Артур Миллер - Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры
Обзор книги Артур Миллер - Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры
Артур Миллер, известный американский историк науки (сейчас живет в Лондоне), повествует о выдающихся открытиях астрофизиков XX века. В центре рассказа — судьба индийского физика, лауреата Нобелевской премии Субрахманьяна Чандрасекара, чьи теории во многом сформировали наши сегодняшние представления о Вселенной. Книга Миллера — об эволюции звезд, о белых карликах, красных гигантах, нейтронных звездах и о самых таинственных космических объектах — черных дырах, жадно пожирающих материю и энергию.
Артур Миллер
ИМПЕРИЯ ЗВЕЗД, или Белые карлики и черные дыры
Благодарности
Решая уравнения общей теории относительности, Чандра выдвинул гипотезу о существовании во Вселенной черных дыр. Сорок лет он ожидал признания своих результатов научным сообществом. Чтобы рассказать эту историю, описать конфликт Чандры и Эддингтона, мне пришлось встретиться с очевидцами событий, о которых я пишу в этой книге.
Прежде всего я очень благодарен вдове Чандры, Лалите, которая великодушно провела со мной много часов, рассказывая о покойном муже. Я также признателен известным коллегам Чандры Джеймсу Кронину, Валерии Феррари, Роберту Джероху, Роджеру Гилдебранду, Норману Лебовицу, Ли Тзун Дао, Юджину Паркеру, Эдвину Солпитеру, Ноэлю Свирдлоу, Солу Теукольских, Кипу Торну, Майклу Тернеру, Питеру Вандервурту, Роберту Валду и Дону Йорку, много лет знавшим Чандру и поделившимся со мной воспоминаниями.
Большое спасибо за гостеприимство кузену Чандры, В. Радхакришнану (Институт Рамана в Бангалоре, Индия), который рассказал мне о некоторых событиях в жизни Чандры и показал его последний проект необычного катамарана. Доктор Поннамбалан, председатель кафедры физики в колледже округа Ченнай, который окончил Чандра, был моим экскурсоводом, когда я приехал в это учебное заведение.
Стэн Вусли в Санта-Крусе терпеливо растолковывал мне новейшие теории о сверхновых звездах. Дон Остерброк любезно снабдил меня сведениями о подробностях жизни Чандры в Йеркской обсерватории и его проницательности как астрофизика. Заодно он прочитал большую часть рукописи и сделал очень важные замечания.
Я наслаждался незабываемыми выходными в Лос-Аламосе в компании Стирлинга Колгейта, который объяснил мне, как связано между собой создание ядерного оружия и исследование сверхновых звезд и черных дыр. Ричард Вайт, работавший с ним в 1960-х годах, любезно добавил ряд существенных деталей. Я благодарен Сергею Блинникову за его интересный рассказ о работе с Яковом Зельдовичем по исследованию сверхновых звезд в Советском Союзе, а также Эдварду Фриману, Ричарду Гарвину, Марвину Голдбергеру и Конраду Лонгмайеру — они рассказали мне о контактах Чандры с учеными Лос-Аламоса.
Моя работа была бы совершенно невозможна без великолепной библиотеки имени Джозефа Регенстайна в Чикагском университете, где хранятся письма и рукописи Чандры. Я признателен также Джею Сэттерфилду и чрезвычайно благодарен Такэси Ока за возможность проведения исследований в Чикагском университете.
Питер Хингли, библиотекарь Королевского астрономического общества (Берлингтон-Хаус, Лондон), потратил массу времени, отвечая на мои многочисленные вопросы.
Для меня были чрезвычайно важны многолетние записи бесед с учеными Центра истории физики в американском Институте физики. Все интересующиеся историей физики должны благодарить центр и его директора Спенсера Вирта.
Я благодарен также архивариусам и библиотекарям, которые помогли мне в моей работе. Это Джудит Гудстейн (Калифорнийский технологический институт), Шон Дж. Харди (Институт Карнеги, Вашингтон), Марк Херн (Институт астрономии, Кембриджский университет), Дэн Льюис (Хантингтонская библиотека, Сан-Марино, Калифорния), Кэти Мерфи (Университет Макгилла), Джонатан Смит (Тринити-колледж, Кембриджский университет), Тони Хогарт Смит (Христов госпиталь, Хоршэм, Англия) и Г. Мэдхэвен (управляющий делами, Индийская академия наук, Бангалор, Индия).
Мэг Уэстон-Смит великодушно поделилась со мной воспоминаниями о своем отце Эдварде Артуре Милне. Мэриэн Дуглас и Патрик Дуглас, родственники биографа Эддингтона Элис («Элли») Виберт Дуглас, любезно предоставили мне дополнительные сведения о жизни Эддингтона. Дэвид Девирст рассказал мне о пребывании Эддингтона в Кембриджской обсерватории.
Выражаю благодарность моему близкому другу Майку Брэйди за прочтение первого варианта книги и ряд ценных замечаний. Я очень рад, что во время работы над ней у меня возобновилась дружба с Гэри Стигменом. По электронной почте я мгновенно получал от него ответы на свои вопросы.
