Тканина космосу: Простір, час і текстура реальності () — друга книга з теоретичної фізики Брайана Гріна, професора та співдиректора Колумбійського інституту струн, космології та фізики астрочастинок.
Зміст Грін починає з ключового питання: «що таке реальність?», або, точніше, «що таке простір-час?» Він намагається описати особливості, які він вважає водночас захопливими та важливими для формування повної картини реальності, яку малює сучасна наука. У більшості розділів автор представляє основні поняття, а потім повільно підходить до кульмінації, зазвичай наукового прориву. Грін пропонує багато простих аналогій, щоб пояснити читачам значення наукових концепцій, не надто спрощуючи теорії, що стоять за ними.
У передмові автор визнає, що деякі частини книги викликають суперечки серед вчених. Він обговорює провідні точки зору в основному тексті та суперечливі моменти в прикінцевих примітках. Ці примітки містять повніші пояснення пунктів, спрощених в основному тексті.
Частина I: Арена реальності Частина I присвячена простору й часу.
Розділ 1 «Дороги до реальності» ставить питання про природу простору й часу, які досліджено в решті книги. Грін згадує свій юнацький досвід знайомства з «Міфом про Сізіфа» Альбера Камю, який показав йому важливість знання.
Розділ 2 «Всесвіт і відро» запитує: «Космос — це людська абстракція чи фізична сутність?» Ключовим уявним експериментом є , яке змушує замислитись про те, що створює силу всередині відра, коли воно обертається. Обговорюються ідеї Ісаака Ньютона, Готфріда Лейбніца та Ернста Маха. Ньютон вважав, що вода у відрі рухається відносно абсолютного простору, а Лейбніц і Мах не погодилися.
Розділ 3, «Теорія відносності та абсолют» представляє спеціальну й загальну теорії відносності Альберта Ейнштейна та запитує: «Чи є простір-час абстракцією Ейнштейна чи фізичною сутністю?»
Розділ 4, «Заплутаний простір» представляє квантову механіку та запитує: «Що означає відокремленість у квантовому всесвіті?» Грін обговорює спін, двощілинний експеримент та принцип невизначеності Гейзенберга. Він описує Парадокс Ейнштейна — Подольського — Розена, теорему Джона Белла та її Аленом Аспе та іншими.
Частина II: Час і досвід Частина II починається зі слів, що час є одним із найвідоміших і найзагадковіших понять.
Розділ 5 «Замерзла ріка» запитує: «Чи тече час?» Грін повертається до спеціальної теорії відносності. Спостерігачі, що рухаються один відносно одного, мають різні уявлення про те, що існує в даний момент, і, отже, різні уявлення про реальність. Висновок полягає в тому, що час не тече, бо всі речі існують одночасно.
Розділ 6, «Випадок і стріла» запитує: «Чи має час напрямок?» Грін вводить симетрію обернення часу, тобто той факт, що всі закони фізики однаково застосовні до руху як вперед у часі, так і назад у часі. Однією з головних тем цього розділу є ентропія, описана Людвігом Больцманом, і другий закон термодинаміки.
Розділ 7, «Час і квант» повертається до квантової механіки. Головною темою цього розділу є ймовірність як невід'ємна частина квантової механіки. Переглянуто двощілинний експеримент. Представлено багато інших експериментів, таких як Джона Арчибальда Вілера та експеримент з квантовою гумкою . Грін представляє й закінчує обговоренням декогеренції.
Частина III: Простір-час і космологія Частина III стосується космології.
Розділ 8 «Про сніжинки та простір-час» стверджує, що історія Всесвіту насправді є історією симетрії. Грін повертається до загальної теорії відносності й обговорює відкриття Едвіном Габблом розширення Всесвіту. Грін стверджує, що Великий вибух мав бути станом мінімуму ентропії.
Розділ 9 «Випаровування вакууму» представляє бозон Хіггса. Грін зосереджується на критичній першій частці секунди після Великого вибуху, коли рівень симетрії Всесвіту різко змінився внаслідок процесу, відомого як . Ця глава також розглядає теорія великого об'єднання та ентропію.
Розділ 10, «Деконструкція вибуху» повертається до Великого вибуху та запитує: «Що вибухнуло?» Відповідь дає інфляційна космологія Алана Гута, яка також розв'язує проблеми горизонту та плоскості. Грін обговорює космологічну сталу, введену Ейнштейном у загальну теорію відносності, а потім ним же відкинуту. Космологічна стала повернулася з відкриттям темної енергії. Ще одна нерозгадана загадка — природа темна матерія.
