселенной существуют, но ведут себя так, будто намеренно скрываются от наблюдателя. И сегодня мы постараемся вместе, хотя бы вскользь порассуждать о том, что передовая наука вообще знает о кварках. Начну с того, что в 1950-х и начале 1960-х годов ускорители стали открывать десятки новых элементарных частиц. Их количество росло настолько быстро, что физики называли происходящее «зоологическим садом». Казалось, природа бесконечно плодит всё новые частицы без всякой системы. И это очень напугало абсолютно всё

Нейтронная звезда — один из тех объектов, существование которых кажется почти невозможным. По своей сути это остаток массивной звезды, завершившей жизнь грандиозным взрывом сверхновой. Диаметр такого тела обычно составляет всего 20–25 километров, но при этом его масса нередко превышает массу Солнца в полтора-два раза. Если представить чайную ложку вещества нейтронной звезды, то на Земле она весила бы около миллиарда тонн. Ни один другой известный объект, кроме чёрной дыры, не способен настолько плотно упаковать материю. Именно поэтому нейтронные звёзды давно превратились в своеобразную математическую лабораторию, где физики проверяют теории, которые невозможно испытать никакими земными экспериментами. В 1932 году английский физик Джеймс Чедвик открыл нейтрон — электрически нейтральную частицу, находящуюся в ядре атома. Уже через два года астрономы Вальтер Бааде и Фриц Цвикки предположили, что после взрыва сверхновой звезда может сжаться до состояния гигантского атомного ядра, практиче