Wednesday, September 21, 2016

Гордон - Диалоги: Астероидная опасность (22.09.2003)

Форматирование не сохранено.




Ниже приведена стенограмма эфира.
Ниже есть продолжение.

Александр Гордон: Каждые полгода, наверное, в прессе появляются пугающие даты – 2014, 2017 год, потом еще какие-то года. Сколько нам жить осталось?

Георгий Ефимов: Этого никто не знает. Но так всегда было – время от времени кто-то пугает, что такого-то числа будет конец света. А на самом деле конец света ожидали уже ученики Христа. Они совершенно всерьез его ожидали. Но это вещь, которая не должна быть фиксированной. И, наверное, как и в случае астероидной опасности, это и от нас немножко зависит.

А.Г. Так же, как индивидуальная смерть.

Леонид Латышев: Я бы хотел к этому маленькое добавление сделать. Когда мы стали больше знать про астероиды, мы их стали больше бояться.

Г.Е. И мы стали их видеть. На самом деле, из 6 или 7 близких пролетов больших астероидов (на расстоянии ближе, чем Луна, на расстоянии 100-150 тысяч километров), только один был зафиксирован в 1937 году, а остальные после 1989-го года. Почему? Потому что мы стали их ждать, стали ими интересоваться. И потом у нас совершенно другие возможности появились. В том числе, их стало возможно видеть радаром. А до войны радара не было, понимаете.

Л.Л. То есть опасность была всегда.

А.Г. Опасность была всегда, но мы мало о ней знали?

Г.Е. Конечно, и всерьез эта опасность стала обсуждаться где-то 15-20 лет тому назад. Но я хочу начать с немножко более раннего периода.

Первый астероид был открыт под Новый 1801-й год. Была открыта малая планета, она получила название Церера в честь римской богини. И с тех пор их регулярно открывали и открывают. Большая их часть расположена между Марсом и Юпитером. И все они получали в течение долгого времени только женские имена, в честь богинь греческих, римских, потом египетских, древнегерманских.

А.Г. Жены, дочери, любовницы…

Г.Е. Потом их стали называть именами уважаемого человека или своего города, страны, особенно когда их открывали ученые из малых стран. Сейчас не так строго с именами, но до сих пор этот обычай соблюдается. Например, недавно астероиду присвоили имя в честь академика, создателя Сибирского отделения Академии наук М.А. Лаврентьева и его сына, тоже академика. Он называется Лаврентиана.

Когда я лет 25 тому назад начал заниматься астероидами, нумерованных их было 2000. Сейчас «нумерованных», то есть тех, у кого хорошо известна орбита – уже около 8000. А поскольку их всего около 20 000, значит есть еще 12 тысяч, орбиты которых не очень хорошо известны. Большой список русских ученых получил «персональные» малые планеты. Сейчас вышла книжка, и скоро она выйдет вторым изданием, которая называется «Академия наук между Марсом и Юпитером». Там перечислены астероиды, названные в честь многих наших крупных ученых. Среди открывателей астероидов были и есть наши ученые, ленинградские. Был такой Институт теоретической астрономии, наблюдатели из него работали, в основном, в Крымской обсерватории, они там и сейчас работают. Наши были одними из ведущих специалистов в этом направлении, в изучении астероидов. Но в этой книге перечислены астероиды Главного астероидного пояса, который вдали от нас.

А.Г. Причем с достаточно фиксированной орбитой.

Г.Е. Да, это целый пояс между Марсом и Юпитером. Там много всяких астероидов. Там есть «троянцы», которые на орбите Юпитера, есть большие и маленькие. Самые большие – Церера и Веста – имеют 1000 и 800 км в диаметре. Это настоящие планеты, только маленькие в сравнении даже с Луной. Я думаю, что я еще скажу об этом. А есть маленькие, небольшие, диаметром в десятки километров. Сейчас открывают, конечно, уже небольшие, размером в несколько километров, они неправильной формы, это, скорее всего, осколки столкнувшихся и расколовшихся планет.

А вот уже в ХХ-м веке начали открывать астероиды другого сорта. На картинке мы видим (это монтаж), как астероид летит над Европой. Это нынешнее лето. Вы видите, жара, нет облаков над Европой.

А.Г. Это какое расстояние было?

Л.Л. Я могу сказать, чтобы так было бы видно, если бы вы были от астероида на расстоянии около 50 или 70 км, а дальше, на 500 км была бы Земля.

Г.Е. Так вот, в ХХ-м веке стали открывать «нестандартные» астероиды, которые оказались гораздо ближе к Земле. Их стали называть мужскими именами. Их три группы. Они называются по именам первых из открытых: группа Аполлона, которые расположены между Юпитером и Землей; группа Амура – тоже внутри орбиты Юпитера, но не доходят до орбиты Земли, то есть для нашей сегодняшней темы они не интересны. И группа Атона – это египетский бог Солнца, – они подходят к Земле изнутри, от Солнца. Все они гораздо меньших размеров. Их трудно наблюдать, потому что этому мешает Солнце. Они, как утренняя или вечерняя звезда, появляются вблизи Солнца, на освещенном небе.

А.Г. Выскакивают из-за Солнца.

Г.Е. Да, в неудобное для наблюдения время. И поэтому их начали наблюдать гораздо позже. Так появились астероиды, близкие к Земле. Их сравнительно немного.

С другой стороны, эта небесная опасность известна очень давно. Издавна были наблюдения метеоритов – камни с неба падали. Эти падающие звезды наблюдаются регулярно, есть определенные периоды, когда выпадают целые дожди падающих звезд.

А.Г. Я этим августом наблюдал.

Г.Е. Да, да. Известный метеорный поток Леониды, есть и другие. Такие метеоритные дожди связаны, видимо, с тем, что когда-то раскололся астероид и летит каменный поток, а Земля его пересекает.

И другая группа малых тел, тоже давно известная, это кометы. Кометы хорошо видны, благодаря своим «хвостам», которые иногда видны и невооруженным глазом, и издавна привлекали внимание людей как нечто необычное. Они отличаются от астероидов и метеоритов, вообще говоря, тем, что астероиды каменно-железистые, твердые, а у комет, когда они достаточно близко подходят к Солнцу, появляется хвост. То есть кометы состоят из менее крепкого вещества, летучего, из которого при подходе к Солнцу образуется хвост газа и пылинок. И поэтому они очень ярко видны на небе и издревле известны.

Но и астероиды, метеориты, тоже отмечены в истории. В нашей истории, в русской, например. В ХII веке был юродивый Прокопий Устюжский. В его житии говорится, что по его молитве каменный дождь, который должен был упасть на город Устюг, упал в поле в нескольких километрах от города.

Есть другой астероид, железный, знаменитый Кааба, который в Мекке, к которому ездят…

Л.Л. Поклоняться.

Г.Е. Да, поклоняться, это святыня мусульман, но он был задолго до Магомета. Бывает и сейчас, что с неба упадет камушек, пробьет какую-нибудь крышу сарая, и иногда бывают даже человеческие жертвы. Среди исторических сведений, из тех, что мне попались, что собрали историки, есть один случай, когда в Китае, в IХ веке, кажется, убило несколько тысяч человек. Был такой случай, когда все оказалось очень серьезно.

