Звезды и звездные системы. Межзвездная среда, галактические туманности. Галактика. Млечный путь. Внегалактические системы. Вселенная

Книга содержит перевод на русский язык докладов тридцати авторов, посвященных многогранному творчеству выдающегося физика-теоретика Джона Арчибальда Уилера. Значительное внимание уделено вопросам интерпретации квантовой механики в рамках представления о бесконечно большом числе вселенных. Многие из авторов анализируют удивительное свойство антропности нашей вселенной — ее приспособленность к существованию человека. Рассматриваются также инфляционная стадия развития ранней вселенной и ее связь с теорией струн.

Эта книга — рассказ о фундаментальной научной картине мира в развитии от более наглядного к более абстрактному: от брошенного камня до объяснения уравнений Эйнштейна и Шрёдингера. Человек разбирается в устройстве Вселенной, наблюдая за движением, догадываясь о правилах, которые регулируют все, что происходит, и получая подсказки о скрытых частях мира или о новых правилах из несоответствий между ожидаемым и реальным движением: знаменитые примеры включают предсказанное существование Нептуна, Планеты 9 и невидимого вещества в галактиках, причины ускоренного расширения Вселенной, квантовую природу теплового излучения. В книге обсуждаются функционирование Солнечной системы и возможности путешествий по ней, взаимоотношения пространства, времени и движения в специальной теории относительности и определяемые ими проблемы галактических перелетов, общая теория относительности и ее эффекты, включая некеплеровы орбиты, замедление времени, гравитационные волны и экзотические способы сверхсветового перемещения, энтропия как незнание о микроскопическом движении и ее приложения от тепловых машин до демона Максвелла и черных дыр, квантовая механика, включая прохождение сквозь стены, уникальность устройства атомов, запутанность и интерпретации, призванные прояснить состояние кошки Шрёдингера. По правилам нашей Вселенной в ней невозможен покой, и читателю предстоит оценить ее беспокойное разнообразие.

Складывающийся в последнее время глубоко парадоксальный образ новой физической реальности настолько резко отличается от привычного, что возникает все более серьезная проблема его описания в общедоступных понятиях. Все чудеса окружающего мира блестяще объясняет современная наука, проблемам, задачам и открытием которой и посвящена настоящая книга. В ней рассказывается о разнообразных парадоксах и свершениях физики, астрономии, математики, кибернетики, биохимии и материаловедения.

Участники театрального кружка решили поставить спектакль, взяв за основу романтическую легенду о лунной принцессе. Однако, понимая, что в наше время никто не поверит, что Луна — «славное местечко» для принцесс, они решают «отправить» её в более далёкие и ещё неведомые края в космосе. В поисках родины принцессы они постепенно узнают о невероятном, полном загадок, совершенно фантастическом и тем не менее реальном мире космоса, на самом «дне» которого живём и мы с вами. Путешествуя вместе с героями манги, вы узнаете: как люди догадались, что не Земля, а Солнце — главный «дирижёр» планет, их спутников, комет и астероидов, как далеко распространяется его влияние и что такое облако Оорта. Чтение книги доставит вам огромное удовольствие и обогатит новыми знаниями. Её достоинства оценят не только учащиеся старших классов и колледжей, но и их учителя, а также все, кому интересны загадки неба, раскинувшегося у нас над головой.

Участники театрального кружка решили поставить спектакль, взяв за основу романтическую легенду о лунной принцессе. Однако, понимая, что в наше время никто не поверит, что Луна — «славное местечко» для принцесс, они решают «отправить» её в более далёкие и ещё неведомые края в космосе. В поисках родины принцессы они постепенно узнают о невероятном, полном загадок, совершенно фантастическом и тем не менее реальном мире космоса, на самом «дне» которого живём и мы с вами. Путешествуя вместе с героями манги, вы узнаете: как люди догадались, что не Земля, а Солнце — главный «дирижёр» планет, их спутников, комет и астероидов, как далеко распространяется его влияние и что такое облако Оорта.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Эта книга посвящена астрономии в ее разнообразных воплощениях: от исследования Луны и планет до изучения гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ) рассказывают о важнейших событиях, произошедших в астрономии в начале нового тысячелетия. По странному стечению событий именно этот условный рубеж был отмечен несколькими революционными открытиями в астрономии. В последние годы астрономия и астрофизика развиваются особенно быстро, о чем говорит количество Нобелевских премий, полученных за актуальные исследования. В первую очередь это касается космологии, регистрации гравитационных волн, изучения сверхмассивных черных дыр и исследования экзопланет. Результаты новых исследований описаны в 5-м издании книги. В частности, в нем обсуждается проблема «хаббловского напряжения» (Hubble tension), которую пока не смогли решить космологи.

