Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна - Кип Торн

Яков Борисович Зельдович на протяжении 1970-х и 1980-х годов оставался наиболее влиятельным астрофизиком в мире. В 1978 г. в результате трагического межличностного конфликта в его группе (без преувеличения, самой мощной группе астрофизиков-теоретиков в мире) произошел разрыв. Попытки Зельдовича создать новую группу сотрудников из молодых ученых оправдались лишь частично. В 1980-х годах он был ведущим астрофизиком и космологом в мире. Зельдович умер от сердечного приступа в Москве в 1987 г., вскоре после своей первой поездки в Америку, ставшей возможной в результате политических изменений, предпринятых Горбачевым.

Игорь Дмитриевич Новиков стал лидером научно-исследовательской группы Зельдовича — Новикова после разрыва с Зельдовичем. На протяжении 1980-х годов он осуществлял руководство группой с энергией и рвением, которые были свойственны для Зельдовича в прежние времена. Но оставшись без Зельдовича, группа стала просто одной из лучших в мире, а ведь раньше она была впереди всех! С распадом Советского Союза, в 1991 г. (после операции на сердце, которая не прибавила ему оптимизма), Новиков уехал в Данию и начал работать в Копенгагенском университете над созданием нового Теоретического Центра по астрофизике.

Виталий Лазаревич Гинзбург в возрасте семидесяти семи лет продолжает участвовать в передовых исследованиях в различных областях физики и астрофизики. Во время ссылки Андрея Сахарова в г. Горький (1980—86 гг.) Гинзбург, будучи официальным «начальником» Сахарова в Институте Лебедева в Москве, отказался уволить его и выступал в роли его защитника. При перестройке во времена Горбачева Гинзбург и Сахаров были избраны членами Палаты народных депутатов СССР, где выступали за реформу. Сахаров умер от сердечного приступа в 1989 г.

Дж. Роберт Оппенгеймер, заклейменный правительством США как неблагонадежный во время слушаний в 1954 г., воспринимался большинством физиков как герой. После этого он не занимался больше научными исследованиями, но оставался в курсе основных достижений физики. Молодые физики оттачивали на нем свои идеи. В 1967 г. Оппенгеймер умер от рака.

Джон Уилер в возрасте семидесяти двух лет продолжает поиск единой теории, которая объединила бы квантовую механику с общей теорией относительности. Его лекции и книги, среди которых следует отметить «Путешествие в мир гравитации, пространства и времени» (1990), вдохновляют молодые поколения на дальнейшие изыскания.

Роджер Пенроуз, подобно Уилеру и многим другим физикам, одержим идеей объединения общей теории относительности и квантовой механики, которое может привести к рождению квантовой гравитации. Он описал свои необычные идеи в популярной книге «Новый разум императора» (1989). Многие физики скептически относятся к его воззрениям, однако Пенроуз столько раз оказывался прав…

Стивен Хокинг также продолжает работу над созданием законов квантовой гравитации и особенно над вопросом о том, как выглядит происхождение Вселенной в рамках этих законов. Он также написал популярную книгу о своих идеях «Краткая история времени» (1988). Несмотря на болезнь, чувствует он себя неплохо.

БЛАГОДАРНОСТИ

Мой долг — выразить признательность друзьям, коллегам, благодаря которым родилась эта книга

Я начал писать эту книгу благодаря Элейн Хоукс Ватсон, чья безграничная любознательность к вопросам устройства Вселенной вдохновляла меня постоянно… За те пятнадцать лет, в течение которых я то откладывал книгу, то вновь возвращался к ней, мне оказали неоценимые помощь и поддержку близкие друзья и моя семья: Линда Торн, Карес Торн, Брет Торн, Элисон Торн, Эстель Грегори, Бонни Шумейкер и, конечно же, моя жена Кароли Уинстайн.

Я обязан многим моим коллегам — физикам, астрономам и астрофизикам, которые согласились дать мне интервью и поведали о своих воспоминаниях, касающихся разных событий и истории некоторых исследований, описанных в этой книге. Их имена приведены в специальном списке в самом начале Библиографии.