Если можно, покажите следующий слайд: астероиды между Марсом и Юпитером. Это Главный астероидный пояс, видите, как их много. Дальше, если можно. Вот так они выглядят. Это камни, небольшие планеты, тела в несколько километров размером. Это то, что удалось разглядеть при пролете американских космических аппаратов, достаточно близком, потому что с Земли так хорошо их разглядеть нельзя. Бывает, что астероид состоит из двух кусочков. Или у него есть маленький спутник, много меньше его самого.

Следующая картинка, если можно. Вот орбиты околоземных астероидов. Они здесь сгруппированы, повернуты так, чтобы большая ось их орбит совпадала. Можно видеть, что они пересекают земную орбиту, влево от центра. Земная орбита там, где на оси единичка, это одна астрономическая единица. Видно, как круг земной орбиты пересекает ось, справа от центра. По размерам далекой части орбит (справа) видно, что все они (кроме одного) оказываются внутри орбиты Юпитера, до 5–6 астрономических единиц. Там, где ближняя к Солнцу часть орбит, видны «люки», которые соответствуют орбитам Земли, Венеры и Меркурия. Те тела, что оказались совсем близко от планет земной группы, получили сильное возмущение, и планеты их вымели, выбросили, изменили их орбиты. С правой, далекой стороны тоже видны эти люки, но они уже немножко другие.

Л.Л. Я хотел к этому добавить, что расстояние от Солнца до этих люков укладывается в некую закономерность. Формула Баада или числа Фибаначи – 1,2,3,5,8 и т.д. То есть природа не так просто это сделала. Она, видимо, думала, когда создавала.

Г.Е. Недаром в те времена, когда Коперник и Кеплер выводили законы движения планет (а из них потом вывели законы тяготения), они говорили о «музыке сфер», о том, что тут существует гармония. И ряд из этих гармоний в творении мира, в его устройстве до сих пор привлекает, очаровывает. Не все объяснено или может еще раз объясняться, по иному, еще и еще.

Так вот, кроме небольших происшествий, которые происходят до сего времени, когда какой-нибудь метеорит пробьет сарай, в ХХ-м веке было и несколько серьезных происшествий. 95 лет назад, в 1908 году, над Сибирью, слава Богу, в глухом районе, пронеслось нечто – громадное, раскаленное, огненное с грохотом, – и где-то там взорвалось. С тех пор в эту глушь ездят экспедиции, изучают, спорят, выдвигают разные гипотезы, вплоть до инопланетян, и т.д. Но сейчас, в большинстве своем, ученые пришли к выводу, что это был взрыв, который произошел над землей, потому что серьезных твердых остатков там так и не нашли. Сейчас нашли крошечные осколки (в результате специальных размышлений), которые попали в треснувшую кору лиственниц, потом заплыли смолой, и сохранились 95 лет. Их достали и проанализировали, это микронные шарики. Спектры у них оказались, как у ядра кометы Галлея. Считают, что Тунгусское явление – это была снежно-ледяная глыба, достаточно рыхлая, которая вошла с большой скоростью в атмосферу и взорвалась, что, возможно, по своему происхождению это кусок кометы. Но, с другой стороны, хоть до земли ничего не долетело, взрывом вывалило лес в диаметре 250 км, это почти Московская область.

А.Г. То есть случись это часами позже, ведь это, по-моему, широта Санкт-Петербурга, и города бы просто не стало…

Г.Е. Да, конечно. Следующее большое событие было в 1930-м году, тоже в пустынном месте, в тропических лесах Амазонки. В 1947-м году менее крупный астероид, но уже не каменный, а железный, выпал в горах Сихотэ-Алиня на Дальнем Востоке, в Уссурийской тайге. Вес астероида, как прикидывают, был 60 тонн, он раскололся, основное тело весило 27 тонн, это примерно полтора метра в диаметре, вот такой увесистый камушек, точнее, железка. Ну и плюс еще много мелких.

И еще событие, которое гораздо менее известно, но, может быть, является наиболее серьезным. В 1972-м году над Соединенными Штатами и Канадой чиркнул астероид, отразился, видимо от плотной части атмосферы…

А.Г. Срикошетило.

Г.Е. Да, срикошетил на высоте всего 58 км и ушел.

А.Г. И какого размера он был?

Г.Е. Не знаю, но солидного размера.

Л.Л. Может быть километр, может быть два.

Г.Е. Нет, я думаю, не километр, а скорее, что-то типа тунгусского. Тунгусский метеорит оценивается всего-навсего в 50-70 метров.

А.Г. Там была комета.

Г.Е. Ну, комета, ледяной кусок. И вот этот, американский, чиркнул, а если бы он…

А.Г. Под другим углом вошел в атмосферу…

Г.Е. Да, под другим углом, и там, где уже не пустынно. То… Более того, это могло быть воспринято как начало ядерной войны.

На этом слайде как раз показан астероид Таутатис, который недавно пересекал земную орбиту. Видно, как он пересекает орбиту, а эти серые поля – Млечный путь. Видно, как астероид заходит внутрь земной орбиты. И когда эта картинка приходит в движение, все планеты бегут по своим орбитам, видно, что он опаздывает навстречу к Земле, а потом ее обгоняет. По крайней мере, в этот раз он с нами не встретился. Поскольку его орбита хорошо известна, а теперь еще дополнительно наблюдалась и уточнялась, то достаточно на большой период времени можно просчитать, что он нам не опасен.

А.Г. Какой у него период обращения вокруг Солнца?

Л.Л. Десятки лет.

Г.Е. Да, видите, он пересекает орбиту Юпитера. Это как раз тот случай, что, возможно, в один из следующих его оборотов по орбите он встретится (раньше, чем с нами) с Юпитером, и Юпитер его куда-нибудь бросит, либо уменьшит его орбиту, либо, вообще, может выкинуть из Солнечной системы. Он как раз заходит за Юпитер.

Надо сказать, что когда устраивали противоядерную, противоракетную радарную защиту, то, чтобы не было помех, отбрасывали те явления, которые имеют скорость выше определенного уровня. И системы ПРО наблюдали такие помехи, но долго не обращали на них внимания, а это могли быть небольшие «микрокометы».

На следующей картинке вывал леса от Тунгусского метеорита. Рядом кратер в Аризоне в каменной пустыне от астероида, который упал несколько миллионов лет назад. Он был не очень большой, что-то около 40 метров, даже меньше. Но образовался кратер в полтора километра величиной, несколько десятков метров глубиной, а под ним на большую глубину и на большую ширину все перемолото, кроме того, миллионы тонн пыли и камней взлетели в воздух. Камни упали обратно, а пыль вылетела в атмосферу и могла распространиться очень далеко. А эта пористая глыба – метеорит, такой плотный, что при пролете атмосферы он обгорел, но не сгорел и не распался, а долетел до поверхности, и был потом найден.

