От самых больших до самых маленьких
На этом DVD объединены два фильма, названия которых не могут быть более разными: "Все" и "Ничего". И все же они неразлучны. «Все» - это путешествие к границам вселенной, «Ничто» рассказывает историю вакуума. Оба фильма ведут к самому загадочному из всех событий, научно посвященных: Большому взрыву.
Произведения быстро очаровывают вас. Прежде всего, это связано с захватывающими образами. Он разнообразен и удивительно креативен. Рассказчик, физик Джим Аль-Халили из Суррейского университета (Англия), изначально стоит на пляже и показывает на пальцах отдельные песчинки. Если бы каждый из них соответствовал звезде, объясняет он, весь пляж не был бы достаточно большим, чтобы представлять вселенную.
Начиная с этой сцены, «Все» рассказывает о том, как люди научились оценивать размер Вселенной. Отправной точкой является парадокс Ольбера: почему ночью темно? Английский астроном Томас Диггес (1546-1595) первым сформулировал этот вопрос, осознав, что неподвижные звезды, вероятно, не установлены на сфере, а скорее разбросаны по очень большому пространству. В 19 веке расстояние до ближайших звезд впервые удалось определить с помощью эффекта параллакса. Для исследователей того времени Вселенная состояла из Млечного Пути.
Немыслимые расстояния
Американский астроном Генриетта Ливитт (1868-1921) позже обнаружила, что для некоторых переменных звезд период колебаний блеска связан с абсолютной светимостью. Это дало астрономам возможность оценивать гораздо большие расстояния. Эдвин Хаббл (1889-1953) был первым, кто измерил такую звезду в туманности Андромеды. Следовательно, она находилась в миллионах световых лет от нас, а другие спиральные туманности, по-видимому, еще дальше. Таким образом, галактики представляли собой отдельные системы, подобные Млечному Пути..
Хаббл также обнаружил, что галактики удаляются друг от друга, и тем быстрее, чем больше расстояние между ними. Это открытие предполагало, что должен был быть Большой Взрыв. Гипотеза, которая до сих пор была блестяще подтверждена много раз, в частности, благодаря анализу космического микроволнового фонового излучения. Удивительно, но только с постулатом о большом взрыве можно понять, почему ночью небо темное. Диггес задал очень важный вопрос.
"Everything" грамотно и поучительно рассказывает эту историю астрономии. Вдохновляющие вопросы и удачная интрига завораживают аудиторию. Однако фильм непрост: он сам правильно объясняет математическое определение кривизны пространства, вытекающее из общей теории относительности, через параллельный перенос вектора по замкнутой кривой. Однако зритель всегда получает возможность кратко переварить увиденное. Некоторые прозрения, которые кажутся особенно странными, размышляются чуть дольше: что значит, например, что пространство расширяется?
Не бывает полностью пустых
Нет ничего о вакууме. Греческий философ Аристотель предполагал, что природа всегда старается избежать подобного. Итальянский физик Эванджелиста Торричелли (1608-1647) был первым, кто понял, что это эффект давления воздуха, с относительно простым экспериментом со стеклянной трубкой. Вакуум стал объектом исследования. Одним из самых удивительных открытий было то, что он переносит не звуковые, а световые волны. Существовала ли всепроникающая светоносная субстанция под названием «эфир»? К концу 19 века технология измерения стала достаточно точной, чтобы проверить этот тезис. Результаты знаменитого эксперимента Майкельсона-Морли явно говорили против них.
Для дальнейшего понимания фильм должен зайти далеко - и предлагает ускоренный курс квантовой теории. Среди прочего, он углубляется в принцип неопределенности Гейзенберга, из которого следует: энергия в определенном объеме пространства может быть определена тем менее точно, чем короче временной интервал, в котором наблюдают. Одно из следствий этого: за очень короткие промежутки времени пары частица-античастица спонтанно возникают из ничего, но тут же аннигилируют друг друга. Так что вакуум на самом деле не пустой. Это оказывает измеримое влияние, в том числе на энергетические уровни электронов в атомах. Считается, что крошечные различия в космическом фоновом излучении также связаны с квантовыми флуктуациями.
Как и в первом фильме, «Ничего» предлагает отличные картинки. Особенно удачна сцена про антиматерию и то, как она аннигилирует с материей. В этой сцене Аль-Халили можно увидеть дважды, один раз в белом и один раз в черном. Вопрос о том, осмелятся ли эти двое пожать друг другу руки, звучит чудесно. Аналогия, которую фильм находит для принципа неопределенности, также удачна: файл заданного размера может содержать либо резкое неподвижное изображение (можно точно определить пространственное положение элементов изображения, но не их движения), либо размытую пленку (движения видны, но позиции размыты).
Однако у создателей фильма не все ладилось. Одна сцена показывает осциллограф, предназначенный для обнаружения сдвигов электронных энергетических уровней, вызванных квантовыми флуктуациями. Любопытно, что не предпринимается даже попытки объяснить сложный эксперимент, а увиденное остается совершенно неясным. Порой Аль-Халили резко переходит от роли знающего рассказчика к роли невежественного обывателя, чему никто не верит. Упаковка DVD выглядит почти потрепанной с менее чем бессмысленной заглавной картинкой. Надеюсь, это не отпугнет интересующихся. Было бы обидно, потому что вы бы пропустили два часа захватывающей науки.