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

Wheeler, /.A (1955). «Geons», Physical Review, 97, 511. Reprinted in Wheeler (1962), p. 131.

Wheeler, /.A (1957). «On the Nature of Quantum Geometrodynamics», Annals of Physics, 2, 604.

Wheeler, /. (1960). «Neutrinos, Gravitation and Geometry», in Proceedings of the

International School of Physics, «Enrico Fermi», Course XI (Zanichelli, Bologna). Reprinted in Wheeler (1962), p. 1.

Wheeler, /. A. (1962). Geometrodynamics (Academic Press, New York).

Wheeler, /.A (1964a). «The Superdense Star and the Critical Nucleon Number», in Gravitation and Relativity, edited by H. Y. Chiu and W. F. Hoffman (Benjamin, New York), p. 10.

Wheeler, J. A. (1964b). «Geometrodynamics and the Issue of the Final State», in Relativity, Groups, and Topology, edited by C. DeWitt and B. S. DeWitt (Gordon and Breach, New York), p. 315.

Wheeler, J. A. (1968). «Our Universe: The Known and the Unknown», American Scientist, 56, 1.

Wheeler, /.A (1979). «Some Men and Moments in the History of Nuclear Physics: The Interplay of Colleagues and Motivations», in Nuclear Physics in Retrospect, edited by Roger H. Stuewer (University of Minnesota, Minneapolis).

Wheeler, J. A. (1985). Письмо К. С. Торну, датированное 3 декабря.

Wheeler, /. А. (1988). Тетради, в которых Уилер записывал свои исследования и идеи в процессе развития, ныне хранятся в библиотеке Американского философского общества в Филадельфии, Пенсильвания.

Wheeler, J. А. (1990). A Journey into Gravity and Spacetime (Scientific American Library, New York).

Whipple, F. L., and Greenstein, J.L. (1937). «On the Origin of Interstellar Radio Disturbances», Proceedings of the National Academy of Sciences, 23, 177.

White, T. H. (1939). The Once and Future King (Collins, London), Chapter 13 of Parti, «The Sword in the Stone.»

Will, С. M. (1986). Was Einstein Right? (Basic Books, New York).

York, H. (1976). The Advisors: Oppenheimer, Teller and the Superbomb (W. H. Freeman, San Francisco).

ZeVdovich, Ya. В. (1962). «Semi-closed Worlds in the General Theory of Relativity», Журнал экспериментальной и теоретической физики, 43, 1037. Английский перевод: Soviet Physics — JETP, 16, 732 (1963).

ZeVdovich, Ya. В. (1964). «The Fate of a Star and the Evolution of Gravitational Energy upon Accretion», Доклады академии наук СССР, 155, 67. Английский перевод: Soviet Physics — Doklady, 9, 195 (1964).

ZeVdovich, Ya.B. (1971). «The Generation of Waves by a Rotating Body», Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, 14, 270. Английский перевод: JETP Letters, 14, 180 (1971).

ZeVdovich, Ya. В. (1985). Избранные труды. Частицы, ядра, Вселенная (Наука, Москва); на русском. English translation: Selected Works of Yakov Borisovich ZeVdovich.

Volume II: Particles, Nuclei, and the Universe (Princeton University Press, Princeton, 1993).

ZeVdovich, Ya. 2?., and Guseinov, О. Ай. (1965). «Collapsed Stars in Binaries», As/ro-physical Journal, 144, 840.

ZeVdovich, Уд. A., and Khariton, Ум. A. (1939). «On the Issue of a Chain Reaction Based on an Isotope of Uranium», Журнал экспериментальной и теоретической физики, 9, 1425; см. также следующие статьи тех же авторов в этом же журнале, 10, 29 (1940) и 10, 477 (1940). Перепечатаны как первые три статьи в т. II избранных трудов Зельдовича (1985).

ZeVdovich, Ya. В., and Novikov, /. 2). (1964). «Relativistic Astrophysics, Part I», Успехи физических наук, 84, 877. Английский перевод: Soviet Physics — Uspekhi, 7, 763

(1965) .

ZeVdovich, Уд. A., and Novikov, /. 2). (1965). «Relativistic Astrophysics, Part II», Успехи физических наук, 86, 447. Английский перевод: iSbv/е/ Physics — Uspekhi, 8, 522

(1966) .

ZeVdovich, Ya. В., and Starobinsky, А Л. (1971). «Particle Production and Vacuum Polarization in an Anisotropic Gravitational Field», Журнал экспериментальной и теоретической физики, 61, 2161. Английский перевод: Soviet Physics — JETP, 34, 1159 (1972).

Znajek, 2?. (1978). «The Electric and Magnetic Conductivity of a Kerr Hole», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 185, 833.

Zwicky, F. (1935). «Stellar Guests», Scientific Monthly, 40, 461.

Zwicky, F. (1939). «On the Theory and Observation of Highly Collapsed Stars», Physical Review, 55, 726.