В монографии прослежены исторические изменения в представлениях о Вселенной и ее познании, анализируется, почему эти изменения происходили именно таким образом, какими факторами они обусловлены. Выявлен механизм формирования и функционирования стиля мышления, его влияния на характер развития науки — включая направление и методологию исследований, выдвижение тех или иных идей и их оценку, происходящий среди них своеобразный естественный отбор. На материале истории исследований Вселенной прослежено, как сдвиги в стиле мышления, обуславливая те конкретные формы, в которых реализуется объективная логика науки, в свою очередь, подготавливаются, созревают естественно-историческим образом, под воздействием широкого комплекса социально-культурных факторов, среди которых особое место принадлежит философии. Работа адресована всем, кто интересуется философской стороной развития науки.

В сборник включены работы основоположников космологии за 33 года — с 1917 по 1949 гг. Большая часть приводимых в сборнике статей ранее на русском языке не публиковалась. Представляет интерес для космологов, астрофизиков, специалистов по общей теории относительности, историков науки и всех, кто интересуется проблемами происхождения и эволюции Вселенной.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Новые открытия в астрономии совершаются ежегодно, и новостные издания пестрят сообщениями об очередных космических разработках. Но, хотя прошли времена, когда астрономические явления порождали суеверия и страхи, научный подход ко Вселенной пока еще не стал всеобщим уделом: ведь научно-популярной литературы о космосе, рассчитанной на неспециалистов, очень мало. Книга, которую вы держите в руках, призвана восполнить этот пробел. О происхождении Земли и загадках Луны и Солнца, о планетах и галактиках, о Млечном Пути и новейших данных из области космологии здесь рассказывается доступно и увлекательно. Для наглядности текст сопровождается многочисленными иллюстрациями.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Недавно исполнилось 50 лет со дня открытия первого пульсара. История открытия пульсаров полна драматизма. Это история великих прозрений и глубоких заблуждений, удивительных предсказаний и странных ошибок. В книге рассказано о том, как на протяжении столетий менялись представления ученых о происхождении звезд, их жизни и смерти. О том, как были предсказаны нейтронные звезды и как были открыты пульсары — «далекие маяки Вселенной». На примере этой истории рассказано о том, как делаются открытия в науке, можно ли открытия предсказать, что такое научное воображение, как развивать творческую фантазию.

Данная книга является своего рода синопсисом, посвященным эволюции хаоса в космос. Авторы, занимающиеся в течение многих лет изучением некоторых аспектов данной проблемы, излагают наиболее важные идеи, начиная с представлений древнегреческих мыслителей и заканчивая результатами последних исследований. Решающую роль в предлагаемом материале играют методы современной физики, теория самоорганизации и новейшие исследования в рамках теории хаоса. Однако главными все же являются не математические или технические аспекты рассматриваемой проблематики, а те самые «вопросы содержания», которые были поставлены еще древнегреческими мыслителями, и которые сегодня изучаются в русле междисциплинарной науки синергетики.

Данная книга представляет собой классическое введение в космологию. Особое внимание уделяется наблюдательной астрономии. Первые главы книги посвящены изучению видимой части Вселенной, нашей Галактики и других галактик. Строится эмпирическая база для космологической теории. В последующих главах рассматривается модель Большого взрыва и процесс образования галактик. Завершает книгу обсуждение альтернативных теорий. Представлены космологические тесты. Отличительной особенностью предлагаемого издания является доступность изложения, а также анализ новейших результатов, полученных с зонда WMAP, который последние пять лет собирал информацию об «эхе» Большого взрыва в микроволновом фоновом излучении космоса.

Рассмотрены применение скалярных полей в космологии и методы построения моделей ранней Вселенной на основе их динамики. Выполнен анализ динамики Вселенной на различных стадиях ее эволюции. Проведен расчет параметров космологических возмущений. Представлены методы верификации инфляционных моделей и новые методы детектирования гравитационных волн.

Стивен Хокинг — один из самых известных физиков современности. Ему принадлежало множество работ по теории черных дыр, квантовой космологии и теории относительности. Широкой общественности он был хорошо известен как блестящий популяризатор науки. Кроме того, британский ученый являл собой пример личного мужества, полстолетия сражаясь с ужасным недугом, парализовавшим все тело. Весной 2018 года выдающийся ученый навсегда покинул нашу планету, затерявшись где-то в бесконечных измерениях так любимого им многомирья Мультиверса. Олег Фейгин, физик и автор множества популярных книг, тепло и вдохновенно представляет научное творчество великого теоретика современности.