Когда на помехи, засекаемые ПРО, обратили внимание и стали анализировать эти «шумы», то выяснилось, что это могли быть как раз подобные, но не такие уж большие тела. И даже была некая паника, когда засекли такой взрыв над морем около Южной Африки, у американцев тогда возникло подозрение, что это Израиль испытывает атомную бомбу в союзе с Южноафриканской республикой.

А сейчас, когда вопрос об астероидной опасности встал всерьез, американцы со спутников проводят фиксацию таких микрокомет, которые до Земли не доходят, взрываются в атмосфере. Их наблюдают, фиксируют, чтобы какую-то статистику набрать. И выясняется, что это, в общем, совсем не так редко происходит.

Серьезность проблемы астероидной опасности осознали, в общем, совсем недавно. Где-то 15–20 лет назад в Америке вышла книжка, где были собраны воедино разнообразные данные, и эта проблема была поставлена. А тут как раз подоспел конец холодной войны, и для нас это было очень заметно, потому что наши исследователи сумели активно включиться в эту международную тему и в эти программы, причем не на уровне отдельных лиц, а широко. Многие наши институты включились в нее, мы даже какие-то деньги получали. Тогдашний директор Ленинградского Института теоретической астрономии сумел в самые трудные – 1992–95 – годы ежегодно собирать конференцию по астероидной опасности. Там встречались люди всех специальностей – астрономы и геологи, специалисты по взрывам, даже медики. Итальянские биологи ездили мерить радиацию и генетические последствия падения Тунгусского метеорита туда, в Сибирь, вместе с нашими. В общем, очень активно пошло дело. Обратили внимание и на Луну, на кратеры Луны. Там же в течение миллионов лет ничего не меняется, ничего не заплывает, не зарастает, как на Земле. Конечно, часть из ее кратеров – вулканического происхождения. Но если мы посмотрим на картинке на астероид, видно, что подобные же кратеры есть и на астероиде.

А.Г. Где никакой вулканической деятельности нет.

Г.Е. Да, значит, это совершенно четко – деятельность метеоритов. И когда мы запускали первые спутники, а потом и обитаемые аппараты, то вопрос микрометеоритов встал очень остро. Нужно было обеспечить безопасность полета, чтобы пробой не нарушил герметичность спутника. К этому времени у нас были уже серьезные исследования по самым высокоскоростным ударам, и все это стало собираться в одну картину.

Одновременно стали смотреть, что же у нас на Земле происходит, вернее, происходило. Нашли такие же кратеры, стали их соединять с тем, что известно об истории

Земли. Выяснилось, что в прошлые периоды были «провалы» в количестве живой массы на Земле, когда это количество вдруг резко менялось. Обнаружили оледенение в тех местах и в те периоды, когда их по законным причинам вроде не должно было быть. Стали связывать эти явления с метеоритными ударами. К этому времени уже была известна, исследована модель так называемой «ядерной зимы», последствий ядерной войны. Когда большое количество пыли поднимается в высокие слои и растекается по всей земной атмосфере, экранирует солнечную энергию. И солнечная радиация на поверхности может резко упасть, понижается среднегодовая температура, наступает всеобщая зима. Конечно, эта связь между падениями метеоритов и геологическими явлениями в древние периоды не достоверна на сто процентов. Это гипотезы, но полученные данные впечатляют.

И одним из самых впечатляющих событий, которое связывают с астероидами, было происшедшее 65 миллионов лет назад внезапное вымирание динозавров. Астероид, который мог бы быть причиной их гибели, нашли, размером он, если мне не изменяет память, в полкилометра, выпал в Центральной Америке. Причем его было очень трудно найти, там все зарастает мгновенно, там даже пирамиды инков найти невозможно.

А.Г. Там почвообразование то ли 5 сантиметров в год, то ли 15.

Г.Е. Да, но из космоса, со спутников хорошо видны как раз подобные большие структуры, вроде гигантского кратера, хоть он и зарос. Тут уж леса не мешают.

Таким образом, набирается большой и разнородный материал, определенная статистика, все это осмысляется. И всерьез ставится вопрос о том, что перед человечеством стоит новая опасность. Холодная война кончилась, как раз можно было направить общие усилия в иную сторону – не друг против друга, а для совместной работы. В Ленинграде, например, собираются конференции, собираются и международные конференции. На конференции в Ленинград приезжают уже в немалом количестве иностранцы. Некоторые известные американские публикации – именно в трудах Ленинградских конференций.

Л.Л. Интересно, что одним из первых, кто предложил бороться с астероидами, был отец водородной бомбы Эдвард Теллер.

Г.Е. Очень показательно – в 1992-м году в закрытом ядерном городке на Урале, Снежинске, организуется международная конференция по путям противодействия опасным астероидам. Как раз в эти дни там идет третья такая конференция, она бывает раз в три года. И Теллер, очень престарелый, приехал туда и энергично там выступал. Ядерщики, ракетчики обсуждали, что может сделать человечество, как с этим злом можно бороться.

Американские военные сразу поставили вопрос об этой опасности. Они оказались в этот момент как бы не у дел, возник «кризис жанра», и надо было думать, чем и как заняться. И главное, как мозги и коллективы направить в мирных целях, – очень правильная задача, в общем-то. Они рассчитывали на большую программу. И одновременно астрономы тоже запланировали масштабную программу наблюдений с помощью земных телескопов. Им денег дали – очень немножко, но дали. Начали они раньше, а в 1998-м году конгресс уже целенаправленно дал им деньги.

Началось наблюдение опасных тел с Земли. Имеется американская программа, даже не одна, – англичане в Австралии на большом телескопе наблюдают, а также французы и немцы. Наши, так сказать, признанные специалисты по малым телам оказались в хвосте, потому что у нас не было современной аппаратуры для таких маленьких тел. Но Американское астрономическое общество недавно подарило Крымской обсерватории нужную аппаратуру (электронную ПЗС-матрицу), которая позволяет автоматизировать наблюдения и позволяет обеспечить высокую чувствительность, суммировать слабый сигнал. Так что сейчас наши ученые тоже работают в этом направлении, наблюдают астероиды не только в Главном астероидном поясе, но и близкие к Земле.

Сейчас наблюдают и открывают примерно 5 штук близких к Земле астероидов в месяц. Около 500 уже нашли. Они, в большинстве своем, примерно километрового размера. Но все равно всегда есть те, которых мы не заметим. Особенно те, которые приходят из большого далека. Через 10 лет ожидается, что эта программа выявления околоземных астероидов будет выполнена.

А.Г. Поправьте меня, если я ошибаюсь. Зная возраст поверхности Луны и посчитав количество кратеров, которые там есть, можно предположить вероятность, с какой это может произойти и на Земле. Какова эта вероятность?

Г.Е. Для таких 50-метровых, как Тунгусский метеорит – мы имеем за ХХ-й век такую вероятность: раз в 30 лет.

Л.Л. 30–40 лет, примерно.