Кип С. ТОРН

Черные дыры и складки времени Дерзкое наследие Эйнштейна

Перевод с английского

доктор физико-математических наук М.Л. Городецкий

Титульный редактор перевода член-корреспондент РАН В. Б. Брагинский

Редактор Л.А. Панюшкина Оригинал-макет и оформление М.Н. Грицук

ИД №01389 от 30.03.2000

Гигиеническое заключение № 77.99.10.953.Д.005466.07.03 от 25.07.2003

Подписано в печать 20.01.2007 Формат 70x100/16. Печать офсетная Уел. п. л. 38,5. Уч.-изд. л. 58,3. Тираж 700 экз.

Заказ № 2796.

Охраняется законом РФ об авторском праве. Воспроизведение всей книги или любой ее части запрещается без письменного разрешения издателя. Юридическое обслуживание — «Славянский центр правовой поддержки»

Издательство физико-математической литературы 123182 Москва, ул. Щукинская, 12, к. 1

Отпечатано с готовых диапозитивов ПФ «Полиграфист»

160001 г. Вологда, ул. Челюскинцев, 3

IW » <• « . UIJLtljl • » IBB 1 1Я[|< CJm ^^^Ш*** шВБЗшл rB*S 9 w л тдч^г' IN- ^

ISBN 9875-94052-144-4

9<875940 5

1 448

1

Великий физик повторяет, к сожалению, распространенное историческое заблуждение. В средние века, не говоря уже о XVI веке, представление о шарообразности Земли, возникшее еще в античности, не подвергалось сомнению среди образованных людей. Вполне научные доказательства шарообразности приводит уже Аристотель, имевший долгое время непререкаемый авторитет. [М.Г.]

2

Главы 5, 6, 7.

3

Глава 8.

4

Главы 3 и 6.

5

Глава 6.

6

Глава 2.

7

Читатели, которые захотят сами рассчитать свойства черных дыр, найдут соответствующие формулы в конце книги.

8

* Главы 3—5. Для описания этого явления, играющего главную роль в этой книге, К.Торн почти всегда вместо распространенного научного термина «collapse» (коллапс) использует более красочный термин «implosion», наиболее адекватным переводом которого, видимо, является слово «схлопывание». [Прим. ред.

9

Глава 2.

10

Для дальнейшего обсуждения вопроса о том, как законы физики заставляют черные дыры, Солнечную систему и Вселенную вести себя определенным образом, смотрите последние параграфы главы 1.

11

Глава 2.

12

Глава 7.

13

Глава 7.

14

Там же.

15

Глава 15. Величина 18,5 километров, которая многократно появляется в этой книге, равна произведению 4л (т. е. 12,5663706...) гравитационной постоянной Ньютона и массы Солнца, деленному на квадрат скорости света. В этой главе вы найдете и другие полезные формулы, описывающие черные дыры.

16

Там же.

17

См. Врезку 2.3.

18

Главы 2 и 3.

19

25 Глава 2.

20

Глава 13.

21

Глава 1.

22

Там же.

23

2—2796

24

Глава 2.

25

Глава 9.

26

Глава 10.

27

Глава 12.

28

58 Главы 4—6, 10, 12—14.

29

Глава 12.

30

Глава 7.

31

Глава 14.

32

Главы 13 и 14.

33

Последний параграф главы 1.

34

Читатели, желающие понять, что значит применять математические выкладки к законам физики, могут найти обсуждение этого вопроса в разделе «Примечания» в конце книги.

35

Глава 10.

36

J Это значит, что с моей стороны было несколько некорректно использовать в качестве примера спортивный автомобиль, также находящийся под воздействием земного тяготения. Однако поскольку это тяготение направлено перпендикулярно направлению движения автомобиля (вниз), то, оказывается, что оно не влияет на эффекты, которые обсуждались в этом примере.

37

Пояснения см. в гл. 14.

38

В русском языке законы Эйнштейна называются «общая теория относительности» и «специальная теория относительности», тогда как в английском (“general relativity**, “special relativity”) эквивалент слова «теория» (“theory”) отсутствует. Мы сохраним принятые у нас названия, в остальных же случаях, следуя автору, употребления слова «теория» будем избегать. [Прим, пер.]

39

' Подробнее см. примечание к с. 55.

40

То, что ньютоновский закон тяготения нарушает принцип относительности Эйнштейна, вообще говоря, не очевидно, так как этот принцип был сформулирован применительно к инерциальным системам отсчета и, соответственно, не может быть использован при наличии гравитации (не существует способа экранировать систему отсчета от гравитации и, таким образом, дать ей возможность двигаться под влиянием только ее собственной инерции). Однако Эйнштейн был уверен, что существует способ распространить его принцип и на области, где есть гравитация («обобщить» его, включив в рассмотрение гравитационные эффекты), и именно этот, еще не оформившийся «обобщенный принцип относительности» и нарушался законом тяготения Ньютона.