Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

Когда Хокинг писал свою первую книгу «Краткая история времени», его предупредили, что каждая использованная в ней формула значительно снизит продажи. Охваченный идеей сделать физику простой и доступной для каждого человека, он использовал всего лишь одну формулу и написал одну из самых продаваемых научно-популярных книг современности.

Немного иначе обстоит дело с этой книгой. Здесь можно найти и формулы, и множество «странных» диаграмм, и страшные слова (для человека, который далек от физики) вроде «интерферометра», «стробоскопическое измерение» и т.д. Возможно, именно поэтому эта книга Кипа Торна не настолько популярна, как книги его друга и коллеги Стивена Хокинга. Однако, совсем недавно, всплеск интереса к астрофизике, а конкретно к черным дырам и червоточинам, вызвал фильм Кристофера Нолана «Интерстеллар» (идея которого принадлежит профессору Торну), после выхода которого у многих возник вопрос: «Возможно ли в реальности то, что я только что увидел?» И, естественно, многие обратились за ответами к трудам Кипа Торна.
И я не стала исключением.

В прологе, который представляет собой научно-фантастическую сказку (которая где-то даже перекликается с сюжетом «Интерстеллара»), мы встречаемся с уже знакомой черной дырой Гаргантюа и путешествуем в межзвездном пространстве. Кип Торн ставит перед читателем интригующие проблемы исследования черных дыр и делает это так, что дальше от книги оторваться невозможно.

В целом, эта книга содержит в себе историю развития физики в XX веке: как Эйнштейн пришел к общей теории относительности, как, в свою очередь, ОТО предсказывает существование черных дыр, что такое квазары и так далее. Много внимания уделено тому, как ученые пришли к тем или иным идеям, как происходит сам процесс эволюции научной мысли. И именно это один из плюсов данной книги: читатель, с помощью автора, сам проходит путь от зарождения гипотезы до ее доказательства или опровержения. Так, например, над червоточинами Кип Торн начал работать после того, как Карл Саган прислал ему первоначальный вариант своей книги «Контакт» с просьбой о помощи в работе над научной составляющей.
Таким образом, Кип Торн позволяет нам заглянуть в мир научных открытий, делает его доступнее и понятнее.

Я думаю, что эту книгу стоит прочесть тем, кто уже читал книги Хокинга и хочет узнать чуть-чуть больше о черных дырах, тем, кому понравился «Интерстеллар», кто задается вопросом, возможны ли путешествия во времени и пространстве через червоточины и возможно ли попасть в черную дыру и не «превратиться в спагетти».

Наше поколение, которое шло в первый класс не под песню «учат в школе», а под бодрые космические марши о наших следах на пыльных тропинках далеких планет, увлекалось фантастикой, астрономией (тогда ее еще преподавали в школе). Космические корабли, бороздящие вселенную веками, с экипажем, позабывшем конечную цель путешествия, сменялись другими кораблями, прорывающими гиперпространство и время. Вот идеи телепортации выглядели не так героически и как-то меньше прижились. Так и Торн отправляет своих героев в путешествие со скоростью света, чтобы они привезли добытые ими знания на Землю, для которой прошли тысячелетия, и для живущих на ней людей факт отправки экспедиции стал легендой/мифом, если не забылся во глубине веков.

Так что без освоения гиперпространства, такие исследовательские экспедиции бессмысленны.

Очень просто и доходчиво автор пишет об общей теории относительности, черных дырах, «червоточинах» в искривленном пространстве-времени, о кварках и квазарах, о сингулярностях и гравитационных волнах, о «машинах времени». Для тех, кто в школе плохо учил физику растолковываются даже законы Ньютона, отнюдь не в дифференциальной форме, а что называется «для чайников». Законы, описываемые общей теорией относительности, уже сложнее, и автор пытается на двухмерном листе бумаги создать трехмерное изображение четырехмерного пространства-времени, да еще и искривленного. Дальше начинается квантовая физика, которая должна объяснить законы, по которым развивается Вселенная, еще полнее, чем Теория Эйнштейна.

И хотя Эйнштейн сам предсказал «черные дыры», сам же потом и отрекся» от них, как от «слишком противоестественных». Ну не поверил он в них. Сборник работ Эйнштейна автор читал на русском языке, поскольку не знал немецкого, а на английский работы Эйнштейна были переведены в 1993 году.
Идея мысленных экспериментов мне очень понравилась. Особенно с очень большими скоростями и расстояниями: представим автомобиль длиной 1 км, движущийся со скоростью 160 000 км/сек. Представили? Ну и воображение у нас! Но представить искривленную четырехмерную конструкцию… увольте! Я не Гилберт.

Понял Эйнштейн, понял, что зря плохо учил математику в школе. И в университете у него были весьма непростые отношения с его учителем математики Минковским..., закончившиеся по известной схеме: "победителю ученику..."
На самом деле книга не совсем о физике, даже не об астрофизике, книга о взлете человеческой мысли, о совместном труде ученых разных стран, о радости научного поиска. Как найти "черную дыру" в темных глубинах Космоса, на расстоянии миллионов световых лет в прошлом? в будущем? Им не мешали мировые войны (ну, если они не погибали на этих войнах), "железные занавесы", разность культур и методов работы, отказы в финансировании работ. "Эксперименты" проводились мысленно, так как предметами изучения были или бесконечно большие, или бесконечно малые, а чаще всего, гипотетические объекты. Иногда, это интерпретировались математические выкладки, иногда, наоборот: предположения физиков подтверждались, в дальнейшем, математикой. По мнению автора, имели значения даже отношения жены Эйнштейна со свекровью. Но все ученые, показаны как прекраснейшие люди. Последние 100 страниц книги занимают благодарности, глоссарий, хронология открытий и гипотез, знакомство читателей с учеными, упомянутыми в этой книге, в том числе и русскими.
Весь рассказ иллюстрируется картинками и диаграммами, более наглядными, чем, скажем, у Уилбера. Что тоже очень приятно.
Но самое занимательное в этой книге -это пролог. Здесь автор, поучаствовав, как консультант, в съемках фантастического фильма о путешествии к «черной дыре», сам представляет вниманию читателей некий сценарий фильма о гипотетическом путешествии к гипотетическому объекту и еще более гипотетическому возвращению через гиперпространство (слава Богу, хоть обошлось без сумасшедших ученых). А уж построение мира-кольца не вокруг Нового Солнца, а вокруг темной черной дыры, поглощающей материю и излучение, вообще – бомба! Я тут часто употребляю слово "гипотетический", так как экспериментально (не мысленным экспериментом) проверить пока невозможно, но можно проверить "на кончике пера" - математически, как в свое время, проверялась ньютоновская механика для астрономических объектов в пределах Солнечной системы. А в результате человек полетел в Космос.
И хотя после написания книги прошло более четверти века обычных земных лет (мелочь по сравнению со световыми годами), поскольку о машине времени ничего пока не слышно, трансгалактические путешествия пока только в мечтах, и даже на Марсе яблони не зацвели, думаю, что с научной точки зрения книга не очень устарела.