Четверо из моих коллег — Владимир Брагинский, Стивен Хокинг, Вернер Израэль и Карл Саган — были настолько добры, что согласились прочесть рукопись и высказали свои к критические замечания. Многие другие читали отдельные главы и уточняли отдельные исторические и научные детали: Владимир Белинский, Роджер Блэндфорд, Карлтон Кейве, С.Чандрасекар, Рональд Дривер, Виталий Гинзбург, Джесси Гринштейн, Исаак Халатников, Игорь Новиков, Роджер Пенроуз, Деннис Сиама, Роберт Сербер, Роберт Спиро, Алексей Старобинский, Рокус Вогт, Роберт Уолд, Джон Уилер, Яков Борисович Зельдович. Благодаря советам этих коллег книга стала гораздо более точной. Однако не следует думать, что они соглашались со мной во всем. В некоторых случаях наша интерпретация тех или иных событий отличалась. Я придерживался в книге своей собственной точки зрения (часто, но не всегда, с учетом критических замечаний коллег). Ряд этих замечаний, в целях исторической справедливости, приведен в Примечаниях.

Большая часть первой версии книги была в пух и прах раскритикована Линдой Обет. Я ей также благодарен. Вторую версию книги постигла та же участь со стороны К.С. Коул, однако потом она терпеливо работала со мной над книгой, страница за страницей, пока мы не получили текст, который нас удовлетворил. Ей я особенно признателен. Я благодарю также Дебру Макей за тщательное прочтение окончательного варианта рукописи; она оказалась еще большей перфекционисткой, чем я.

Книга была значительно улучшена в результате критических замечаний, сделанных после того, как ее прочли нефизики: Людмила (Лили) Бирладину, Дорис Дрюкер, Линда Феферман, Ребекка Льюсвейт, Питер Лиман, Дина Метсгер, Фил Ричман, Барри Торн, Элисон Торн, Кароли Уинстайн. Я всем им очень благодарен. Я признателен также Хэлен Надсен, которая уточнила ряд ссылок и фактов.

Мне посчастливилось увидеть восхитительные рисунки Мэтью Зимета в книге Хейнца Пейджела «Космический код». Я попросил его проиллюстрировать и мою книгу, от чего она значительно выиграла.

Наконец, я хочу поблагодарить Издательскую программу Общественного фонда и, в особенности, Александра Дж. Берна и Антонину В.Буи, а кроме того, Эда Барбера из «W.W.Norton and Company» за их поддержку, терпение, веру в меня как писателя на протяжении всех этих лет, которые понадобились, чтобы закончить эту книгу.

Список действующих лиц, чье появление было необходимо для повествования

Примечание: краткие характеристики ученых и перекрестные ссылки на них, которые здесь собраны, не претендуют на то, чтобы считаться биографическими очерками. (Многие из них внесли большой вклад в областях науки, выходящие за рамки этой книги, и поэтому не получили должного освещения.) Основным критерием при включении в этот раздел была не важность научного вклада, а, скорее, частота появления того или иного лица на страницах этой книги.

Бааде, Вальтер (1893–1960) — американский оптический астроном, немец по происхождению. Вместе с Цвикки разработал концепцию сверхновых звезд и их связи с нейтронными звездами (глава 5); отождествил галактики, связанные с космическими радиоисточниками (глава 9).

Бардин, Джеймс Максвелл (р. 1939) — американский физик-теоретик. Показал, что многие (возможно, большинство) черных дыр в нашей Вселенной должны обладать быстрым вращением; совместно с Петтерсоном предсказал, что вращение черных дыр должно влиять на окружающие аккреционные диски (глава 9); совместно с Картером и Хокингом открыл четыре закона механики черных дыр (законы эволюции черных дыр) (глава 12).

Бекенштейн, Якоб (р. 1947). — израильский физик-теоретик, ученик Уилера. Вместе с Хартлом показал, что по внешним проявлениям черной дыры невозможно определить, из каких частиц она состоит (глава 7); предположил, что поверхностная площадь черной дыры является мерилом ее энтропии, и выдержал по этому поводу борьбу с Хокингом, оказавшись, в конце концов, правым (глава 12).

Бор, Нильс Хендрик Давид (1885–1962) — датский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. Один из основателей квантовой механики; наставник многих ведущих физиков середины XX века, включая Льва Ландау и Джона Уилера; был на стороне Чандрасекара в его споре с Эддингтоном (глава 4); пытался уберечь Ландау от тюремного заключения (глава 5); совместно с Уилером разработал теорию ядерного деления (глава 6).

Брагинский, Владимир Борисович (р. 1931) — советский физик-экспериментатор. Обнаружил квантово-механические пределы точности физических измерений, в том числе с помощью гравитационно-волновых детекторов (глава 10); создал концепцию устройств на основе квантово-неразрушающих измерений, что позволяет обойти указанные квантовые пределы (глава 10).