Озарение

– Вместе с тем сомнительно, чтобы маленькие частицы с бесконечно большой массой действительно существовали, – заметила Элла Штольц, – иначе, что же это за частицы тогда? Это должны быть целые планеты или звёзды, или даже галактики?

– В этом и заключается противоречие. И оно говорит, что на каком-то этапе теория относительности с ее причинностью уже не отражает действительные свойства микромира. По-видимому, это произойдёт, когда атомная физика проникнет в области размером около 10—17 сантиметра.

– Это что будет наименьший квант пространства-времени? – высказала предположение королева естествознания Элла Штольц.

– Нет, конечно, – не ожидал такой заинтересованности к лекции Сергей Геннадиевич, – пространство-время там только будет вести себя по-иному. Наименьший же возможный размер – это приблизительно 10—33 сантиметра и соответственно квант времени 10—43 секунды, если, конечно, можно на таких расстояниях говорить о времени в нашем смысле. Конечно, размер 10—33 сантиметра получается из так называемых мировых констант: гравитационной постоянной, постоянной Планка и скорости света. То есть он объединяет кванты и гравитацию.

– Наверняка, это не бессмысленная длина и не просто упражнения в арифметике? – проявил интерес к дискуссии Джон Болтон, возвратившийся после дежурного осмотра звездолёта.

– Совершенно правильно, – согласился Сергей Геннадьевич Павлов, вытирая капельки пота, выступившие на лбу от волнения, – красивое с математической точки зрения уравнение рано или поздно непременно найдёт свой реальный опыт. На этих малых расстояниях как бы смыкаются микрофизика элементарных частиц и мегафизика звёзд, звёздных и галактических систем. Да что далеко ходить, даже при 10—17 сантиметра мнимость скорости света отражает тот факт, что свет будет идти, как бы падая куда-то в бесконечность, а это напоминает явления, имеющие место только в «чёрной дыре» или же на краю «чёрной дыры».

– Ну, наконец-то, профессор, мы подобрались к сути нашего вопроса, – нетерпеливо заёрзал в кресле Эндрю Прауд, ожидая скорой развязки спора, – наконец-то Вы заговорили о «чёрной дыре», с чего мы и начали наш разговор.

– Действительно, Прауд, мы напрямую подобрались к загадке «чёрных дыр». Так вот, когда запасы водорода в звезде близки к тому, чтобы исчерпаться окончательно, и термоядерные реакции, благодаря которым она излучала свет, тепло и прочие виды энергии, начинают угасать, температура газа, из которого состоит звезда, постепенно снижается. В соответствии с законами физики падает и его давление. Раньше, когда звезда была горячее, энергии газа хватало, чтобы противостоять силам гравитации, стремящимся притиснуть друг к другу его мечущиеся атомы. Теперь равновесие нарушилось. Температура сломлена, и ничто не в состоянии помешать этим силам сжать звезду. Они спешат воспользоваться своим правом. Эта печальная фаза наступает через несколько миллиардов лет после рождения светила.

– И звезда превращается в «чёрную дыру»? – победоносно констатировал Эндрю Прауд, снисходительно поглядывая на Сергея Геннадиевича Павлова.

– Не совсем, – остудил пыл неугомонного Эндрю профессор физики, – то, что случится дальше, зависит от массы светила. Если она меньше 1,2 солнечной, то звезда сожмётся в белого карлика размером с Землю. Если масса лежит между 1,2…2,0 солнечной, то Вселенная получит в подарок нейтронную звезду диаметром около 10 километров, которую наши радиотелескопы заметят в виде пульсара. А более крупные звёзды не в силах бороться с объятиями гравитации. Они с неимоверной быстротой, буквально за какие-то минуты, всё рушится, коллапсирует, и от гигантского шара диаметром в миллионы километров и массой, скажем, вдвое больше солнечной остается «чёрная дыра», поперечник которой всего лишь около 12 километров. Но в этой космической горошине вместилась звезда. Миллиарды миллиардов тонн вещества.

– Но как выглядит столь чудовищная по плотности материя, каковы будут её свойства? – нетерпеливо тараторила Элла Штольц, поправляя упавшую на глаза чёлку.

– Современные учёные отказываются даже предполагать что-либо конкретное, – разочаровал ожидание молодой девушки Павлов, – любое предположение будет беспочвенным. Но вот каким предстанет пространство-время возле такой дыры или на её границе мы знаем.

– И каким же? – продолжала допытываться до истины Сьюзи Блейк, неистово топая миниатюрной ножкой от нетерпения.

– Попробую объяснить на примере, – чесал затылок профессор, обдумывая вопрос, – со школьной скамьи Вы знаете, чтобы преодолеть земное тяготение звездолёту необходимо развить определённую скорость. Чтобы стать спутником – 8 километров в секунду, чтобы улететь на Луну, выйти из сферы притяжения Земли – 11,19 километра в секунду.

– Знаем, – поддержал физика командор, – чем больше масса небесного тела, с которой стартует ракета, тем выше должна быть вторая космическая скорость.