Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности - Педро Феррейра

В Кембридже Райл замкнулся в работе над очередным вариантом каталога радиоисточников. Следующие три года после случая со спорными результатами он и его группа провели за составлением нового каталога, который получил незамысловатое название 3С. Новые данные были призваны поставить крест на чепухе, которую распространяла группа Хойла. По крайней мере, так считал Райл. В 1958 году, когда каталог ЗС был, наконец, явлен миру, Мартин Райл почувствовал, что у него появился козырь: набор радиоисточников, с которым все были согласны. Хотя набор до сих пор был недостаточно хорошим. Бонди был настроен скептически и утверждал, что у Райла есть склонность представлять полученные результаты в лучшем свете, чем есть на самом деле. Райл часто заявлял, что добился исключения модели стационарного состояния, в то время как на самом деле им всего лишь достигался предел информации, которую можно было извлечь из полученных эмпирических данных. Как только кто-то брал на себя труд повторно провести измерения и обнаруживал, что ошибки больше, чем изначально утверждалось, модель стационарного состояния возвращалась в игру. И в самом деле, как публично заявил Бонди: «За последние десять лет это случалось не единожды».

В феврале 1961 года на собрании Королевского астрономического общества Райл представил анализ данных, вошедших в каталог 4С. Он утверждал, что результаты несовместимы со стационарной моделью — количество ярких источников сильно проигрывало количеству тусклых. Он сказал, что наблюдения «убедительно свидетельствуют против теории стационарного состояния». На доклад Райла обратили внимание газеты, и там появились заголовки, утверждающие, что «Библия права» насчет момента творения. Когда группы в Австралии и Соединенных Штатах воспроизвели результаты Райла, показалось, что он, наконец, разобрался с соперниками.

Хойл и его коллеги были обеспокоены, но не убеждены. Вскоре после представления анализа Райла Бонди рассказывал газете New York Times: «Я, разумеется, не считаю это смертью теории непрерывного творения», — добавляя: «Профессор Райлуже делал подобные заявления в 1955 году, но наблюдения, послужившие основой для его выводов, впоследствии оказались некорректными». Несмотря на уточняемые год от года данные, упорное стремление Райла разгромить теорию стационарного состояния было несколько иррациональным. И с точки зрения Хойла, Бонди и Голдд, радио не поставило крест на их детище. По крайней мере, пока не поставило.

Происходившая в Кембридже битва Хойла и Райла может показаться ненужным отклонением от неумолимого прогресса общей теории относительности и космологии. За пределами Великобритании модель Хойла практически никого не интересовала. Для многих эти дебаты, движимые личными интересами и местью, выглядели странно, практически ненаучно. Посетители Кембриджа замечали ядовитые отношения между группами Райла и Хойла.

Однако их соперничество привело к значительному научному прогрессу. Фреда Хойла продолжат превозносить как одного из величайших астрофизиков второй половины XX века. С американцами Вильямом Фаулером, а также с Джеффри и Маргарет Бербидж он разработал блестящую теорию образования элементов в центрах звезд. Вероятно, его дух бунтаря и настойчивая поддержка модели стационарной Вселенной стали причинами, по которым он не попал в списки нобелевских лауреатов по физике 1983 года. В 1973-м он уехал из Кембриджа, поселился в Лейк-Дистрикт и начал писать научно-фантастические романы.

Герман Бонди в итоге основал в лондонском Королевском Колледже потрясающую группу, занимающуюся общей теорией относительности, а Томас Голд построил самый большой радиотелескоп в мире в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Группа Мартина Райла заслужила репутацию одержимых секретностью параноиков, но именно они стоят за некоторыми великими открытиями в области радиоастрономии, сделанными в последующие два десятилетия. В 1974 году Райл получил Нобелевскую премию. Подъем радиоастрономии и непонятная природа радиоисточников сыграли важную роль в развитии общей теории относительности, которое готово было войти в новую фазу.

Глава 7.

