По поводу источника первичного излучения ученые не договорились до сих пор. Впрочем, самая популярная теория предполагает, что эти лучи испускаются при взрывах сверхновых звезд. Эту версию подтвердила вспышка 1987-го в Большом Магеллановом облаке, которое сопровождает нашу галактику. Сигнал, поступивший на Землю от новорожденной нейтронной звезды, и дал информацию о космическом излучении.
Существование черных дыр — очень тяжелых космических объектов, обладающих огромной силой притяжения, — было предсказано в конце XVIII века. Фундаментом для этого пророчества стал закон всемирного тяготения, сформулированный английским ученым Исааком Ньютоном, и его же теория света, согласно которой луч представляет собой ровный поток частиц-корпускул. Объединив в воображении обе теоретические модели, соотечественник Ньютона, геолог, астроном, а кроме того пастор, Джон Митчелл (1724–1793) представил себе такие космические тела, которые притягивают частицы света и уже не выпускают их наружу, из-за чего выглядят абсолютно черными и вообще со стороны не видны. В качестве наглядного примера Джон привел снаряд пушки: выпущенный в небо, он сможет улететь в космос лишь в том случае, если его стартовая скорость будет больше второй космической (минимальной скорости, достаточной для преодоления гравитационного поля планеты). В обратном случае снаряд попросту упадет на земную поверхность. Впрочем, у Земли гравитация не столь велика, чтобы задержать попавшие на нее частицы света, а вот другие тела, более массивные, требуют, чтобы скорость у их пленников превышала световую. Иначе не отпускают.
По прикидкам Митчелла, если бы Солнце уменьшилось в 232 раза (то есть до радиуса в 3 км), но при этом не стало легче, то оно смогло бы поглощать свет. Исходя из этого, размер любого «черного» объекта (точнее, его радиус) Митчелл предложил рассчитывать так: разделить его массу на массуСолнца и полученный результат умножить на 3 км. Затем француз Пьер-Симон Лаплас (1749–1827) сделал собственные вычисления и нашел, что тело с плотностью Земли поглощает корпускулы света в том случае, если оно в 250 раз крупнее Солнца. Увы, к началу XIX в. все труды Митчелла и Лапласа были благополучно забыты: в научном мире утвердилась мысль о волновой природе света, и физики решили — раз волны энергии не имеют массы, гравитация действовать на них не должна.
Минуло более века, прежде чем к ученым пришло понимание того, что волны света излучаются частицами — квантами, а значит, обладают некоторыми свойствами частиц-корпускул. В 1905–1915 гг. Альберт Эйнштейн разработал свою теорию относительности, которая включала несколько дерзких, с точки зрения классической физики, пунктов. Во-первых, скорость — понятие относительное: например, по отношению к поезду пассажир стоит, а по отношению к поверхности земли двигается. Во-вторых, скорость света для всех наблюдателей одинакова, с какой бы собственной скоростью они ни двигались. В-третьих, у Вселенной, помимо трех измерений пространства, имеется четверное — время, и свойства пространственно-временнóй материи определяются скоростями наблюдателей. И в-четвертых, гравитация не может ни ускорять, ни замедлять световой луч — зато способна «растягивать» волны, уменьшая их частоту настолько же, насколько под ее воздействием подтормаживается время.