Планеты и жизнь

В физике можно указать гораздо большее число нерешенных принципиальных проблем. Нет теории о том, что было в начале и до начала наблюдаемого расширения Вселенной. Нет единой теории гравитации и релятивистской квантовой механики. Физики не могут сегодня ответить на вопрос, почему фундаментальные постоянные, например скорость света, имеют определенные численные значения. Мы не знаем ничего о топологии космического пространства. Ведь нельзя исключить существования других микро- и макромиров. Не создана еще, наконец, общая теория элементарных частиц.

Приведенные примеры отнюдь не исчерпывают всех нерешенных проблем современного естествознания.

И поэтому цивилизации есть чем заняться. Нельзя исключить того, что, если какая-нибудь цивилизация в силу тех или иных причин развивается чуть «технологичнее» нашей, она уже давно проникла в иные вселенные и для нее представляет больший интерес изучать законы построения других миров, чем космические путешествия.

Кардашев взамен модели неограниченной экспансии указывает следующие возможные пути деятельности разумной цивилизации. Вместо неограниченной космической экспансии — целенаправленные полеты к наиболее интересным объектам во Вселенной. В нашей Галактике наиболее заманчивым представляется полет к ее центру.

Цивилизация может удовлетворять свое любопытство не в исследовании космического пространства, а, к примеру, в изучении микромира. Кто знает сейчас, какие возможности могут открыться в этой области?

И наконец, о захватывающей воображение проблеме перехода в другие пространственно-временные измерения. Мне хотелось бы более подробно остановиться на этой модели, разработанной Кардашевым.

Писатели-фантасты легко и просто справляются с этой проблемой. Я думаю, что многие читатели знакомы с термином, бытующим в научно-фантастической литературе, — гиперпространство. Космонавты обычно проходят через гиперпространство и оказываются после этого в необходимой им точке нашей Вселенной. Но оказывается, что современные физические теории в принципе «разрешают» куда более поразительные вещи.

Давайте вспомним, что такое «черная дыра».

Если достаточно большая (конечно, по меркам астрофизики) масса, например, больше, чем две массы Солнца, начинает сжиматься, остановить этот процесс уже никак нельзя. Процесс сжатия будет продолжаться, пока не будет достигнут так называемый гравитационный или шварцшильдовский радиус r_q. Численное значение этого радиуса можно приблизительно найти из следующего простого соотношения: r_q ≈ 3 (М/МО) километров, где М — масса сжимающегося объекта, а МО — масса Солнца. Сразу же видно, что, если бы наше Солнце вдруг «захотело» стать «черной дырой», его радиус должен был бы уменьшиться всего до нескольких километров.

К счастью, в обычных условиях лишь более массивные, чем Солнце, объекты могут сжиматься до гравитационного радиуса. И если сжимающаяся масса, будь то звезда или облако межзвездного газа, достигнет шварцшильдовского радиуса, получается «черная дыра», или, как еще принято говорить, гравитационная могила. А сам процесс сжатия называется гравитационным коллапсом.

В центре «черной дыры» плотность бесконечна и даже лучи света не могут выйти за поверхность гравитационного радиуса, столь велики силы притяжения. Все, что оказывается в сфере действия «черной дыры», поглощается ею. Мало того, что бесконечна плотность в центре «черной дыры», там бесконечно высока и температура.

И вот в такой объект Кардашев предлагает послать космический корабль.

Здесь нужно обсудить две вещи.

Во-первых, если масса «черной дыры» невелика (немного более двух масс Солнца), корабль, безусловно, погибнет в гравитационной могиле из-за гигантских плотностей внутри «черной дыры».

Но если масса дыры очень велика, например в миллиард раз больше массы Солнца, да к тому же она электрически заряжена, то можно думать, что люди в космическом корабле останутся в живых. Ведь из-за электрического заряда большая масса не может сжаться до бесконечной плотности.

Вблизи шварцшильдовского радиуса сжатие прекратится и сменится расширением. И плотности в такой почти «черной дыре» будут нормальными: около одного грамма в кубическом сантиметре.

А зачем, вообще говоря, понадобилось Кардашеву посылать космический корабль к таким странным объектам?

Ведь из общей теории относительности известно, что для наблюдателя, находящегося на Земле, полет космического корабля к «черной дыре» будет выглядеть очень своеобразно. По мере сближения корабля с «черной дырой» все процессы для земного наблюдателя бесконечно замедлятся. Изображение корабля будет все более слабым и за бесконечное время пропадет.

А космонавты будут жить по обычным часам, и все процессы в корабле для них будут выглядеть нормально. Но за иллюминаторами своего корабля они увидят потрясающие вещи. Когда они будут приближаться к шварцшильдовской сфере заряженной «черной дыры», они смогут увидеть все будущее нашей Вселенной, причем за конечный промежуток времени. Этот поразительный вывод основывается на строгих законах физики.