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

глава, в которой предложен, воплощен и {возможно) привел к успеху метод поиска на небе черных дыр

Представьте себе, что вы Роберт Дж. Оппенгеймер. 1939-й год, вы только что убедились, что массивные звезды, когда умирают, должны образовывать черные дыры (главы 5 и 6). Засядете ли вы вместе с астрономами за разработку плана поиска на небе свидетельств того, что черные дыры действительно существуют? Вовсе нет. Если вы Оппенгеймер, то ваши интересы лежат в сфере фундаментальной физики. Вы можете предложить свои идеи астрономам, но ваше собственное внимание теперь сосредоточено на атомных ядрах и на разразившейся второй мировой войне, которая вскоре втянет вас в разработку атомной бомбы. А что же астрономы? Примут ли они ваши идеи? Тоже нет. В сообществе астрономов укоренился консерватизм, исключая, правда, этого «дикаря» Цвикки, проталкивающего свои нейтронные звезды (глава 5). Принятая во всем мире точка зрения, отвергающая максимальную массу Чандрасекара (глава 4), все еще удерживает свои позиции.

Вообразите теперь, что вы Джон Арчибальд Уилер. 1962-й год, после долгого сопротивления вы начинаете убеждаться, что некоторые массивные звезды, умирая, должны создавать черные дыры (главы 6 и 7). Станете ли вы разрабатывать вместе с астрономами план их поиска? Вовсе нет. Если вы Уилер, то ваше внимание теперь приковано к соединению обшей теории относительности и квантовой механики, соединение, которое, возможно, имеет место в центре черной дыры (глава 13). Вы проповедуете физикам, что конечная точка схлопывания звезды является величайшим кризисом, из которого может возникнуть новое глубокое понимание. Но вы не станете обращаться с проповедью к астрономам, что они должны искать на небе черные дыры, или хотя бы нейтронные звезды. О поиске черных дыр вы вообще ничего не скажете; что же касается более обещающей идеи поиска нейтронных звезд, то вы в своих заметках выразите консервативную точку зрения астрономического сообщества: «Такой объект будет иметь диаметр порядка 30 километров… он будет быстро остывать… Надежда увидеть такой тусклый объект столь же мала, как и надежда увидеть планету, принадлежащую другой звезде» (другими словами, надежды нет).

Представьте себя на месте Якова Борисовича Зельдовича. 1964-й год, член вашей команды разработчиков водородной бомбы Михаил Подурец только что завершил компьютерное моделирование схлопывания звезды, учитывающее эффекты давления, ударных волн, тепловыделения, излучения и потерю массы (глава 6). Модель порождает черную дыру (по крайней мере, ее компьютерную версию). Теперь вы совершенно убеждены, что некоторые звезды, умирая, формируют черные дыры. Будете ли вы теперь сидеть вместе с астрономами и планировать поиск черных дыр? Да, конечно. Если вы Зельдович, то у вас не вызывает симпатии одержимость Уилера конечной точкой схлопывания звезды. Эта точка будет скрыта за горизонтом черной дыры, она будет невидима. Наоборот, сам горизонт и влияние черной дыры на все окружающее должны быть вполне наблюдаемы, надо лишь быть достаточно умным, чтобы понять, каким образом. Понять наблюдаемую Вселенную — вот ваша одержимость, если вы Зельдович: как же вы сможете сопротивляться вызову — найти черные дыры?

Где начнется ваш поиск? Ясно, что вам следует начать в нашей собственной галактике Млечный Путь — дисковом скоплении 10 12звезд. Другая ближайшая к нам галактика — Туманность Андромеды, находится от нас на расстоянии в 2 миллиона световых лет, что в 20 раз больше, чем размер Млечного Пути (см. рис. 8.1). Поэтому любая звезда или газовое облако в Туманности Андромеды покажутся в 20 раз меньше и в 400 раз более тусклыми, чем в нашей галактике. И поэтому, если черные дыры трудно обнаружить в Млечном Пути, в Туманности Андромеды их будет найти в 400 раз трудней и невообразимо тяжелей в примерно 1 миллиарде других галактик, более далеких, чем Туманность Андромеды.

Если настолько важен поиск именно в ближайших окрестностях, почему бы не поискать в нашей Солнечной системе, простирающейся от Солнца до планеты Плутон. Не может ли быть где-нибудь здесь, среди планет, черной дыры, незаметной из-за своей черноты? Нет,

8.1. Картины структуры Вселенной

очевидно, нет. Гравитационное тяготение такой черной дыры было бы намного больше солнечного, она бы совершенно нарушила орбиты планет, что не наблюдается. Поэтому ближайшая черная дыра должна находиться много дальше орбиты Плутона.