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

Тьюкольски с удовольствием вспоминает тот момент, когда уравнения, описывающие его метод, «попали в точку». «Иногда в математике подсказку могут дать самые неожиданные ассоциации», — делится он своими воспоминаниями. — «Дело было вечером в мае 1972 г. в Пасадене, в нашей квартире на кухне, где я сидел за столом, погруженный в свои расчеты. Роз, моя жена, поджаривала блинчики на тефлоновой сковородке, к которой, как предполагается, ничего не прилипает. Но блинчики, тем не менее, прилипали. Каждый раз после очередного шлепка масла до меня долетали ее мало сдержанные комментарии и удары несчастной сковороды по плите. Я пытался уговорить ее вести себя потише, ибо, кажется, расчеты мои стали вытанцовываться: математические члены в уравнениях стали активно взаимоуничтожаться! До полного и победного конца! Все встало на свои места. Я сидел, глядел на очень простую полученную мною конструкцию и думал: Ну до чего доводит глупость! Я сделал бы то же самое еще пол года назад; надо было лишь правильно расположить нужные члены».

Вечеринка в доме мамы Ковача в Нью-Йорке, декабрь 1972 г. Слева направо: Кип Торн, Маргарет Пресс, Билл Пресс, Розалина Тьюкольски и Саул Тьюкольски. [Предоставлено Шандором Ковачем]

* * *

Уравнения Тьюкольски объясняли все проблемы: собственные частоты пульсаций черной дыры, стабильность этих пульсаций, гравитационное излучение, возникающее при поглощении черной дырой нейтронной звезды, и многое другое. Все находки Тьюкольски были немедленно пущены в ход нашей физической братией: Алексеем Старобинским (студентом Зельдовича), Бобом Уолдом (студентом Уилера), Джефом Коуэном (студентом ученика Уилера, Дитера Брилла) и многими другими. Сам Тьюкольски вместе с Прессом взялся за наиболее важную проблему, связанную со стабильностью пульсаций черной дыры.

Их результаты, полученные путем соединения компьютерных вычислений и вычислений по новым формулам, были обескураживающими: пульсации черной дыры стабильны, несмотря на скорость ее вращения. [86] Важная математическая часть доказательства стабильности была независимо предоставлена Стивеном Детвейлером и Джеймсом Ипсером из Чикаго, а недостающая часть — годом позже Джеймсом Хартлом и Дэном Уилкинсом из Калифорнийского университета в Санта Барбаре. Пульсации черной дыры действительно извлекают энергию из ее вращения; но они также излучают энергию в виде гравитационных волн, и темп такого излучения всегда превышает темп извлечения энергии. Таким образом, энергия пульсаций постепенно сходит на нет. Она никогда не растет, следовательно, черная дыра никогда не погибнет от собственных пульсаций.

Чандрасекар, неудовлетворенный заключениями Пресса — Тьюколь-ски из-за их чрезмерного, по его мнению, доверия к компьютерным вычислениям, не признал своего поражения в нашем пари. Вот когда, мол, они целиком все докажут формулами, тогда-то он будет удовлетворен. Пятнадцать лет спустя Бернард Вайтинг, бывший постдок Хокинга (таким образом, интеллектуальный внук Сиамы), выдал, наконец, такое доказательство. Чандрасекар выкинул полотенце. [87] Моим выигрышем была подписка на «Плейбой», однако под давлением матери и сестры я вынужден был заменить ее на подписку на «Лисенер».

Чандрасекар был еще большим перфекционистом, чем даже я. Они с Зельдовичем находились на разных концах спектра стремления к совершенству. Так, в 1975 г., когда молодежь Золотого века объявила этот самый век конченным и массовым порядком повалила прочь от черных дыр, Чандрасекар был уязвлен. Молодежь довела методы возмущения Тьюкольски почти до доказательства возможной стабильности черных дыр, но они не довели эти методы до такой формы, чтобы любой физик мог легко рассчитать все детали любого возмущения черной дыры — будь то пульсации, гравитационные волна от падения нейтронной звезды, «чернодырной» бомбы, и т. д. Такая незавершенность казалась ему нетерпимой.

Так Чандрасекар в шестидесятипятилетнем возрасте в 1975 г. бросил свой недюжинный математический интеллект на решение уравнений Тьюкольски. Со всей своей энергией, со всем внутренним озарением души он штурмовал математику, представляя ее в стиле «рококо: роскошной, радостной и богато украшенной». В 1983 г., в семьдесят три, он закончил работу над задачей, опубликовав трактат Математическая теория черных дыр — на много десятилетий ставший математическим справочником для всех исследователей черных дыр, настольной книгой, откуда можно извлечь методы решения любых задач о возмущении черных дыр, которые только можно себе представить.