В книге рассказывается о развитии представлений о тяготении за всю историю науки. В описании современного состояния гравитационной теории основное внимание уделено общей теории относительности, но рассказано и о других теориях. Обсуждаются формирование и строение черных дыр, генерация и перспективы детектирования гравитационных волн, эволюция Вселенной, начиная с Большого взрыва и заканчивая современной эпохой и возможными сценариями будущего. Представлены варианты развития гравитационной науки, как теоретические, так и наблюдательные.

Что такое Большой взрыв и черные дыры? Когда загорелись звезды? Как возникли первые галактические звездные острова? Каков будет вселенский «конец света»? Эти и многие другие вопросы современной астрономии, астрофизики и космологии увлекательно и популярно рассматриваются с учетом самых последних научных данных, полученных на Земле и в космосе. Книга повествует об истории открытия расширения Вселенной и возникновении нашего мира по сценарию Большого взрыва; освещает современный подход физики и космологии к понятиям пространства и времени, галактической и звездной эволюции. Эта книга — кратчайшая история нашего мира от Большого взрыва до последних черных дыр и разрыва пространства–времени.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В книге рассказывается об истории возникновения понятия времени и о связанных с ним парадоксах современной научной картины мироздания. Описываются удивительные свойства пространства–времени в масштабах микромира и всей Вселенной. Рассматриваются теории рождения физического времени в бурных процессах возникновения сингулярности Большого взрыва. Завораживающе и увлекательно излагаются современные космологические сценарии, элементы теории относительности и квантовой космологии. Обсуждается течение потока времени вблизи гравитационных коллапсаров — черных дыр, нейтронных звезд, белых карликов и квазаров. Приводятся популярные гипотезы строения гипотетических машин времени и анализируются причинно-следственные парадоксы при их использовании. Автор старался привлечь внимание читателей к тем противоречивым явлениям окружающей объективной действительности, где обыденные представления о времени меняются самым неожиданным образом.

Учебник разработан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования в редакции Приказа Министерства просвещения Российской Федерации № 732 от 12.08.2022 г. В нём сохранена классическая структура изложения учебного материала, большое внимание уделено современному состоянию науки. Учтены новые устоявшиеся данные по исследованию небесных тел с космических аппаратов и современных крупных наземных и космических телескопов.

Эта книга может быть полезна тем, кто не имея специального образования в области физики, астрономии, математики, интересуется, тем не менее, вопросами связанными с эволюцией и устройством вселенной. То есть вопросами глубоко и безнадежно специальными, запредельно сложными и раскрываемыми в пределах школьного курса совершенно не удовлетворительно. Популярные же публикации, доступные на новостных лентах, скорее могут запутать читателя. Ибо авторы часто пытается в них просто и коротко объяснить то, чего не понимают сами. Хочется надеяться, что «Вселенная без формул: Путеводитель по тайнам мироздания» сможет дать ответы на вопросы, возникающие у читателя при попытках осмыслить современные научные представления, такие как Теория Большого Взрыва и Квантовая Механика. Ответы эти, в действительности, достаточно просты, но крайне нетривиальны. Ибо сферы бесконечно великого — вселенной, — и бесконечно малого — элементарных частиц, — не доступны человеческому воображению.

Почему 22 % материи во Вселенной называют темной? Потому что ее не видно в традиционном смысле и даже в оптическом диапазоне длин волн, как видно обычную, светящуюся материю. Темная материя не принимает участия в электромагнитном взаимодействии. При этом она однозначно существует. Еще большую долю, 74 %, в составе Вселенной занимает темная энергия, предположение о существовании которой было высказано после наблюдений за сверхновыми и расширяющейся Вселенной. Свойства этой субстанции оказались очень странными… По мнению ряда ученых, без темной материи и темной энергии невозможно возникновение и существование самих галактик, звезд в галактиках, звездных систем, планет и жизни. Книга увлекательно рассказывает об истории изучения Вселенной, о великих астрономах, астрофизиках и космологах, их попытках узнать или, скорее, рассчитать судьбу Вселенной. Одна из таких попыток — недавно полученная первая в истории фотография тени черной дыры, фундаментальный шаг в научном исследовании астрофизиков.