Г.Е. Вероятность попадания километрового астероида, который уничтожит почти все живое, так что нас уж точно не останется, – раз в десятки миллионов лет. Когда динозавры вымерли, то уцелели только мелкие животные, не больше кошки. Наши предки млекопитающие были тогда такими и еще меньше.

У нас в этом случае шанса не остается. Но такое бывает раз во много миллионов лет. А 100-метровый может выпасть раз, скажем, в миллион лет, полмиллиона лет. Но с другой стороны, даже и 50-метровый астероид, как Тунгусский, если попадет в город, то наделает бед. Раньше, даже еще сто лет назад, пустых мест было много, теперь их становится все меньше, а те, которые населены, все уязвимее – в них все серьезнее «начинка». Атомные станции, химические заводы – техники много стало на Земле.

И потом мы знаем больше, так что ситуация меняется. Здесь на картинке показана Вега, первый аппарат, который полетел к комете Галлея, это наш российский, советский аппарат. Два таких аппарата первыми полетели к комете, и они наводили, как лоцманы, европейский аппарат, который, благодаря их наводке, сумел пройти очень близко. Потому что орбита, вычисленная с Земли, не давала такой точности. А уже когда они подлетели, уточнили орбиту, тот сумел пройти гораздо ближе.

Сейчас есть целый ряд астероидных программ – американские, европейские, японские. Планируются и российские. Мы с Леонидом Алексеевичем работали над программой доставки грунта с астероида, рассчитывали полеты, забор грунта и доставку его на Землю. Проект разрабатывался вместе с немцами, в 1995-м году вышел наш инициативный отчет. Он был представлен Европейскому космическому агентству, вызвал интерес, но не прошел. И потому что он дорогой, и потому что он включал космический ядерный реактор (российский, других в мире нет), что непопулярно, и европейских компонент в нем слишком мало было. Но, как нам кажется, он сделал свое дело в смысле привлечения внимания к малым телам.

А в нашу федеральную космическую программу вошла программа полета к Фобосу, спутнику Марса, чтобы забрать с него образец вещества. Фобос ближе, чем астероидный пояс, до него легче долететь. Он также может содержать «реликтовое вещество», неизмененное со времен образования Солнечной системы. Эти данные очень важны и теоретически – для понимания процессов ее формирования, и практически – так как могут помочь понять структуру земных недр.

Вот, видите, астероид и рядом японский аппарат, который полетит к близкому астероиду, должен будет с него взять пыль и доставить на Землю. А есть еще американский проект. Американский аппарат долетел до Эроса, астероида, близкого к

Земле. Есть европейские аппараты, проекты. Сейчас планируется американская программа, аппарат полетит с электроракетным двигателем малой тяги, ионным. Он будет лететь 6 лет к астероидам Весте и Церере. Эти программы говорят о внимании к изучению малых тел, к кометам тоже.

Вот европейский аппарат, с плазменным двигателем малой тяги, прототипом которого является российский двигатель, но здесь он во французском исполнении. На этом аппарате отрабатывается этот двигатель и солнечные батареи. А этот будет спутником Луны, технологическим спутником, цель которого отработка будущей техники. И эта техника будущего опирается на российский задел.

Л.Л. В какой-то мере мы можем испытывать гордость. Эти двигатели были разработаны в России, это так называемые СПД, они тоже, как и ионные двигатели, выбрасывают плазму. Потом французы купили патент и как уже свой двигатель поставили на аппарат. Хотя впервые сделаны они были у нас, поставлены на аппараты и летали. Но приходится продавать…

Г.Е. Не очень приятно. А с другой стороны, приятно, что наши работы, наши идеи идут в жизнь.

Теперь о противодействии, о борьбе с опасными астероидами. Противодействие каким может быть? Это может быть удар или ядерный взрыв, чтобы чуть-чуть изменить орбиту астероида, направить его мимо Земли. Или чтобы расколоть его на много маленьких, но это должно быть очень аккуратно сделано. Представьте себе, мчится громадный междугородний фургон, и ударом футбольного мяча нужно на одну миллионную изменить его скорость, чтобы через сутки, пройдя три тысячи километров, он опоздал бы на железнодорожный переезд, и разминулся там с пассажирским поездом. Дело это не легкое и не простое. Сначала на астероид нужно послать зонд, который бы выяснил, как он устроен, куда надо бить, не расколется ли он. Потом посылается уже что-то, чтобы изменить его орбиту, и с тем, чтобы через годы, на следующем витке движения по орбите он уже промахнулся бы мимо Земли.

А.Г. Тут возникает вопрос, сколько нужно времени с момента обнаружения опасности до исполнения всех операций?

Г.Е. Получается около 10-ти лет.

Л.Л. Годы.

Г.Е. Если тот астероид, о котором недавно объявили, прилетит к нам, как обещают, в 2014-м году, то работы надо начинать уже сейчас. Правда, немножко есть время на раскачку, может быть, американцы даже немножечко блефуют, чтобы действительно протолкнуть это дело.

Л.Л. Идет это очень медленно. Мы с Георгием Борисовичем одними из первых начали этим заниматься 12 или 15 лет назад, и до сих пор аппарат еще не полетел.

Г.Е. Ну, у нас особая ситуация сейчас. Но и американцы не спешат.

А.Г. Это при всей скорости американцев. А какая вероятность обнаружить угрожающий Земле астероид, который не относится к поясам, которые вы описали, который выскочил по длинной орбите?

Г.Е. В случае длинной орбиты рецептов вообще нет. Его можно будет заметить только незадолго до подлета. Разве что только как-то особенно повезет.

Л.Л. У нас есть картинка, изображающая «Астероидный патруль».

Г.Е. Это идея академика Т.М. Энеева, одного из ветеранов нашей космонавтики. Он предлагает кроме системы наблюдения опасных тел с Земли создать уже космическую систему наблюдения. Шесть аппаратов помещены на орбиту Земли, и они, наблюдая навстречу друг другу, создают шестиугольный «барьер», с помощью которого контролируют всю окрестность орбиты Земли.

А.Г. Все они движутся по орбите Земли?

Г.Е. Да, они все движутся по орбите Земли, на каждом телескоп, и они наблюдают, создают «оптический барьер» на определенную высоту, вокруг орбиты Земли, так что все, что его пересекает, должно быть зафиксировано. Если там стоят достаточно мощные телескопы, которые различают 22–23 звездную величину, то уже большая часть 100–200 метровых астероидов будет замечена. Причем основная часть их не уходит дальше орбиты Юпитера, значит у них всего 5–6 лет период обращения или даже меньше. За шесть лет они, как минимум, дважды пересекут «оптический барьер», который контролирует патруль. Можно будет определить их орбиты, оценить, опасны ли они. Таким путем можно будет заметить тела от 100–150 метров. Это следующий разряд опасных тел, после тех, что открывают сейчас телескопами с Земли. И если больших тел, километровых, одна – полторы тысячи, то таких уже – 100–150 тысяч. И это еще не все, остаются 50-ти метровые, как Тунгусский метеорит, но уже и этот этап будет существенным продвижением.

