Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

Что можно ожидать в ближайшие сто лет — за второй век существования теории Эйнштейна?

Похоже, наши представления о пространстве, времени и объектах, существование которых основано на искривлении пространства-времени, претерпят не менее революционные изменения, чем за прошедшее столетие. Предпосылки для этой революции следующие:

• Гравитационно-волновые детекторы позволят нам вскоре наблюдать черные дыры и «услышать» их столкновения. Можно будет записать целые симфонии и получить ценную информацию о том, как ведет себя бешено пульсирующее искривленное пространство-время. Моделирование на суперкомпьютерах позволит воспроизводить эти симфонии с тем, чтобы раскрыть их тайну. Черные дыры станут объектами детального экспериментального исследования. Что мы узнаем в результате этого исследования? Здесь возможны сюрпризы.

• В течение ближайших ста лет — и вероятно, этого не так долго осталось ждать — кто-нибудь откроет законы квантовой гравитации и детально их исследует.

• Владея законами квантовой гравитации, мы сможем точно понять, как появились пространство и время в нашей Вселенной, как они возникли из квантовой пены и сингулярности Большого взрыва. Мы сможем понять смысл часто задаваемого и кажущегося бессмысленным вопроса: «Что было до Большого взрыва?» Мы сможем узнать, действительно ли из квантовой пены рождается много вселенных, как разрушается пространство-время в сингулярном ядре черной дыры и в Большом хрусте, как и где пространство и время вновь воссоздаются (если это действительно происходит). Мы также сможем понять, разрешены или запрещены машины времени законами квантовой гравитации, и всегда ли машины времени саморазрушаются в момент их возникновения?

• Законы квантовой гравитации не являются конечным этапом эволюции физических законов на пути от законов Ньютона к специальной теории относительности, к общей теории относительности, к квантовой теории и, наконец, квантовой гравитации. Законы квантовой гравитации необходимо увязать с другими законами, которые проявляются в основных фундаментальных взаимодействиях природы: электромагнитном, сильном и слабом. Возможно, в ближайшие сто лет мы поймем, как объединить все эти законы — скорее всего, не так долго осталось ждать. Это объединение может радикально изменить наше представление о Вселенной. И что тогда? Никто не может сегодня предсказать, что будет дальше. Тем не менее, это может произойти еще при моей и при вашей жизни.

Заключение (Ноябрь 1993 г.)

Альберт Эйнштейн провел большую часть из последних 25 лет своей жизни в безуспешных попытках объединить свои законы общей теории относительности с законами электродинамики Максвелла. Он не понял, что для создания единой теории необходимо учитывать законы квантовой механики. Эйнштейн умер в Принстоне, штат Нью-Джерси, в 1955 г. в возрасте семидесяти шести лет.

Субраманьян Чандрасекар (сейчас ему семьдесят три года) продолжает изучать секреты уравнения поля Эйнштейна. Часто ему помогают в этом молодые коллеги. В последние годы он научил нас многому новому о пульсациях звезд и столкновениях гравитационных волн.

Фриц Цвикки в последние годы научной деятельности все более превращался из теоретика в астронома-наблюдателя. Он обладал даром предвидения и все время генерировал новые идеи дискуссионного характера, которые, однако, выходят за рамки этой книги. В 1968 г. Цвикки оставил профессорскую должность, которую он занимал в Калифорнийском технологическом институте, и уехал в Швейцарию. Там он провел последние годы жизни, в течение которых развивал свой собственный метод познания, так называемый «морфологический метод». Цвикки умер в 1974 г.

Лев Давидович Ландау смог интеллектуально (но не эмоционально) оправиться после того, как год провел в тюрьме (1938–1939), и продолжал свои занятия наукой и преподавательской деятельностью; был уважаем и почитаем советскими физиками-теоретиками. В 1962 г. он серьезно пострадал в автокатастрофе, и его мозг так полностью и не восстановился. Он стал совершенно другим человеком и не мог уже полноценно заниматься физикой. Ландау умер в 1968 г., но его ближайшие друзья говорили впоследствии: «Для нас Дау умер в 1962 г.»

Яков Борисович Зельдович на протяжении 1970-х и 1980-х годов оставался наиболее влиятельным астрофизиком в мире. В 1978 г. в результате трагического межличностного конфликта в его группе (без преувеличения, самой мощной группе астрофизиков-теоретиков в мире) произошел разрыв. Попытки Зельдовича создать новую группу сотрудников из молодых ученых оправдались лишь частично. В 1980-х годах он был ведущим астрофизиком и космологом в мире. Зельдович умер от сердечного приступа в Москве в 1987 г., вскоре после своей первой поездки в Америку, ставшей возможной в результате политических изменений, предпринятых Горбачевым.