Интерстеллар: наука за кадром - Кип Торн

29

Иначе говоря, временное и пространственные измерения переходят друг в друга и временная компонента метрического тензора меняет знак на тот, который характерен для пространственной. Прим. науч. ред.

30

Если путешествие назад во времени возможно, его получится совершить, лишь отправившись в космос и вернувшись прежде своего отлета. Нельзя перемещаться назад во времени, не меняя положения в пространстве, тогда как все вокруг вас продолжает двигаться по времени вперед. Подробнее об этом см. в главе 30. Прим. автора.

31

Это так называемый эффект полного увлечения эргосферой, описываемой в тексте областью близ горизонта событий. В эргосфере ни одна частица не может находиться в покое. Прим. науч. ред.

32

Астеризм – небольшая, легко различимая группа звезд, обычно часть какого-либо созвездия. Прим. ред.

33

Дословный перевод фразы «У черных дыр нет волос» на французский звучит так неприлично, что французские издатели до последнего не хотели включать ее в переводное издание. Но тщетно. Прим. автора.

34

Если вас интересуют точные цифры, см. приложение «Некоторые технические примечания» в конце книги. Прим. автора.

35

Пожалуй, вернее было бы взять массу в 200 миллионов Солнц, но я выбрал 100 миллионов, чтобы упростить расчеты. Прим. автора.

36

См. рис. 17.2 и пояснения к нему в главе 17. Прим. автора.

37

Иначе говоря, скорость вращения Гаргантюа равна 0,99999999999999 от предельной. Прим. автора.

38

Пока ТАРС падал, «Эндюранс» находился не на сильном отдалении, а на критической орбите вблизи горизонта, вращаясь вокруг Гаргантюа примерно с той же скоростью, что и ТАРС. Поэтому Амелия Брэнд, находясь в «Эндюранс», не видит, что ТАРС на большой скорости летит вокруг дыры. Подробнее об этом в главе 27. Прим. автора.

39

Вероятность обнаружить в нужном месте и в нужное время черную дыру средней массы невелика, но в рамках научной фантастики это допустимо, поскольку не нарушает законов физики. Прим. автора.

40

Угловой диаметр – в астрономии: видимый диаметр небесного тела, выраженный в угловых мерах. Радиан – единица измерения углов; угол, соответствующий дуге, длина которой равна ее радиусу; 1 радиан = 57,3°. Прим. ред.

41

См. рис. 6.4 и рис. 6.5. Прим. автора.

42

Трение возникает в результате сложного процесса, когда движущийся газ возбуждает поле, усиливая его и, таким образом, преобразуя энергию движения в магнитную энергию; затем магнитное поле, которое в соседних областях пространства направлено в противоположную сторону, пересоединяется, переводя при этом магнитную энергию в тепло. Преобразование движения в тепло и есть сущность трения. Прим. автора.

43

Стоит также упомянуть эффект Пенроуза, состоящий в том, что в эргосфере вращающейся черной дыры частицы могут обладать (формально) отрицательной энергией, что дает принципиальную возможность извлекать энергию из черной дыры, которую может уносить один из продуктов распада частицы в эргосфере, покинувший ее. Эффект дает возможность извлекать энергию из черной дыры, замедляя ее вращение. Прим. науч. ред.

44

На рис. 9.5 я поменял размер дыры на размеры Гаргантюа, а размер звезды – на размер красного гиганта и скорректировал временные отметки. Прим. автора.

45

Угловой момент объекта – это произведение его окружной скорости на расстояние до Гаргантюа. Угловой момент важен для нас, поскольку он постоянен по всей длине орбиты объекта, даже если это сложная орбита. Прим. автора.

Еще один примечательный факт: если тело и вектор его движения в начальный момент движения лежали в экваториальной плоскости, то и в дальнейшем движение будет происходить в этой плоскости. Математически это следует из геодезических уравнений в метрике Керра. Здесь допустима аналогия из классической механики, где при условии сохранения момента импульса движение тела (в трехмерном пространстве) происходит в фиксированной плоскости, которая определяется начальными условиями. Прим. науч. ред.