Мои коллеги также великодушно нашли время для ответов на мои вопросы и для прочтения рукописи. Я весьма благодарен Мичу Бергеру, Стирлингу Колгейту, Энди Фабиану, Крису Фрайеру, Рою Гарстэнгу, Джереми Грэю, Хриссе Кувельоту, Кэйту Мэйсону, Леону Местелю, Мартину Рису, Дэйву Скотту, Вирджинии Тримбл, Стиву Вайнбергу, Мартину Вайскопфу и Стэну Вусли.
Выражаю благодарность также Кену Брекэру, Стиву Брушу, Дэвиду Кэссиди, Эмме Годдар, Эндрю Грегори, Саймону Сингху, Стиву Миллеру, Роджеру Стюарду и Эндрю Варвику: наши обсуждения были весьма продуктивными.
Я чрезвычайно признателен своему агенту Питеру Таллэку из Conville & Walsh Literary Agency за его поддержку, энтузиазм и веру в этот проект. Агентство помогало мне справляться с трудностями во время работы. Я приношу особую благодарность Патрику Уолшу. Я отдаю должное своим редакторам: Тиму Витингу, который оказывал мне бесценную поддержку и сделал важные критические замечания, и Аманде Кук, чьи существенные комментарии и предложения сыграли важнейшую роль в моей работе. Эта книга не состоялась бы без их помощи.
Когда я писал её, я понял, как невероятно трудна работа ученых. Они обычно так увлечены своими исследованиями, что это часто приводит к психологическим перегрузкам. Дух соперничества и уединенность кажутся странными и необъяснимыми обычным людям. Так было и с персонажами моей истории. Она создана на основе достоверной, проверенной мною информации.
Собирая материал для книги, я как-то встретил в картинной галерее в Лондоне красивую женщину, на которую не мог не обратить внимания. Лесли вдохновила меня, стала моей музой, женой и лучшим другом. Она сделала более совершенной не только мою рукопись, но и всю мою жизнь.
Артур Миллер,
Лондон 2004 г.
Самым большим впечатлением за все годы моей жизни в науке — а это более сорока пяти лет — было осознание того, что решение уравнений эйнштейновской общей теории относительности, полученное Керром, дает точное представление об огромном числе массивных черных дыр, разбросанных во Вселенной. Невероятное открытие, сделанное с помощью изящных математических операций, оказалось полностью соответствующим реальности, и это убеждает меня, что в красоте заключена высшая целесообразность природы, а человеческий разум способен откликаться на эту красоту, на ее самые глубинные и наиболее скрытые стороны.
Субрахманьян ЧандрасекарУ всех объектов, с которыми мы имеем дело, — электронов, ядер атомов, рентгеновского излучения, — одна и та же природа как в космосе, на звездах, так и в лаборатории. Поэтому мы можем провести эксперимент на Земле, а потом обратиться к человеку с телескопом и спросить: «Не похоже ли это на то, что вы наблюдаете в небе?»
Артур Стэнли ЭддингтонЗемной мир — тот же космос, только в малом масштабе. Эта идея магически влияет на сознание людей. По существу она основана на суеверном представлении (которое старо как мир), что звезды определяют судьбу человека.
Макс БорнПролог
То, — если даже было одобренье, —
Война, болезнь иль смерть любовь губили
И делали ее мгновенней звука,
Проворней тени, мимолетней сна,
Короче молнии во мраке черном,
Когда она осветит твердь и землю
И раньше, чем успеешь молвить: «Гляньте!» —
Пожрется челюстями темноты;
Так быстро исчезает все, что ярко.
С 1967 года, когда существование черных дыр получило научное подтверждение, они приобрели почти мистическую притягательность. Ученые установили, что сила тяготения, с которой эти таинственные пустоты захватывают не только вещество, но и сам свет, практически непреодолима.
Вообразите себя астронавтом, подлетевшим слишком близко к черной дыре. Чудовищное поле тяготения поймает вас в ловушку, и вы устремитесь туда как в водоворот. Во время падения вы увидите поистине фантастическую картину. Сначала вам покажется, что все звезды и галактики Вселенной движутся с огромной скоростью, сливаясь в ярко сверкающий шар. Огромная гравитация черной дыры фокусирует свет от удаленных объектов во все более и более узкий конус. Вы будете очарованы фейерверком атомов, движущихся по спирали и сталкивающихся между собой. Атомы становятся все горячее и горячее, все ближе и ближе друг к другу, и, наконец, вспыхивают миллионами солнц. Вы почувствуете страшное притяжение сколлапсировавшей звезды ничтожного размера, но с бесконечной плотностью. По мере того как черная дыра засасывает вас глубже и глубже, сила гравитации растет больше и больше. Вы вытягиваетесь, как жевательная резинка, становясь длиннее и длиннее, тоньше и тоньше, пока вас не разорвет на части. Мощное поле тяготения задерживает свет вблизи черной дыры, и он достигает удаленного наблюдателя значительно позже. Он видит вас все еще находящимся около черной дыры, навсегда застывшим в пространстве.
