Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

В Беркли Оппенгеймер основал один из маяков теоретической физики Америки 1930-х годов. Казалось, что Оппи, как его позднее стали называть, в состоянии рассуждать на любую тему, от искусства и поэзии до физики и парусного спорта. Проницательный, способный с невероятной скоростью постигать сложные концепции, он переходил от одного проекта к другому, совершая интеллектуальные набеги в новые области и быстро внося туда свой вклад, необязательно глубокий, но, без сомнения, своевременный и продуманный. Он бывал нетерпеливым, иногда жестоким, если не соглашался с оппонентом или не принимал его аргументы, но личное обаяние и энергия сделали Оппенгеймера прирожденным лидером, и он превосходно поддерживал и вдохновлял свою группу. Медленно, но верно он собрал вокруг себя кружок гениальных и полных энтузиазма студентов и исследователей, с которыми можно было заниматься решением множества обсуждаемых в Европе проблем. Заметив, что Оппенгеймер имеет привычку бормотать во время работы, Вольфганг Паули назвал его группу «nim nim boys». Беркли стал для Оппенгеймера Геттингеном, его Копенгагеном.

А затем после почти десяти лет концентрации исключительно на квантовой физике, в 1938 году Оппенгеймера заинтересовала общая теория относительности Эйнштейна. Как и Чандра, он подошел к теории с точки зрения квантов, пытаясь понять, как квантовые эффекты материи могут противостоять гравитационному сжатию пространства и времени.

Каждое лето Оппенгеймер с группой студентов и исследователей отправлялся в Южную Калифорнию и селился в Калифорнийском технологическом институте, в солнечной Пасадене. Там он мог беседовать не только с другими физиками, но и со старыми астрономами, следившими за успехами Хаббла и лично слушавшими лекции Леметра о первичном атоме. Здесь все еще верили в общую теорию относительности. Именно в Пасадене Оппенгеймер познакомился со статьей русского физика Льва Давыдовича Ландау, в которой рассматривалась гипотетическая ситуация звездных ядер, полностью состоящих из компактной массы нейтронов.

Ландау был одним из ведущих светил советской физики, гениальным ученым, выросшим во время русской революции, который воспользовался преимуществами прокатившейся по новой России волны модернизации. Как и Оппенгеймер, он некоторое время жил за границей, обучаясь в лучших лабораториях Европы, где и стал свидетелем рождения квантовой физики. В девятнадцать он уже написал статью, в которой новая физика применялась к поведению атомов и молекул. В возрасте двадцати трех лет вернувшись в Ленинград, он вызвал восхищение старших коллег и быстро вписался в советскую систему.

Обладающий талантом решать сложные и запутанные задачи при помощи квантовой физики, Ландау решил обратить внимание на новый источник энергии звезд: обнаруженные в ядре атома нейтрально заряженные частицы — нейтроны. За предыдущее десятилетие стало ясно, что добавление к ядру нейтронов или протонов, как и удаление их оттуда, приводит к выбросу изрядного количества ядерной энергии. Поэтому Ландау предположил, что если бы ядро звезд состояло из нейтронов, появилась бы возможность высвобождать достаточно энергии для свечения. Обеспечив такую же плотность нейтронов, как в ядре атома, можно было бы получить нужное топливо. Такой ядерный материал получился бы невероятно тяжелым — созданная из него чайная ложка весила бы тонны. Если _атом в толще звезды упадет на ядро, он разобьется вдребезги, частично поглощенный, частично преобразованный в излучение. Согласно Ландау, за яркость звезды отвечает нейтронное ядро — именно оно заставляет Солнце светиться. Затем Ландау рассчитал размер этого ядра и определил, что для стабильности ядра его вес должен в тысячи раз превышать вес Солнца. Такие ядра могут быть спрятаны в центре звезд, выгорая и производя звездный свет.

Однако в процессе написания этой работы Ландау попал под прокатившуюся по стране волну политических репрессий. Через два месяца после публикации в журнале Nature короткой статьи «Об источниках звездной энергии», посвященной нейтронным ядрам, он был арестован НКВД. Ландау был пойман за редактированием антисталинской листовки, которую должны были распространить в Москве во время майского парада 1938 года. В листовке Сталин обвинялся в том, что «в своей бешеной ненависти к настоящему социализму он сравнился с Гитлером и Муссолини». Ландау на год был заключен в тюрьму на Лубянке, причем произошло это сразу после того, как газета «Известия» отметила его статью в Nature как гордость советской физики.