Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

Радиоастрономия снова с избытком предоставила результаты, причем они и в этот раз были получены случайно. Открытие стало знаковым, и в 1974 году руководители Белл Тони Хьюиш и Мартин Райл получили Нобелевскую премию. Сама Белл в список не попала, и многие считают это величайшей несправедливостью в истории премии. Почти через двадцать лет она окажется на этой церемонии в качестве гостя, когда в 1993 году Нобелевскую премию будут вручать астроному Джозефу Тейлору-младшему «Все-таки я там оказалась», — без горечи вспоминает Белл.

Пульсары стали первым осязаемым доказательством существования нейтронных звезд. На самом деле они не пульсируют, а вращаются, что и обусловливает периодичность испускаемого ими сигнала. Именно они были пресловутым недостающим звеном в явлении гравитационного сжатия, постулированном Ландау, изученном Оппенгеймером и дотошно исследованном Уиллером и его учениками. И именно они были последним шагом перед неизбежным формированием сингулярностей Пенроуза.

Яков Зельдович бесстрашно менял области исследований. Один из его студентов вспоминал такой совет: «Трудно, но интересно освоить десять процентов в любой области. Путь от десяти до девяноста процентов понимания — это одно удовольствие и истинное творчество. А вот пройти следующие девять процентов бесконечно тяжело и далеко не каждому под силу. Последний процент безнадежен». Из этого Зельдович делал вывод: «Разумнее вовремя взяться за новое дело и радоваться непрерывному созиданию».

Как и Уиллер, Зельдович перешел от ядерных исследований к теории относительности, когда ему было за сорок, и создал одну из самых целеустремленных групп в мире. Статьи, которые Зельдович писал в соавторстве со своими учениками, были практически импрессионистскими и часто содержали странное вступление, например: «Крестный отец психоанализа профессор Зигмунд Фрейд учит нас, что поведение взрослых зависит от опыта, приобретенного в раннем детстве. Перед нами стоит сходная проблема — понять настоящую структуру Вселенной исходя из ее предшествующего поведения». Эти статьи напоминали лаконичные эссе с небольшим количеством уравнений, минимально необходимым для иллюстрации точки зрения автора. При переводе на английский они с трудом поддавались расшифровке. Однако со временем их по праву стали считать настоящими жемчужинами релятивистской астрофизики.

После смены сферы интересов Зельдович занялся поисками застывших звезд — именно так в то время называли в СССР сколлапсировавшие звезды Шварцшильда и Керра. Эти звезды были невидимы, не испускали света и не имели отражающей или блестящей поверхности. Зельдович не мог примириться с мыслью, что эти странные объекты скрыты от наблюдений, ведь они сильно искажали окружающие пространство и время. Но как он рассказывал своим ученикам, они должны неумолимо притягивать все, что оказывается рядом. Этот эффект заставлял предположить, что наблюдать застывшие звезды можно, хотя и не непосредственно, а опосредованно. Например, если Солнце подойдет слишком близко к такой звезде, оно начнет вращаться вокруг нее подобно тому, как Луна вращается вокруг Земли. Так как увидеть застывшую звезду невозможно, создастся впечатление, что Солнце перемещается само по себе, совершая прецессионные колебания относительно странной орбиты, не имеющей центра. Глядя на колебания звезд, Зельдович и его группа предположили, что иногда звезда, выглядящая как отдельный объект, может оказаться частью такой бинарной системы.

При этом Зельдович высказал гипотезу, что застывшие звезды не только заставляют своих партнеров двигаться по кругу, они должны их полностью разрушать. Он сделал очень простое допущение: материя, попавшая в гравитационное поле застывшей звезды, должна приобрести скорость, близкую к скорости света, при этом конденсируясь и увеличивая свою температуру. А по мере того как материя смешивается и соударяется, нагреваясь, и падает на застывшую звезду (этот процесс стали называть аккрецией), она испускает энергию. Аккреция вблизи горизонта Шварцшильда столь сильна, что может высвобождать до 10% энергии массы покоя. Это настолько потрясающее количество, что данный процесс генерации энергии можно считать самым производительным во Вселенной. Поэтому в короткой статье, в 1964 году опубликованной в журнале Доклады академии наук, Зельдович продолжил развивать гипотезу о том, что вокруг застывших звезд вырабатывается ошеломляющее количество энергии, вполне достаточное для объяснения слишком ярких квазаров, обнаруженных радиоастрономами. Одновременно к этому же выводу пришел американский астроном из Корнельского университета Эдвин Солпитер: избыточное радиоизлучение может исходить от массивных объектов, вес которых составляет больше миллиона масс Солнца, или, как он выразился, «объектов чрезмерной массы и относительно маленького размера».