Афоризмы Уиллера

Джон Арчибальд Уиллер пришел к концепции относительности через ядерную физику и квантовую теорию. Весной 1952 года он задал себе вопрос, что же происходит со звездами, состоящими из нейтронов — строительных кирпичиков ядерной физики, которой Уиллер занимался всю свою жизнь, — в конце их жизненного цикла. Его ставила в тупик гипотеза Роберта Оппенгеймера, гласившая, что конечным этапом гравитационного сжатия такой звезды могла бы быть сингулярность — некая точка бесконечной плотности и кривизны, расположенная в центре звезды. Однако Уиллеру такие сингулярности казались неубедительными. С точки зрения истинной физики их не должно было быть, и требовалось как-то обойтись без них. Чтобы лучше разобраться в этой сомнительной гипотезе, Уиллер начал изучать общую теорию относительности. Он решил, что лучше всего это делать, читая студентам в Принстоне лекции как раз по теории относительности. И вот в 1952 году в вотчине Эйнштейна, Гёделя и Оппенгеймера, на физическом факультете Принстонского университета Джон Арчибальд Уиллер прочел первый курс общей теории относительности. Раньше данная дисциплина считалась абстрактной, больше подходящей для математического факультета. Это был судьбоносный момент, о котором годы спустя Уиллер вспоминал как о «первом шаге на территорию, захватившую мое воображение и на всю жизнь задавшую направление моих Дальнейших исследований».

Уиллер, по меткому выражению одного из его студентов, был «радикальным консерватором». Он действительно имел крайне консервативный вид: всегда безупречно одетый, в темном костюме с галстуком, с идеально ухоженными волосами, в сияющих ботинках — совершенный образ традиционного и даже в какой-то мере светского джентльмена. Преданный студентам и коллегам, он был учтивым и вежливым и имел старомодные представления о приличиях. Тем не менее он мог изрекать самые диковинные вещи, часто бросая непонятные фразы о загадках космоса, больше напоминая религиозного пророка «нового века» или просвещенного хиппи.

Как ученый Уиллер представлял собой одновременно мечтателя и человека дела. В диапазон его интересов попадали самые разные вещи, от эзотерических до вполне практических. Взрывчатые вещества и механические устройства очаровывали его в той же степени, как и магические новые правила атомно-молекулярного учения. В университете в процессе изучения инженерного дела ему открылось великолепие математики. Один из преподавателей математики научил его решать задачи; как вспоминал Уиллер, «показывая нам новые математические трюки, он любил говорить, что ирландец устраняет преграды, обходя их». Этот совет повлиял на подход Уиллера к проблемам. Он бесстрашно брался за любые задачи, изучая все, что ему было нужно, когда в этом возникала необходимость. В 1932 году в возрасте всего двадцати одного года он получил докторскую степень по квантовой физике.

Джон Уиллер достиг зрелости в квантовой физике в момент, когда свои плоды стали приносить великие открытия Шрёдингера и Гейзенберга. Будучи молодым преподавателем из Принстона, он с датским физиком Нильсом Бором работал над квантовыми свойствами ядра и взаимодействием ядер. Статья Уиллера и Бора, посвященная делению ядер, была опубликована в один день со статьей Оппенгеймера и Снайдера, рассказывающей про гравитационное сжатие, и сыграла важную роль в подготовке к Манхэттенскому проекту.

Консерватизм Уиллера выражался в его страстной вере в американский образ жизни, американское общество и его защиту. Сразу после Перл-Харбора он присоединился к проекту атомной бомбы, работая над необходимыми для создания плутония гигантскими реакторами. На войне в 1944 году погиб его брат, и всю свою жизнь Уиллер считал, что сделал недостаточно, чтобы ускорить создание атомной бомбы. Как позднее он говорил коллегам, если бы бомба была разработана раньше, ее можно было бы применить в Германии. Человеческие потери были бы колоссальными, но, с точки зрения Уиллера, несравнимыми с ужасами последнего года войны. Его патриотизм порой становился причиной конфликтов с коллегами. В начале 1950-х его пригласили поработать с Эдвардом Теллером в рамках проекта Маттерхорн, который был попыткой Соединенных Штатов разработать водородную бомбу, термоядерное оружие, функционирующее на основе ядерного синтеза. Уиллер согласился, хотя многие его коллеги, в том числе Роберт Оппенгеймер, выступали против этого проекта. Уиллер был одним из немногих физиков, не поддержавших Оппенгеймера в период, когда тому были предъявлены обвинения в подрыве национальной безопасности.

Несмотря на консервативные взгляды в области политики, в науке он оставался индивидуалистом и даже радикалом, придерживаясь странных идей, идущих вразрез с общепринятыми в то время взглядами на физические законы. Среди принстонских учеников Уиллера был Ричард Фейнман, одаренный юноша из Нью-Йорка, ставший олицетворением послевоенной квантовой физики. Под руководством Уиллера Фейнман совершенно революционно объяснит и вычислит взаимодействие частиц и сил в пространстве-времени. Именно Уиллер научит Фейнмана думать по-другому, быть смелым.