Конечно, здесь самая общая схема нарисована. Но она опирается на модель формирования Солнечной системы, которую создал Тимур Магометович Энеев вместе с Н.Н. Козловым 25 лет назад. Тогда, в 1980 году он предсказал еще один пояс астероидов за Нептуном. Сейчас он открыт, там сотни 200-300 километровых тел. Большие планеты влияют на их орбиты, изменяют их, они сталкиваются, раскалываются. Потом большие планеты «бросают» их осколки внутрь Солнечной системы. Часть бросают внутрь, а другие вовне, даже могут выкинуть из Солнечной системы, но эти нас сейчас не интересуют.

Если орбиты «опускаются» во внутрь Солнечной системы, они попадают под влияние более близких к Солнцу планет. Планеты как бы передают малые тела друг другу, сдвигают их «вниз», и они заходят в область Земли и ее соседей. Образуются околоземные малые тела – астероиды и кометы. Они мигранты, причем одним из первых, кто проследил их путь издалека, на примере комет группы Юпитера, была Е.И. Казимирчак-Полонская в Ленинграде, более 40 лет назад. Вероятно, кометы – это части ледяных оболочек, осколки тел занептунного пояса, а астероиды – это куски их каменных ядер. Юпитер и планеты земной группы подправляют их орбиты на заключительном этапе их миграции.

Понимание того, как это все происходит, откуда и как приходят в окрестность Земли опасные тела, позволяет уяснить, что основная их часть – это тела, орбиты которых лежат внутри орбиты Юпитера. У них период обращения сравнительно небольшой и за 5–6 лет можно было бы выявить значительную их часть.

А.Г. Вы сказали, что вполне вероятно событие, что орбита движения астероида будет изменена крупной планетой, Юпитером, скажем, он будет просто выброшен из Солнечной системы. Такие же события могли происходить и в других системах. Какова вероятность прихода к нам беглеца совсем уж из далекого космоса?

Г.Е. Такое бывает, но это достаточно редко, и главное, тут мы мало что можем сделать, даже заметить его заранее. Недавно была комета, думали, что она внешняя, оказалось, что она все-таки наша. Но у нее период 2 тысячи лет. И заметили ее за полгода, примерно, до ее пролета орбиты Земли.

Л.Л. Я бы хотел продолжить мысль, которую развивал Юрий Борисович. Мы говорили сейчас как защититься от астероида. Есть не менее важная для человечества задача – как использовать астероиды. Потому что хотя это далекие небесные тела, и страшные небесные тела, но может оказаться, что мы, человечество в целом, не выживем, если их не научимся использовать.

На этой картинке показано, как развивается энергетика всего человечества. Где-то в районе 10 в 11-й степени киловатт лежит некий предел. Сейчас человечество вырабатывает 5 на 10 в 10-й киловатт, то есть мы уже впритык подошли. Когда будет 10 в 11-й, а это по темпам развития должно произойти в середине нашего века, мы захлебнемся от тепла и от углекислоты. И единственный выход для человечества – не вырабатывать столько энергии. Что же, переселяться на другие планеты? Нет, можно в точках либрации, которые расположены между Луной и Землей, расположить промышленные станции, которые будут использовать астероиды как свои сырьевые базы.

Как обращаться с астероидами? Когда раскачиваешь его орбиту, чуть-чуть толкнув, можно его направить, куда надо, но риск конечно, велик. Поэтому сейчас идет речь о переработке на месте, но это не так просто, потому что астероиды вращаются. Сесть на него непросто, у него практически нет тяготения (притяжение аппарата ничтожно). Значит, надо за него очень крепко ухватиться, потом переработать его вещество.

Сейчас говорят о получении гелия-3 для термоядерной энергетики, потому что его на Земле просто нет. Его хотели получать с Луны, но тогда надо перекопать Луну. Для экологии это плохо, можно испортить Луну, неизвестно, что будет от этого на Земле. Поэтому и думают, а не взять ли из астероидов. И уже есть горячие головы, которые предлагают привозить с астероидов металл, кремний, углерод, воду – транспортировать воду с астероидов или с дальних планет, где воды, наверное, много.

Г.Е. Во всяком случае, для космических целей.

А.Г. То есть не опускать на Землю?

Г.Е. Да. И не поднимать с Земли.

Л.Л. Потому что если эти потоки превратить в потоки Космос – Земля, то это все равно, что разбомбить Землю тысячами мегатонных бомб. Поэтому надо все делать там, а остается на это у нас – десятки лет.

А.Г. Каким образом потребление вещества, или воды, или даже энергии, которую можно добывать там, в Космосе, уменьшит нужду в электроэнергии здесь?

Л.Л. Да, очень просто. Вы должны иметь 10 киловатт на человека в среднем? И 10 миллиардов людей, – вот вам 10 в 11-й степени киловатт.

А.Г. А каким образом использование вещества астероидов уменьшит потребление энергии?

Л.Л. Туда можно перенести всю базовую энергетику, все базовое производство, которое сейчас на Земле – металлургия, производство химикатов, производство, может быть, велосипедов – всего, чего угодно.

Г.Е. Сейчас Соединенные Штаты выносят все грязное производство в третьи страны. А мы предлагаем какую-то часть – в Космос.

Л.Л. Все будет перенесено туда. Сейчас это выглядит фантастически. Но если это не сделать, то мы столкнемся с гигантскими проблемами. Мы уже сейчас имеем экологические неприятности. Мы уже подошли к границе устойчивости атмосферы. А что будет через 20 лет? Как себя вести? Это то же самое, что поставить металлургический завод в центре Москвы и потом жалеть, что воздуха не хватает. Поэтому астероиды, как оказывается, могут являться не только опасностью для нас, но и заветной мечтой. Надо воспользоваться ими для того, чтобы человечество выжило в ближайшие 100, 200, 500 лет и т.д. Потому что следующий большой астероид ожидается в 2500 году.

Г.Е. Если есть 150 тысяч 100-метровых, то, наверное, ожидать надо раньше.

Л.Л. Со 100-метровым можно справиться, а вот с большим… Поэтому сейчас многие ученые начинают переключаться с защиты астероидов на использование астероидов. И уже появились работы, в которых это вполне серьезно рассматривается на базе современной техники. Если бы человечество потратило те же усилия для использования астероидов, которое оно тратит на защиту от них, то шансы на то, что мы все вместе выживем, резко возросли. Но, к сожалению, пока очень мало людей прониклись этой идеей. Потому что страх перед астероидом – это понятно. А летать в Космос за астероидом, летать на Плутон, это, знаете, «за морем телушка-полушка, да рубль перевоз». Но с другой стороны, может быть, у нас и не будет другого выхода.

Г.Е. Леонид Алексеевич, мне кажется, что даже страх перед астероидами стимулирует изменение мышления, потому что это комплексная проблема, которая объединяет громадное количество знаний и заставляет по-другому мыслить. Мыслит по-другому не только ученых, но и всех остальных. Потому что иначе мы погрязаем в текучке, тратим время на ерунду, ловим голоса на популизме. А на самом деле, ведь и рядовые люди должны менять свое мышление, чтобы быть в состоянии осознать эти сложные и непривычные проблемы, да и для ученых этот комплексный подход непривычен.

