Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности - Нил Тайсон

Нил Деграсс Тайсон

Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности

Neil deGrasse Tyson

DEATH BY BLACK HOLE: AND OTHER COSMIC QUANDARIES

Права на перевод получены соглашением с W. W. Norton & Company, Inc. при содействии литературного агентства Andrew Nurnberg (США).

© 2007 by Neil deGrasse Tyson

© Бродоцкая А., перевод на русский язык, 2015

© ООО «Издательство АСТ», 2016

Не исключено, что Нил Деграсс Тайсон – лучший популяризатор науки из ныне живущих.

Лично я подозреваю, что Вселенная не просто диковиннее, чем нам представляется, но и диковиннее, чем мы в силах вообразить.

[Тайсон] затрагивает самые разные темы… и у него получается смешно, безо всякой помпы, а главное – человечно.

Одно дело – быть признанным ученым-астрофизиком. И совсем другое – чувствовать и держать комедийный ритм. Обычно одно с другим не сочетается, но Нил есть Нил.

Тайсон – рок-звезда, чья страсть к законам природы сочетается с умением увлекательно объяснять самые разные темы, от темного вещества до нелепости веры в зомби.

Трудно представить себе более подходящую кандидатуру для перезагрузки космоса, чем Нил Деграсс Тайсон.

[Тайсон] прямо фонтанирует идеями.

Тайсон пишет о популярной науке уверенно и гладко.

Очевидный наследник Карла Сагана, обладающий тем же сочетанием мудрости и доступности изложения.

Предисловие

Вселенная видится мне не собранием предметов, теорий и явлений, а просторной сценой, на которой полным-полно актеров, движимых хитросплетениями замысла и сюжета. Поэтому, когда я пишу о Вселенной, само собой напрашивается сравнение с экскурсией за театральные кулисы, которую я устраиваю для читателей: пусть сами рассмотрят вблизи декорации с бутафорией, узнают, как пишут пьесы и что будет дальше. А моя цель – по возможности доступно рассказать, как устроена Вселенная, а это потруднее, чем просто изложить факты. Представление идет своим чередом, и по ходу пьесы приходится и улыбаться, и хмуриться в тех местах, где того требует космос. Иногда космос требует и того, чтобы мы испугались до икоты. Вот почему «Гибель в черной дыре» представляется мне порталом, за которым читатель найдет все, что занимает, просвещает и пугает нас во Вселенной.

Каждая из глав этой книги уже появлялась в той или иной форме на страницах журнала «Natural History» в разделе «Вселенная» в период, охвативший 11 лет – с 1995 по 2005 годы. «Гибель в черной дыре» – это своего рода сборник «Лучшее во Вселенной», куда вошли те мои статьи, которые вызвали наибольший отклик у читателей; я слегка отредактировал их ради связности повествования и в соответствии с последними достижениями науки.

Этот сборник я и представляю вам, читатель: пусть он порадует вас и даст передохнуть от повседневной суеты.

Благодарности

Как ученый я специализируюсь на звездах, их эволюции и структуре галактик. Поэтому едва ли я имел бы право авторитетно судить о самых разных предметах, о которых пойдет речь в этом сборнике, если бы не острые глаза коллег: благодаря их замечаниям по поводу моих ежемесячных рукописей зачастую удавалось превратить простую статью в статью, обогащенную нюансами смысла, которые дают нам открытия, совершенные на переднем крае науки о Вселенной. Во всем, что касается Солнечной системы, я благодарен Рику Бинцелю, моему бывшему однокласснику в старшей школе, а теперь преподавателю планетологии в Массачусетском технологическом институте. Я постоянно ему названивал, поскольку мне было насущно необходимо проверить, верно ли я пишу о планетах и об их окружении.

Подобную же роль в создании этой книги сыграли преподаватели астрофизики из Принстона Брюс Дрейн, Майкл Стросс и Дэвид Спигел, чьи совокупные познания в космохимии, физике галактик и космологии позволили мне куда глубже проникнуть в разные уголки Вселенной. Среди моих коллег, принимавших больше всего участия в создании этих статей, следует назвать Роберта Лаптона из Принстона, который получил фундаментальное образование в Англии и теперь, по-моему, знает вообще все на свете. Роберт уделял самое пристальное внимание как научным, так и литературным тонкостям и из месяца в месяц заметно улучшал все то, что я успевал настрочить.