46

Здесь имеется в виду окисление органических соединений в нашем организме с образованием углекислого газа (CO2) и выделением энергии. Прим. науч. ред.

47

Хлоропласты и фотосинтез также присущи водорослям и цианобактериям в океанах. И те и другие для простоты я буду считать за растения. (В некотором смысле цианобактерия – это разновидность хлоропласта.) Прим. автора.

48

Если вам интересны конкретные данные и пояснения по поводу геофизических оценок, см. приложение «Некоторые технические примечания» в конце книги. Прим. автора.

49

Нельзя оставить без внимания и двигатели, где в качестве топлива используются элементарные частицы со скоростями, близкими к скорости света. Множество таких частиц (например, гамма-кванты или пи-мезоны) образуются в процессах аннигиляции частица – античастица (например, электрон – позитрон). Использование подобных технологий, по оценкам некоторых ученых, позволит достигнуть скоростей порядка ⅔с. К сожалению, производство антивещества для процессов аннигиляции слишком трудоемко и технически сложно. Прим. науч. ред.

50

Формула для кинетической энергии: Mv²/2, где M – это масса атома гелия, а v – его скорость. Формула высвобожденной энергии: 0,0064 Mc², где c – скорость света. (Тут я пользуюсь знаменитым принципом Эйнштейна, который гласит, что если преобразовать массу в энергию, количество энергии будет равняться массе, помноженной на квадрат скорости света.) Приравняв одно к другому, получим: v² = 2 × 0,0064c², из чего следует, что v приблизительно равно c/10. Прим. автора.

51

Одно из возможных решений: от основного паруса перед торможением отделяется вспомогательный, который перемещается перед кораблем. Лазерный луч с Земли, отражаясь от вспомогательного паруса, оказывает воздействие на основной парус, но уже в направлении, противоположном направлению разгона, что вызывает торможение. Прим. науч. ред.

52

Если не вдаваться глубоко: из-за расширения Вселенной стартовая точка и финишная в течение полета будут постоянно отдаляться друг от друга, то есть кораблю потребуется на путь больше времени, чем если бы Вселенная не расширялась. Прим. науч. ред.

53

То есть материи, которая обладает гравитационной массой, создающей вокруг себя гравитационное поле. Прим. перев.

54

Саган К. Э. Контакт. – СПб.: Ред Фиш; Амфора, 2005. Прим. ред.

55

Энергия в релятивистской физике – штука странная: ее величина, измеренная наблюдателем, зависит от того, с какой скоростью и в каком направлении наблюдатель движется. Прим. автора.

То есть определяется системой отсчета и при переходе к другой системе преобразуется как компонента четыхермерного вектора. Прим. науч. ред.

56

Напомню, что Оливер Джеймс, специалист студии Double Negative, написал компьютерный код, лежащий в основе визуализации червоточин и черных дыр в «Интерстеллар», см. главу 1 и главу 8. Прим. автора.

57

Линзирование происходит преимущественно в области, где червоточина имеет сильно изогнутую форму (при взгляде из балка). Это область, где наклон стенок превышает 45 градусов, поэтому я определил ширину линзирования как радиальное расстояние от горловины червоточины до участка, где наклон стенок равен 45 градусам (рис. 15.1). Прим. автора.

58

Прецессия – явление, когда ось вращающегося тела перемещается, описывая коническую поверхность. Хрестоматийный пример прецессии – поведение волчка, когда он замедляется и его ось отклоняется от вертикали. Прим. ред.

59

Если перечислять всех руководителей исследовательской команды, то это сам Джеми, его тогдашние постдокторанты Джон Ковач (сейчас в Гарварде) и Чао-Лин Куо (сейчас в Стэнфорде), а также Клем Прайк (сейчас в Университете Миннесоты). Прим. автора.