Л.Л. Среди ученых тоже нет единого мнения по этому вопросу. Но если его не вырабатывать, если потом не передавать задания инженерам, если потом Организация Объединенных Наций или все человечество этим не займется, то все человечество задохнется от выработки собственных продуктов.

Г.Е. Даже для того чтобы послать ракету с ядерным зарядом, должно быть доверие, чтобы остальные страны, верили, что тут нет других целей. Тут ведь тоже должно быть изменение ситуации.

Л.Л. Ракета с ядерным двигателем нужна для того, чтобы лететь к астероиду, сесть на него (может быть, сама ракета не должна садиться, а только специальный посадочный аппарат) и вернуться обратно на орбиту Земли. Не на Землю, а на орбиту Земли. Сейчас мы подошли к такому глобальному этапу, что если не предпримем чрезвычайные усилия, то потом будет поздно.

А.Г. У меня вопрос, который касается астероидной опасности. Если существует вероятность того, что при всех стараниях человечества появится неустранимая угроза – километровый астероид, серия из 100-метровых, – то есть ли хоть какая-то надежда пережить такое нападение? Если на Земле построить убежище не для всего человечества, разумеется, но хотя бы для части?

Г.Е. Если строить что-то для кого-то, а не для всех, всегда есть надежда, а что получится – это отдельный вопрос. Очень может быть, что сама эта идеология окажется гибельной. Дело в том, что «лучшие» люди нацелены только на себя. Избранные останутся целы, и что? Они при таком настрое перегрызутся, не за кусок хлеба, так за масло на хлеб.

Л.Л. За глоток воздуха.

Г.Е. За глоток воздуха или за глоток хорошего вина. Потому что это другая совершенно идея. Здесь, как мы видели, даже инженерные вопросы требуют нравственных решений. Комплексность вопросов включает не только инженерные и научные, но и гуманитарные проблемы.

Л.Л. Психологические проблемы.

А.Г. Политические.

Г.Е. Психологические, политические, нравственные проблемы.

Л.Л. 10 лет назад американцы упорно не видели в Космосе ядерных устройств, сейчас они всячески поощряют разработку проектов с ядерными устройствами в Космосе.

Г.Е. Я думаю, что это результат еще и другого уровня доверия, который имеет место теперь – через такой короткий период. Мы не чувствуем, как время идет, как происходят изменения – не только в отрицательном плане. Так что мне кажется, что проблема астероидной опасности очень интересная, важная и касается всех, каждого человека.
http://ralimurad.narod.ru/lib/gordon/asterdanger/index.html

[17 марта 2014 г] Инфляционная модель Вселенной считается официально принятой моделью Большого Взрыва

Сокращено.

...17 марта 2014 года было сделано важнейшее научное открытие, которое в силу не известных мне причин почему-то прошло мимо народных масс. Помните, когда в 2012 году нашли бозон Хиггса, был ажиатаж и даже домохозяйки с жаром обсуждали нарушения электрослабой симметрии и актуальность Стандартной модели, а тут и упоминания в СМИ особо не было...Открытие было сделано на Южном полюсе, там находится здоровенный радиотелескоп BICEP2, который ловит реликтовое излучение...Реликтовый свет оказался в высокой степени изотропным...

...Так вот реликтовое излучение тоже изотропно, причем в очень хорошей степени. Но все же есть мелкие шероховатости, легенькая, почти незаметная анизотропность. Оказалось, что эта анизотропность проявляется в реликтовом свете в виде двух мааленьких поляризационных компоненточек, называемых Е-мода и В-мода.

Так вот, 17 марта 2014 года ученые на Южном полюсе нашли В-моду. Моду, которая хранит информацию о первой секунде жизни Вселенной. Можно справедливо возмутиться: «Ну, нашли какую-то моду, толку-то? Но суть в том, что явление этой моды миру есть доказательство верности Инфляционной Модели Вселенной, разработанной гениальным советским физиком Андреем Линде, и данная модель Вселенной, в свою очередь открывает крышесносные предположения об устройстве мира, но об этом чуть позже.

...Итак, 17 марта 2014 года состоялась пресс–конференция в Гарвард–Смитсоновском центре по астрофизике где были объявлены два важнейших открытия:

1. Доказано существование реликтовых гравитационных волн.

2. Инфляционная модель Вселенной считается официально принятой моделью Большого Взрыва.


Ниже есть продолжение.

А теперь, собственно, что же за зверь такой эта Инфляционная Модель Вселенной? Все хоть раз слышали о теории Большого взрыва. Теория Большого Взрыва утверждает, что раньше наша Вселенная была маленькая и горячая, с тех пор она расширяется и остывает. Точка.

Именно так, в классической теории Большого Взрыва нет самого важного — нет собственно Большого Взрыва. Нигде не упоминается, что это был за "взрыв", что же там взорвалось, куда взорвалось, как и почему.

Известно, что еще раньше вся Вселенная была собрана в одну точку, называемую точкой сингулярности, которая позже взорвалась по каким–то своим внутренним причинам.

Замечу, что теория Большого Взрыва сегодня не является теорией, как таковой, это вполне себе научно установленный факт, подтверждаемый огромным количеством наблюдений. Но вот насчет точки сингулярности (лежащей вне пределов границ применимости теории Большого Взрыва) у ученых не только нет единого мнения, у них вообще никакого мнения нет.

Никто не имеет ни малейшего понятия, что это за "сингулярность". Сингулярность это вообще заменитель фразы "я не знаю". Вот так вот все с ней плохо.

Теория Большого Взрыва была сформулирована в 20–х годах прошлого столетия, и вот уже с тех пор целый век ученые только и занимаются тем, что пытаются понять, в чем же суть сингулярности, и нельзя ли как–нибудь от нее избавиться?

Основная проблема сингулярности — в ней происходит натуральное деление на ноль, причем в самом прямом смысле. Все формулы превращаются в чепуху и одна бесконечность начинает наползать на другую. А это конец физики, конец науки, дальше живут лишь драконы и феи.

Много разных способов, подходов и хитростей предлагалось на замену сингулярности, лучше всех получилось у американского физика Алана Гута в 1981–м году. Гут конечно не сам все придумал, он основывался на работах своих предшественников, в частности Алексея Старобинского, который высказывал похожие идеи раньше.

Гут предложил сделать хитрый финт, а именно, заменить везде-привезде слово “сингулярность” на словосочетание “скалярное поле”.

Что это за "скалярное поле", каковы его характеристики, откуда оно появилось, что вообще происходит — все так же нет ответов. Т. е. пока конечно это не более чем замена шила на мыло. Но!

По Гуту, первоначальная протоВселенная была безвидна и пуста, в ней ничего не было и ничего не происходило, она была бесконечна и была заполнена этим самым скалярным полем, про которое нам ничего не известно.