Розділ 11 «Кванти в небі з діамантами» розвиває теми інфляції та стріли часу. Грін розглядає три основні події: формування таких структур, як галактики, кількість енергії, необхідна для створення спостережуваного Всесвіту, і походження стріли часу.
Частина IV: Походження та об'єднання Частина IV представляє конфлікт між загальною теорією відносності та квантовою механікою й обговорює, як його можна було б вирішити.
Розділ 12 «Світ на струні» знайомить із полем досліджень Гріна, теорією струн. Переглянуто ідеї з «Елегантного Всесвіту». Читач дізнається, як теорія струн може заповнити прогалини між загальною теорією відносності та квантовою механікою.
Розділ 13 «Всесвіт на брані» представляє М-теорію та її наслідки для простору та часу. Основною темою розділу стає гравітація та її зв'язок з додатковими вимірами. Ближче до кінця глави короткий розділ присвячено циклічній космологічній моделі.
Частина V: Реальність і уява Частина V обговорює спроби перевірки описаних теорій та спекулятивні застосування цих теорій.
Розділі 14 «На небесах і на землі» розповідає про спроби перевірити прогнози загальної теорії відносності, такі як Ефект Лензе — Тіррінга та гравітаційні хвилі. Грін повертається до теорії Хіггса й теорії струн та можливості їх експериментальної перевірки.
Розділ 15 «Телепорти й машини часу» присвячений подорожам у просторі та часі екзотичними способами. Грін обговорює квантову телепортацію, яка, завдяки роботі Антона Цайлінґера та інших, вже не є науковою фантастикою. Загальна теорія відносності застосована для розгляду можливості подорожі в часі через кротовини. Грін обговорює парадокси, які виникають під час подорожей у минуле. Девід Дойч припускає, що їх можна вирішити за допомогою багатосвітової інтерпретації квантової механіки.
Розділ 16 «Майбутнє алюзії» обговорює майбутнє простору й часу. Цілком можливо, що простір-час може виникати з чогось глибшого. Інша можливість полягає в тому, що простір і час фундаментальні за своєю природою. Грін вводить петлеву квантову гравітацію та обговорює можливість того, що вона та теорія струн вказують на єдину теорію квантової гравітації.
Відгуки Фріман Дайсон писав: «Я рекомендую книгу Гріна будь-якому читачеві-нефахівцю, який бажає отримати сучасний виклад теоретичної фізики, написаний розмовною мовою, зрозумілою кожному… Книга Гріна пояснює читачеві-нефахівцю дві основні теми сучасної науки. По-перше, вона описує історичний шлях спостережень і теорії, який вів від Ньютона і Галілея в сімнадцятому столітті до Ейнштейна і Стівена Гокінга у двадцятому. Потім вона показує нам стиль мислення, який привів до модних тепер теорій. Історія та стиль мислення є справжніми, незалежно від того, чи залишаться модні теорії».
Джозі Глаузіуш з називає «Тканину космосу» однією з найкращих наукових книг 2004 року, відзначаючи: «Грін заглиблюється в деякі з найбільш заплутаних питань сучасної космології та висвітлює їх у зручній для читача хроніці блискучої ясності».
Джанет Маслін написала: «його захоплення наукою на порозі критично важливих проривів надзвичайно заразливе. „Тканина космосу“ настільки ж блискуча, як і складна, і вона чудово відображає запал цього теоретика до його роботи».
Адаптація Американський науково-популярний телесеріал екранізував «Тканини космосу» у 4 епізодах (епізоди 5–8, 39 сезон, 2011—2012):
Тканина космосу: Що таке простір? Тканина космосу: Ілюзія часу Тканина космосу: Квантовий стрибок Тканина космосу: Всесвіт чи Мультивсесвіт?
Епізоди веде сам Грін, вони містять коментарі Макса Тегмарка й багатьох інших відомих фізиків. Лінн Елбер з «Associated Press» назвала цю екранізацію «телебаченням, яке приголомшує».
Література
The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality (2004). Alfred A. Knopf division, Random House,
Примітки
Посилання
PBS-TV/ NOVA: The Fabric Of The Cosmos Серіал на IMDb