Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

образуя черные дыры, или их спасет квантовая механика?....... 136

Квантовая механика и строение белых карликов (137). Предельная масса (145). Схватка (154)

ГЛАВА 5. Схлопывание неизбежно

глава, в которой даже ядерные силы, казалось бы самые мощные

из всех видов сил, не могут противостоять мощи гравитации .... 160

Цвикки (160). Ландау (175). Оппенгеймер (183). Уилер (194)

ГЛАВА 6. Схлопывается во что?

206

глава, в которой весь арсенал теоретической физики не помогает уйти от вывода — схлопывание порождает черные дыры ......

Рождение черных дыр: первый взгляд (208). Ядерная интерлюдия (217). Рождение черных дыр: все более глубокое понимание (233)

ГЛАВА 7. Золотой век

глава, в которой выясняется, что черные дыры вращаются и пульсируют, запасают и высвобождают энергию, но не имеют волос.......................................... 256

Наставники: Уилер, Зельдович, Сиама (259). У черных дыр нет «волос» (271). Черные дыры вращаются и пульсируют (284)

ГЛАВА 8. Поиск

глава, в которой продолжен, воплощен и (возможно) привел к успеху метод поиска на небе черных дыр ................. 298

Метод (298). Поиск (307)

ГЛАВА 9. Наитие

глава, в которой астрономы оказываются вынужденными

признать, что в ядрах галактик могут находиться

непредсказанные черные дыры, в миллионы раз массивнее

Солнца......................................... 321

Радиогалактики (321). Квазары (334). Гигантские черные дыры (345)

ГЛАВА 10. Рябь кривизны

глава, в которой гравитационные волны несут к Земле закодированные симфонии столкновений черных дыр, а физики изобретают инструменты, чтобы следить за этими волнами и расшифровывать эти симфонии....................... 357

Симфонии (357). Болванки (366). LIGO (379)

ГЛАВА 11. Что такое реальность?

глава, в которой пространство-время искривлено по воскресеньям и плоское по понедельникам; горизонты по воскресеньям сделаны из вакуума и по понедельникам из зарядов, но воскресные эксперименты согласуются с понедельничными во всех деталях..... 400

ГЛАВА 12. Испарение черных дыр

глава, в которой горизонт черной дыры, окутанный атмосферой излучения и горячих частиц, медленно испаряется, а черная дыра сжимается и затем взрывается ........................ 415

Рост черных дыр (415). Энтропия (425). Излучение черной дыры (431). Черная дыра сжимается и взрывается (438)

ГЛАВА 13. Внутри черных дыр

глава, в которой физики борются с уравнением Эйнштейна и пытаются понять, что скрыто внутри черных дыр: путь в другую Вселенную'? Сингулярность с бесконечными приливными гравитационными силами? Конец пространства и времени и рождение квантовой пены? 452

Сингулярности и другие вселенные (452). Революция Пенроуза (463). Наилучшие предположения (477)

ГЛАВА 14. Червоточины и машины времени

глава, в которой автор пытается проникнуть в суть физических законов и задается вопросом: могут ли высокоразвитые цивилизации построить в гиперпространстве тоннели для быстрого межзвездного сообщения и машины для путешествий во времени?............ 488

Червоточиты и экзотическое вещество (488). Машины времени (503). Парадокс матереубийцы (514). Защита хронологии? (522)

ЭПИЛОГ

Обзор наследия Эйнштейна, прошлое и будущее теории,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Эта книга о революции в наших представлениях о пространстве и времени и о замечательных следствиях этой революции, некоторые из которых неизвестны до сих пор. В то же время это потрясающее свидетельство человека, который находится в самой гуще событий, о борьбе и редких успехах в поисках понимания того, что является наиболее таинственным объектом во Вселенной — о черных дырах.

Когда-то считалось очевидным, что поверхность Земли плоская: она либо бесконечная, либо имеет край, за который вы можете упасть, если будете настолько неосторожны, что отправитесь в дальнее путешествие к этому краю. Успешное возвращение Магеллана и других кругосветных путешественников, в конце концов, убедило людей, что поверхность Земли замыкается на себя, образуя сферу¹.

Однако само собой разумеющимся считалось, что сфера существует в плоском пространстве, плоском в том смысле, что к нему применима геометрия Евклида: параллельные линии никогда не пересекаются. Однако в 1915 г. Эйнштейн выдвинул теорию, объединяющую пространство и время в нечто, называемое пространством-временем. Оно уже не является плоским, а искривляется или сворачивается под действием заключенного в нем вещества или энергии. Поскольку вблизи нас пространство-время почти плоское, эта кривизна не имеет никакого значения в нормальных ситуациях. Но последствия этой теории для более отдаленных от нас областей Вселенной были настолько удивительны, что даже Эйнштейн не мог предположить. Так, например, у звезды под действием ее собственной гравитации может начаться коллапс, в результате которого пространство вокруг нее становится настолько искривленным, что звезда просто исчезает из Вселенной. Сам Эйнштейн не верил, что такой коллапс возможен, однако, многие ученые показали, что это неизбежное следствие его собственной теории.