Другой мой коллега и обладатель самых разносторонних знаний, который тщательно вычитывает мои сочинения, – это Стивен Сотер. Пока я не покажу ему свои статьи, они, можно сказать, и не завершены.

Что касается мира литературы, нельзя не упомянуть Эллен Голденсон, которая была моим первым редактором в журнале «Natural History», и в 1995 году, услышав мое интервью на «National Public Radio», предложила мне вести постоянную рубрику. Я сразу же согласился. Необходимость ежемесячно писать туда статью и по сей день остается едва ли не самой трудной и приятной задачей для меня. Дело Эллен продолжает Авис Лэнг, мой нынешний редактор, и она следит за тем, чтобы я говорил, что думаю, и думал, что говорю, везде без исключения. Я в долгу перед ними обеими: они потратили массу времени, чтобы научить меня прилично писать. Улучшить и обогатить содержание статей мне помогали и другие – в том числе Филип Брэнфорд, Бобби Фогель, Эд Дженкинс, Энн Рэй Джонас, Бетси Лернер, Мордекай Марк Маклоу, Стив Нэйпир, Майкл Ричмонд, Брюс Статс, Фрэнк Саммерс и Райан Уайэтт. Волонтер из Планетария имени Хейдена Кири Боин-Тинч проделала героический труд, сделав первый проход по тексту сборника, и помогла мне организовать Вселенную этой книги. И я глубоко признателен Питеру Брауну, главному редактору журнала «Natural History», за общую поддержку моих писательских начинаний и за любезное разрешение выбрать любые статьи для перепечатки в этом сборнике.

Эта страница была бы неполной без краткого изъявления благодарности Стивену Джею Гулду, чья колонка «Эта сторона жизни» в журнале «Natural History» выдержала целых триста выпусков. Мы вместе работали в журнале в течение семи лет, с 1995 по 2001 годы, и не проходило месяца, чтобы я не ощущал его присутствия. Стивен практически создал жанр современной научно-популярной статьи, и его влияние на мои работы очевидно. Каждый раз, когда я собираюсь углубиться в историю науки, я непременно добываю редкие книги, насчитывающие несколько веков, и листаю их ветхие страницы, как всегда делал Гулд, и изучаю, как наши предшественники пытались понять устройство природы. Безвременная кончина Гулда в шестьдесят лет – как и смерть Карла Сагана в шестьдесят два – оставила в мире популярной науки брешь, которая и по сей день не заполнена.

Пролог

Зарождение науки

То, что известные законы физики так хорошо объясняют происходящее в окружающем мире, питает в иных из нас гордыню и самоуверенность, с которыми мы зачастую взираем на накопленные человечеством знания, – тем более что пробелы в наших знаниях о предметах и явлениях зачастую кажутся мелкими и незначительными. От подобных умонастроений не застрахованы даже нобелевские лауреаты и прочие авторитетные ученые – и не раз и не два они от этого ставили себя в глупое положение.

Широко известно, что в 1894 году в речи по случаю передачи Физической лаборатории им. Райерсона в дар Чикагскому университету Альберт А. Майкельсон, которому вскоре предстояло получить Нобелевскую премию, предсказал, что физике вот-вот придет конец:

Все относительно важные фундаментальные законы и факты физической науки уже открыты и на сегодня доказаны столь убедительно, что вероятность того, что их сменит логическая последовательность новых открытий, становится все менее и менее правдоподобной… Открытия будущего следует искать в шестом знаке после запятой.

Тех же взглядов, что и Майкельсон, придерживался и один из самых блестящих астрономов того времени Саймон Ньюкомб, бывший в числе основателей Американского астрономического общества. В 1888 году он отметил: «Вероятно, мы приближаемся к пределам всего того, что в принципе возможно знать об астрономии» (Newcomb 1888, p. 65). И даже великий физик лорд Кельвин, в честь которого, как мы узнаем в части 3, названа абсолютная шкала температуры, стал в 1901 году жертвой чрезмерной уверенности в собственной правоте: «Открывать в физике больше нечего. Остается лишь повышать точность измерения величин» (Kelvin 1901, p. 1). Эти соображения были высказаны в ту пору, когда еще считалось, что свет распространяется в пространстве посредством светоносного эфира, а небольшие различия между наблюдаемой и предсказываемой траекторией Меркурия при движении вокруг Солнца еще не нашли объяснения. В то время все эти несообразности считались сущими пустяками – казалось, достаточно лишь слегка подправить и уточнить известные законы физики, и все встанет на свои места.