Ванна Архимеда: Краткая мифология науки

Математики и физики имеют обыкновение по-другому описывать эти останки умерших звезд. Они считают, что бывают черные дыры Шварцшильда (сферические, не имеющие электрического заряда и не вращающиеся вокруг своей оси), Керра (не сферические и вращающиеся) и Рейсснера-Нордстрёма (сферические, не вращающиеся и электрически заряженные). Некоторые размером с атом, а некоторые — с целую галактику. К «классическим» черным дырам следовало бы добавить еще квантовые, но здесь мы ограничимся моделью Шварцшильда в ее стандартном и наипростейшем варианте, только для того, чтобы понять расхождение между диснеевским фильмом и — если можно так выразиться — реальностью. По правде говоря, далеко не все ученые убеждены в существовании «замкнутых звезд», как их называли до того памятного выступления знаменитого космолога Джона Арчибальда Уилера 29 декабря 1967 года, когда он по-новому окрестил их, настойчиво подчеркнув: наиболее вероятный из кандидатов, Лебедь Х-1, находящийся в самом центре нашей галактики, до сих пор не позволяет нам с уверенностью идентифицировать его таким образом.

Но все же согласимся с их существованием, чтобы можно было проводить наше сравнение. Достаточно терпеливый наблюдатель (ему потребуется несколько миллионов лет) увидит, как звезда, в десять раз тяжелее нашего Солнца, превращается в красного гиганта по мере того, как у нее внутри кончается водород. По естественной логике событий в дело пойдет гелий, но потом иссякнет и он. До сих пор энергии реакций ядерного синтеза хватало, чтобы уравновешивать силу тяжести ядер, но по исчерпании запаса гелия ничто не сможет больше противодействовать их гравитационному падению. Звезда быстро сожмется до сферы радиусом 30 километров со средней плотностью около 1015 граммов на кубический сантиметр (кубик с ребром длиной в локоть будет весить миллиард тонн). Внутри нее пространство-время искривится до такой степени, что даже свет, несмотря на скорость 300 тысяч километров в секунду, не сможет выбраться за ее пределы. «Горизонтом» такой черной дыры называют сферу, внутри которой скорость, необходимая для преодоления силы притяжения, превышает скорость света.

«Паломино» тем не менее смог бы приблизиться к ней без большого риска. Трое физиков[42] посчитали: релятивистские эффекты дадут себя почувствовать на расстоянии не более десяти радиусов дыры. По большому счету до того никаких отклонений от заранее вычисленной орбиты команда корабля не заметила бы. Это означает, например, что, если бы неведомая сила заменила Солнце черной дырой, планеты Солнечной системы не сдвинулись бы ни на йоту. Конечно, тогда было бы совсем ничего не видно, но это уже другая история.

Если, приблизившись к черной дыре, на «Паломино» решат направить к ней исследовательский челнок, то на достижение горизонта ему понадобится, с точки зрения оставшихся на корабле, бесконечное количество времени. Внутри же челнока, напротив, время путешествия будет конечным и даже покажется весьма непродолжительным: всего за десять тысячных секунды элементарные частицы, некогда составлявшие челнок, а теперь безнадежно разрозненные, достигнут самого сердца сингулярности.

Одним словом, черная дыра математиков и физиков ничуть не напоминает гигантский пылесос, в котором застывает время и исчезает пространство. И если у неспециалистов возникает такой образ, то виновата в этом не теория, а ее восприятие по милости плохо ее переваривших безымянных популяризаторов. Прежде всего — и в этом нет ничего удивительного — зачарованность черными дырами прекрасно вписывается в общую картину интересов читательской публики, не изменившихся с XIX века. От Камилла Фламмариона до Стивена Хокинга (не забудем и Хуберта Ривза со Стивеном Вайнбергом) — авторов книг по астрономии, пользующихся успехом в книжных магазинах, теперь уже не счесть.