Что такое, собственно, “скаляр” тут расписывать не к месту, если совсем просто, можно считать что в этом поле присутствует какая–то "напряженность". Поле несет в себе некую энергию, как грозовое облако, несет воду.

Чем эта ситуация лучше предыдущей с сингулярностью с точки зрения физики? Да всем! Пусть ничегошеньки нам и не ведомо про это поле, леший знает что там была за напряженность и откуда она взялась, но это вам не деление на ноль. Теперь есть решаемая задача и наконец-то можно начать писать любименькие формулы и сравнивать с результатами непосредственных наблюдений и экспериментов.

Все это звучит смешно и не правдоподобно, но это оказался реальный прорыв.

Беда в том что Алан Гут хоть и принес идею скалярного поля и его инфляцию в массы, но увы, посчитать на языке математики ничего не смог. Опять пришло деление на ноль, началась абра-кадабра и про инфляцию все забыли пока за дело не взялся Андрей Линде.

Андрей все посчитал и исправил, формулы заиграли на досках а феи с драконами ушли в небытие. И такого он там насчитал я вам скажу, но все по порядку.

Мы помним, что то, что было до нашей Вселенной, было заполнено неким скалярным полем. Представьте, висит себе (или лежит, или стоит) это поле - ВЕЗДЕ, совершенно однородное, ну или почти однородное и в ус не дует. И тут в дело вступает квантовая механика. Что за хрень такая это скалярное поле мы, как вы помните, не знаем, но квантовые флуктуации-то никто не отменял. Что означает, что даже если это поле изначально было однородным, все равно со временем, под действием квантовых флуктуаций в нем появятся маленькие неоднородности, которые могут накладываться друг на друга и образовывать неоднородности побольше.

Гипотетически, внутри поля существует внутреннее трение и оно очень большое. Очень–очень большое. И плюс в местах этих неоднородностей происходит разряжение этого поля (ученые знают, вы поверьте мне на слово) типа как разряд в электрическом поле (но именно что типа).

Разряжение скалярного поля в свою очередь ответственно за создание вакуума, т.е. нашего родимого пространства–времени. Т. е. представьте в этом поле надувается маленький шарик, наполненный вакуумом, который есть не что иное как наша Вселенная.

Если бы все происходило без трения, напряженность скалярного поля упала бы очень быстро и у нас получился бы маленький пузырек вакуума в огромном безбрежном океане протоВселенной. Но трение (а по сути само скалярное поле) не дает напряженности падать быстро, мешает и тянет само себя назад. Из–за этого, в то время как напряженность медленно снижается, фактически стоит на месте, "сила надувания", т.е. сила, которая распирает образующийся вакуум во все стороны остается постоянной, и продолжает накачивать с прежним усилием, не смотря на то, что размеры новорожденной Вселенной все увеличиваются и увеличиваются.

Вышеописанное есть не что иное как уровнение, решением которого является экспонента. Т.е. получается натуральное экспоненциальное расширение Вселенной. В миллиарды миллиардов миллиардов раз. За не очень большой, промежуток времени.


Что это значит? А значит это, что никакого Большого Взрыва как "взрыва" вовсе не было. Было быстрое, очень быстрое "надувание и расширение" пузырька нашей Вселенной, именно что инфляция, от английского слова inflate — "накачивать", "раздувать".

Такова примерная, кратенькая суть Инфляционной модели.

Инфляция очень полюбилась ученым, ведь в отличие от классической теории Большого взрыва, она позволяют объяснить многие наблюдаемые феномены (проблема начальных условий, проблема однородности и изотропности наблюдаемой Вселенной, проблема плоскости наблюдаемой Вселенной, проблема с магнитными монополями и много чего еще), перед которыми сингулярность Большого взрыва пасовала. А 17 марта 2014 было найдено то самое доказательство верности данной теории. Конечно впереди еще долгая дорога расчетов, ошибок и экспериментов, но это реальный успех!

И напоследок те самые, обещанные раннее крышесносные предположения, вытекающие из Инфляционной модели.

Расчеты Андрея Линде официально называются “Хаотическая теория инфляции”. И согласно этим расчетам, данные “пузыри”, как наша вселенная просто обязаны хаотически, т.е. случайно, возникать везде и всюду в скалярном поле. А это значит, что наш конкретный Большой Взрыв, приведший к образованию нашей конкретной Вселенной — лишь один разряд, отдельный конкретный пузырь образовавшегося пространства, что мы зовем нашим космосом. А вокруг не просто "может быть", а по формулам прямо–таки "обязательно" должны плавать миллиарды и миллиарды других пузырей, других вселенных. В каждой из этих вселенных скалярное поле падало/разряжалось чуточку иначе, а следовательно законы физики в этих вселенных могут существенно отличаться от наших. Звезды и галактики там могли и вовсе не образоваться, или наоборот, там могло образоваться такое, что нам и не снилось в самых диких фантазиях.

Всю эту феерию вселенных называют Мультивселенная, хотя сам Линде предпочитает говорить по–русски "Многоликая Вселенная". Получается, что современное научное понимание происхождения и устройства нашего мира сейчас таково:

Существует бесконечная или как минимум очень большая мультивселенная, заполненная неким скалярным полем. Как долго она существует, откуда сама появилась, каковы условия в этой мультивселенной — мы понятия не имеем. Но ученые довольно сильно уверены, что в некоторых местах этой мультивселенной скалярное поле начинает падать, надувая пузыри обычных вселенных и образовывая в них привычное нам пространство–время. Наш конкретный пузырь начал надуваться около 13.8 миллиардов лет назад, и скалярное поле в нашей Вселенной, кстати, никуда не делось, теперь оно находится почти в минимуме, но не равно нулю! То, что расталкивает галактики нашей Вселенной в стороны, и что мы называем Темной Энергией, это и есть то самое "скалярное поле", точнее сказать, лишь часть его.

Вокруг пузыря нашей Вселенной находятся пузыри других вселенных, которые образуются от падения скалярного поля в тех конкретных местах. Где–то их собственный местечковый большой взрыв только–только начинается, а где–то все уже давно закончилось, а "между" этими вселенными находится просто скалярное поле в своем высоком энергетическом состоянии. Мультивселенная становится похожа на швейцарский сыр, где сам сыр это скалярное поле, а дырки в нем — мириады и мириады вселенных, одна из которых наша.


Очень толковое объяснение Инфляционной модели вселенной можно почитать тут: sly2m.livejournal Интересный журнал для любителей теоритической физики.

“Можно ли пробурить тоннели сквозь это скалярное поле, чтобы попасть в другие "параллельные" вселенные? Неизвестно.

Как далеко от нашего пузыря до соседнего, и можно ли пробраться туда через высшие измерения? Неизвестно.