Выведенное автором уравнение мгновенного динамического состояния множества дискретных элементов распространено для описания непрерывно распределенной структуры. Проведен сравнительный анализ полученного волнового уравнения с известными уравнениями математической физики. С использованием полученных результатов рассмотрены колебания стержня на двух опорах.

В книге представлены современное состояние нашего знания и личные представления автора о формировании и эволюции галактик во Вселенной. Галактики — крупные образования, состоящие из миллиардов звезд, а также газа и пыли, — начали формироваться около 13 млрд лет назад. Наблюдения астрономов показывают, что сначала полностью сформировались самые крупные галактики, а потом очередь дошла до карликовых, в которых процесс звездообразования продолжается и в нашу эпоху. В книге рассказано, как и почему менялась со временем структура галактик, какими методами мы исследуем свойства галактик, находящихся по соседству или далеко от нас, и почему именно эта область наших представлений о Вселенной сейчас бурно развивается и каждый день полна неожиданных открытий.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Показывается, что из уравнений единой теории материи, опубликованной автором в ряде монографий и в большом цикле других работ, следует имеющая исключительно важное значение в экспериментально-теоретической науке о сопротивлении материалов (СМ) нелинейная форма связи между силой и деформацией, в частности, линейная форма при малых деформациях – закон Гука. С позиций единой теории раскрывается содержание связи фундаментальных в науке о СМ понятий «напряжение», «деформация».

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Приводятся обоснованные и предложенные автором единой формы уравнения для описания состояния материи. Показывается, что из этих уравнений следуют основные законы и другие известные положения физики.

Учебник разработан в соответствии с авторской программой курса астрономии и программой, утверждённой Министерством образования и науки РФ. В учебнике освещаются исторический путь развития астрономии, её современные возможности и решаемые задачи, а также быстро развивающаяся космическая деятельность человека. Особое внимание уделяется описанию природы астрономических объектов и созданию физической картины мира. Учебник включает вопросы для самопроверки, а также разноуровневые задачи и задания, выполняя которые учащиеся могут привлекать информационные интернет-технологии. Приложение содержит таблицы данных о планетах, их спутниках, о созвездиях и звёздах.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Автором разработан асимптотический метод исследования кинетики образования компактных объектов с сильными внутренними связями, основанный на соотношении неопределенностей для координаты и импульса в пространстве размеров объектов - кластеров с выраженными коллективными квантовыми свойствами, обусловленными обменными взаимодействиями различной физической природы, зависящей от пространственных масштабов рассматриваемых процессов. Предлагаемый феноменологический подход "создан" по аналогии с общеизвестными представлениями о когерентных состояниях квантово-механических систем осцилляторов, для которых произведение неопределенностей (дисперсий) координаты и импульса принимает минимально возможное в рамках соотношения неопределенностей значение.

Данное учебное пособие описывает методику проведения лабораторных работ при изучении основных характеристик стационарных и переменных звезд.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

В сборнике «Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ» опубликованы результаты научных исследований, а также методических и проектно-конструкторских разработок в области прикладных задач теоретической физики, математического моделирования физических процессов, ядерной физики, физики ядерных реакторов, исследований по термоядерному синтезу, электрофизики, физики ускорителей, приборов и техники эксперимента, физики лазеров, гидродинамики, реологии, физики горения и взрыва, физической химии, экологии, материаловедения, безопасности, средств защиты от несанкционированных действий, электроники, радиотехники, оптоэлектроники.

Человека всегда интересовало где он живет, откуда это появилось, «есть ли жизнь на Марсе» и что со всем этим будет дальше. В предлагаемой книге изложено современное представление о возникновении и развитии Вселенной; о том, как ведутся поиски жизни вне Земли и о результатах этих поисков; о загадочных и фантастических свойствах черных дыр и о том, как их находят и «взвешивают»; о самых последних открытиях в астрофизике — антигравитации, «темной материи» и «темной энергии». Для чтения книги не требуется никаких специальных знаний, выходящих за рамки школьной физики.

Эта прекрасная книга посвящена методам изучения звездного неба, с ее помощью вы сможете стать наблюдателем высокого уровня. Она составлена как коллекция глав, посвященных 110 созвездиям из списков Астрономической лиги и Королевского астрономического общества. Начальные разделы, посвященные основам наблюдений и работе с оборудованием, помогут новичкам быстро окунуться в волшебный мир астрономии. Вы узнаете о необходимом астрономам программном обеспечении, а заодно и выучите греческий алфавит – ведь звезды называют его буквами.