Блюз черных дыр и другие мелодии космоса (Левин) - страница 22

Интерес Уилера к проблеме звездного коллапса, в свою очередь, пробудил у него интерес к теории относительности. Чтобы понять процессы коллапса затухающих звезд и суть их конечного состояния, требуется разбираться не только в ядерной физике, но и в теории гравитации, которая была и остается синонимом общей теории относительности, математического описания искривленного пространства-времени. Гравитация стремится сжать умирающую звезду, но ядерные силы оказывают этому сжатию сопротивление. Кто же из них победит?

Так случайно совпало, что в то время, когда нацисты в 1939 году вторглись в Польшу, Роберт Оппенгеймер и его студент Хартлэнд Снайдер опубликовали абсолютно новаторскую статью, где, исходя из идеальных условий, утверждали, что коллапс большой и плотной потухшей звезды ничем не ограничивается, а значит, в итоге звезда исчезнет вовсе. В войну все, что не связано непосредственно с выживанием, отодвигается на задний план, поэтому на их работу обратили внимание далеко не сразу. Когда же в конце 1950-х годов этой проблемой занялся Джон Уилер, то он подверг статью Оппенгеймера критике, решив, что ее упрощающие предположения нереалистичны и ведут к сомнительным заключениям. Уилер считал, что беспрепятственное сжатие звезды в точку невозможно. Однако позже он и его принстонские коллеги, вооруженные послевоенными знаниями о физике деления и синтеза атомных ядер, а также новыми электронно-вычислительными машинами, ответили на свои собственные критические замечания, завершив тем самым перечень возможных вариантов гибели звезд.

Подводя итог десятилетиям научных исследований, мы сегодня можем назвать три существующих конечных состояния потухших звезд. Звезды, подобные Солнцу, в конце своей жизни превращаются в белые карлики – прохладные сферы вырожденного вещества, сравнимые по размеру с Землей. Давления плотно упакованных электронов в белых карликах достаточно для того, чтобы противостоять дальнейшему гравитационному сжатию. Более массивные звезды завершают свой эволюционный путь в виде нейтронных звезд – еще более плотных сфер вырожденной ядерной материи диаметром около 20–30 км. Давления плотно упакованных нейтронов в них также хватает для того, чтобы препятствовать полному коллапсу. Но у самых массивных звезд нет возможности сопротивляться гравитационному сжатию: их беспрепятственный коллапс неизбежен.

В 1963 году в своей лекции о гравитационном коллапсе Уилер признал справедливость предположений, высказанных Оппенгеймером и Снайдером почти четвертью века ранее. Показательно, что Оппенгеймера в аудитории в те минуты не было. Возможно, он все еще чувствовал себя уязвленным из-за критики Уилера, а возможно, вовсе не стремился к примирению или не хотел чествовать докладчика за его научный вклад в решение проблемы. Как бы то ни было, он сидел снаружи, перед аудиторией, и разговаривал с друзьями. К тому времени у “разрушителя миров” были уже иные интересы, не связанные с этим его причудливым и в конечном счете наиболее значительным вкладом в теоретическую физику. В 1967 году, вскоре после смерти Оппенгеймера, Уилер во время своей лекции пытался подыскать удачный термин, который описывал бы конечное состояние тяжелых звезд, поскольку ему надоело повторять словосочетание “полностью коллапсировавший гравитационный объект”. И вдруг кто-то из слушателей выкрикнул: “А что насчет черной дыры?”.