Существуют ли они вообще в действительности эти другие вселенные вокруг нашей или все это лишь фантазии? Неизвестно
, но теперь в науке этому есть очень сильная уверенность.” (с)

Круто, да?!...
http://www.spletnik.ru/blogs/govoryat_chto/102298_andrey-linde-i-inflyatciya

#RisingLifePress: FABRIC OF THE COSMOS - part 2/4 : The Illusion of Time (Brian Greene) (English)




В повседневной жизни нам кажется, что время течёт одинаково во Вселенной. Нам кажется, что существует только настоящее, прошлое уже не существует, будущего ещё нет. Нам кажется, что разные наблюдатели в разных системах координат могут прийти к согласию о том, какие события произошли одновременно. Нам кажется, что время похоже на бурлящую реку, всегда текущую из прошлого в будущее (стрела времени). Но так ли это на самом деле? Что об этом говорит наука?

Ниже есть продолжение.

Исаак Ньютон в своём описании классической механики не даёт определение времени, считая его фундаментальным и интуитивно понятным понятием. В частности в классической механике время абсолютно, оно одинаково течёт во всех точках во Вселенной.

Из частной теории относительности, в частности из определения метрики Минковского следует неравномерность течения времени. В ролике это поясняется следующими двумя аналогиями. Допустим, мы едем строго на север со скоростью 100 км/ч. Т.е. за 1 час двигаясь с этой скоростью мы будем на 100 км ближе к северу. Теперь, предположим, что мы едем на северо-восток с той же скоростью 100 км/ч. Очевидно, что через 1 час мы будем ближе к северу на расстояние меньшее, чем 100 км (ведь мы движемся не только на север, но и на восток). Теперь представим, что на лавочке сидит человек. Относительно него мы не движемся. Но во времени мы продолжаем движение, однако вся наша "скорость" в пространстве-времени уходит на движение во времени. Теперь, представим, что мы начинаем двигаться в сторону человека на лавке. Часть нашего "движения во времени" будет "перенаправлено" в движение в пространстве, т.е. наше движение во времени замедлится. При земных скоростях такое замедление едва заметно, но оно есть. Так в октябре 1971 года Дж. Хафеле и Ричард Китинг дважды облетели вокруг света, сначала на восток, затем на запад, с четырьмя комплектами цезиевых атомных часов, после чего сравнили "путешествовавшие" часы с часами, остававшимися в Военно-морской обсерватории США.

Согласно общей теории относительности, в игру вступает ещё один эффект: небольшое уменьшение (по абсолютной величине) гравитационного потенциала с ростом высоты опять-таки ускоряет ход часов. Из этого следует, что те, кто живут на высоких этажах и на нижних этажах для них время течёт несколько по-разному.

Опубликованные результаты эксперимента были совместимы с предсказаниями теории относительности, и было отмечено, что наблюдавшиеся положительные и отрицательные разности хода часов с высокой доверительной вероятностью отличаются от нуля.

В настоящее время такие релятивистские эффекты входят в расчеты, используемые для спутниковых глобальных систем позиционирования — действующих американской GPS и российской ГЛОНАСС и разрабатываемой европейской системы Galileo.

Представим себе теперь следующую картину: где-то в удалённой от нас на ~10 млрд. лет галактике находится инопланетянин. Он не подвижный относительно Земли. Как мы видели выше, это значит что для него и для нас время течёт с одинаковой скоростью, в частности то, что одновременно для нас, будет являться одновременным и для него, то, что для мы считаем произошло на Земле 200 лет назад и по его часам произошло 200 лет назад, то, что произойдёт на Земле через 200 лет и ему придётся ждать 200 лет до этого. Теперь представим, что он начал удаляться от Земли. Как было показано выше, время для него стало течь иначе. Теперь его "сейчас" это то, что было на Земле 200 лет назад, именно это происходит "одновременно" для него. Таким образом, мы не можем считать понятие одновременности хорошо определённым.

Релятивистский эффект от замедления (собственного) времени из-за сильного гравитационного поля может быть использован для путешествия во времени в будущее. Для этого нужно всего лишь направить звездолёт к ближайшей чёрной дыре, выйти на её орбиту на некоторое время и вернутся назад. Для путешественниками, по его собственному времени, могут пройти всего пару лет, тогда как на Земле пройдут столетия.

Можно ли путешествовать в прошлое? Оказывается, на него нет никакого запрета, т.е. не существует закона физики, который бы нарушался при таком путешествии. С другой стороны, отсутствие таких путешественников в нашей повседневной жизни, является индикацией того, что на практике это не возможно, хотя, повторюсь ещё раз, теоретически этого исключить нельзя.

Всё дело в том, что законы классической механике являются симметричными относительности того течёт ли время от настоящего к будущему (как мы привыкли) или от настоящего к прошлому. В скобках замечу, что имеем место более общая CPT-инвариантность. Таким образом если мы возьмём стакан вина и бросим его на пол - он разобьётся. При этом уровень "беспорядка", энтропии, возрастёт (был один цельный стакан-стало множество осколков). Если же теперь взять и всем осколкам поменять скорости на противоположные и "пустить время вспять" как при перемотке видео назад, то мы увидим как из осколков вновь возникает стакан. Как было сказано выше, законам классической механики это не противоречит. Так почему же мы не наблюдаем этого на практике?

Ответ на это, как будто, даёт второе начало термодинамики - энтропия изолированной системы не может уменьшаться, т.е. "мера беспорядка" либо не меняется либо растёт. В примере со стаканом выше, энтропия растёт когда мы разбиваем стакан и время течёт с настоящего в будущее и энтропия уменьшается когда мы "перематываем" обратно. Кажется, будто бы процесс неуменьшения энтропии и создаёт стрелу времени, направленную из прошлого (через настоящие) в будущее. Однако, с этим объяснением есть проблема. Дело в том что, т.к. в классической механике нет различия между прошлым и будущем, энтропия должна возрастать не только двигаясь из настоящего в будущее, но и при движении из настоящего в прошлое. Однако, это полнейшая бессмыслица. Это тоже самое, что сказать, что энтропия должна возрастать в любое направление, в которое мы посмотрим.

Как же может быть так, что наше интуитивное понимание времени настолько отличается от законов физики? Что мы упустили из виду? Дело в том, что в дополнении к уравнению, задающему закон природы, для предсказание поведения объекта нужно знать также начальные и граничные условия, задающее его поведение в начальный момент времени или на границе рассматриваемой области соответственно. Таким образом, рождение стрелы времени следует искать в момент Большого Взрыва.


Состояние Вселенной в момент Большого Взрыва было очень упорядоченным (энтропия была низкой). Возможно, энтропия была минимальной за всю историю Вселенной. Таким образом, всё что было после этого имело более высокую энтропию (была менее упорядочена). Большой Взрыв даёт нам причину почему Вселенная выглядит иначе если мы смотрим в будущее, чем в прошлое, более того, когда мы смотрим в прошлое нашей Вселенная она должна быть более упорядоченной. Почему в момент Большого Взрыва энтропия была низкой? Мы не знаем...Мы только знаем, что был такой момент в прошлом, когда у Вселенной было начало, и в тот момент энтропия была низкой. Таким образом, наша лучшее объяснение состоит в том, что стрела времени зародилась в момент Большого Взрыва. Наша Вселенная зародилась с очень необычно упорядоченного состояния. Из этого, в конечном счёте, следует, что у времени, кажется, есть направление.