Наука исследует предельные возможности человеческого восприятия, где, как мы теперь понимаем, лежат глубочайшие тайны Вселенной. Джим Аль-Халили отвечает на один очень простой вопрос - что это Ничто?
Это, пожалуй, наиболее глубокое представление о реальности, какое человечество когда-либо знало. Все происходит из ничего. И квантовый мир супер-малых форм, и огромная Вселенная в которой мы обитаем сегодня. И Джим Аль-Халили может это доказать.
Знаменитый физик, профессор Стивен Хокинг, который в 30 лет оказался практически полностью парализован из-за прогрессирующей болезни, делится мыслями о самых интригующих загадках Вселенной, таких как инопланетная жизнь или путешествие во времени. Возможно ли путешествие во времени? Хокинг утверждает, что путешествие в прошлое невозможно, так как противоречит основным законам природы, нарушает причинно-следсвенные связи. А вот путешествие в будущее теоретически возможно! Хокинг объясняет, а Discovery иллюстрирует несколько методов путешествия в будущее, основанных на разных физических законах.
Каждый миг нашей жизни мы ощущаем силу, которую не можем увидеть или прикоснуться. Но этой силе удается крепко держать нас на земле. Это, конечно же, гравитация. Гравитация играет роль величайшего масштаба, потому что во всей вселенной, от крошечной пылинки до самой огромной звезды, гравитация, как великий скульптор, создает порядок из хаоса. От начала времен гравитация творит нашу вселенную. Из первичного облака газа и космической пыли она зажгла звезды, вылепила планеты и спутники и направила их по орбитам вокруг новорожденных солнц. Гравитация соединяет звездные системы в огромные галактики и ведет их по бесконечным дорогам космоса. За столетия наше стремление понять гравитацию позволило объяснить некоторые из настоящих чудес вселенной. Но на более глубоком уровне это стремление позволило нам задаться вопросами о возникновении и развитии самой вселенной. Чтобы понять,
как гравитация работает во вселенной, достаточно всего лишьвзглянуть на землю под ногами.
Данный эпизод представляет собой обзор основных аспектов природы электромагнетизма, основанный по большей части на описании исследований Майкла Фарадея. Тайсон начинает с утверждения, что еще Исаак Ньютон высказывал предположение, что, кроме гравитации, должна существовать еще одна неизвестная сила природы. Рассказ продолжается в виде биографии Майкла Фарадея, который, будучи бедного происхождения, заинтересовался изучением электричества после того, как прочитал о нем в книгах и прослушал лекции Гемфри Дэви в Лондонском королевском обществе. Дэви взял Фарадея себе в ассистенты, прочитав его конспекты, написанные во время лекций. На основе открытых Хансом Кристианом Эрстедом электромагнитных явлениях Гемфри Дэви и химик Уильям Хайд Волластон совершили несколько неудачных попыток по преобразованию электричества в движение; Фарадей, наблюдая за ними, создал собственное устройство, ставшее первым в мире электромотором. Позавидовав своему помощнику, Дэви отправляет Фарадея в стеклодувную мастерскую, чтобы тот открыл секрет знаменитого баварского стекла. Долгое время неустанно трудясь над этой задачей, Фарадей не достиг каких-либо результатов, так как секрет баварского стекла известен только его изготовителям и не может быть раскрыт. Только после смерти Дэви Фарадей вернулся в Лондонское королевское общество, но еще до этого он учредил Рождественские лекции, на которых преподавал науку детям. Также Фарадей продемонстрировал научному сообществу первый в мире электрический генератор, представляющий собой спираль из провода, внутри которой движется магнит, заряд возникает только тогда, когда магнит движется. Тайсон продолжил рассказ, раскрыв, что вскоре Фарадей начал страдать неизвестной болезнью, из-за которой ученый терял способность ясно выражать свои мысли. Несмотря на это, ему удалось сделать еще одно открытие – при помощи магнита, бумаги и железных опилок Фарадей установил, что вокруг магнита имеются невидимые линии, и выдвинул гипотезу, что с этими линиями может быть связаны также и световые волны. Стремясь проверить эту гипотезу, он провел эксперимент, в котором использовал кусок бракованного баварского стекла, который отлил в годы работы в стеклодувной мастерской, (диэлектрический материал) и при помощи электричества вызвал поляризацию света, проходящего через этот кусок – это явление впоследствии назовут эффектом Фарадея. Фарадей также утверждал, что невидимые силовые линии имеются и вокруг планеты; твердое железное внутреннее ядро при своем вращении создает невидимые силовые линии, которые впоследствии назовут магнитным полем Земли; тот же принцип лежал и в основе вращения планет вокруг Солнца. Эти утверждения первоначально не были приняты научным сообществом, так как Фарадей не предоставил математических формул, подтверждающих его гипотезы. Позже молодой Джеймс Клерк Максвелл, узнав об утверждениях Фарадея, произведет все необходимые расчеты, – представив формулы, впоследствии ставшие известными как уравнения Максвелла – таким образом подтвердив гипотезы. Совместные усилия Фарадея и Максвелла заложили основы науки, знания в области которой используются при создании современных телекоммуникаций.
Эпизод посвящён волновой теории света, изученной человечеством. Изучение света стало частью научного прогресса начиная с таких ранних экспериментов в этой области, как создание 2000 лет назад китайским ученым Мо-цзы камеры-обскуры. Тайсон описывает работу арабского ученого XI века Ибн аль-Хайсама, который, как полагают, был первым исследователем в области оптики, что привело к появлению телескопа, а также одним из первых, кто начал применять научный метод. Тайсон переходит к открытиям, которые позволили человечеству понять природу света. Он рассказывает про работу Исаака Ньютона, который преломил свет при помощи призмы и продемонстрировал, что свет состоит из цветов видимого спектра, а также о Уильяме Гершеле, эксперименты которого позволили добавить к видимому спектру инфракрасные волны. Йозеф Фраунгофер кроме призмы использовал также телескоп, чтобы рассмотреть спектр крупным планом, и выяснил, что на цветовых полосах имеются продольные черные линии. Позже было выявлено, что эти линии Фраугофера вызваны поглощением света при перемещениях электронов в атомах вещества с одной орбитали на другую при прохождении света сквозь эти атомы, при этом местоположение черных линий уникально для каждого химического элемента. Данное открытие впоследствии составило основы астроспектроскопии, основной метод исследования в котором заключается в изучении химического состава далеких звезд путем выявления их цветового спектра. Это позволило астрономам не только судить о составе звезд, планет и звездных скоплений, но и наблюдать движение звезд и расширение вселенной, а также выдвинуть гипотезу о существовании темной материи.
