Баян Ширянов: Кто вы, доктор Хоукинг?

Тогда в журнале «Природа» было опубликовано его краткое интервью на последней полосе. Что там было конкретно – не помню. Помню только, что меня поразила одна фраза. Дословно я ее вряд ли воспроизведу, но смысл такой: я не могу себе представить многомерного времени, говорил профессор физики. Я прикинул и представил. Это же так просто… С тех пор я некоторое время кичился тем, что круче самого Хоукинга. Но за давностью лет восторги поросли быльем, но, как видно, и сам Хоукинг не забыл этой фразы и спустя 30 лет вернулся к тому, с чего я сейчас начал. А до того…

Что мы знаем о Стивене?

Вселенная похожа на песочные часы: у нынешнего момента может быть бесконечное количество прошлых, которые привели к «сейчас», и такое же количество будущих, проистекающих из «сейчас

Он родился в 1942 году. У него рассеянный склероз.

Это такое заболевание, при котором иммунная система принимает нервные клетки за чужеродные и начинает их истреблять. В результате человек теряет возможность шевелиться, но некоторое время еще продолжает быть запертым в совершенно беспомощном теле. Поэтому Хоукинг передвигается с помощью полностью компьютеризированного инвалидного кресла, общается с помощью голосового синтезатора, а думает пока сам. Это, по большому счету, единственное, что ему остается делать.

Имеет место представление о том, что Стивен – первооткрыватель черных дыр. Это немного не так. Черные дыры теоретически были предсказаны еще во времена Ньютона. Майкель в 1784 и Лаплас в 1795 пытались представить объекты настолько массивные, что даже свет не мог бы их покинуть. Это и были прообразы черных дыр. В недавние времена на основании теории относительности Шварцшильд рассчитал массу и радиус для тела, с поверхности которого не может быть испущен световой луч во внешнее пространство. Это случилось в 1916 году, и с тех пор поверхность черной дыры условно называют сферой Шварцшильда.

На самом деле, дыра еще компактнее, а сфера Шварцшильда – та граница, из-за которой уже нет возврата в наш мир.

Небольшое отступление. Скорость света в вакууме примерно равна 300 тыс. километров в секунду. Скорость света считается предельной скоростью в нашей Вселенной. Быстрее двигаться в ней ничто не может. Значит, свет не может покинуть пределы нашей Вселенной. Следовательно – мы живем в черной дыре.

Зная радиус Вселенной – по последним данным, около 250 млрд световых лет – и скорость света, можно вычислить массу нашей Вселенной с точностью до копейки.

Хоукинг же – первооткрыватель испарения черных дыр.

Как известно, в мире есть вещество и антивещество. Второго отчего-то настолько мало в наблюдаемой части Вселенной, что астрономы и физики до сих пор дивятся, а куда же оно запропало? Один ответ таков: оно находится в той части Вселенной, которая недоступна нашему наблюдению. Ведь ее радиус 250 млрд световых лет, а наблюдаем мы сферу радиусом «всего» 13 млрд световых лет.

Есть, конечно, теории, говорящие о том, что вещество и антивещество появились сперва в виде нейтрино и антинейтрино, а эти частицы потом ассимилировались, образуя уже доступные наблюдению в наши времена бозоны и лептоны. Но теория эта считается антинаучной, ну и ладно: пусть антивещество существует там, где его увидеть нельзя принципиально! На том и успокоимся, но не до конца.

Вернемся к черным дырам.

Итак. Звезда, массой в 5–6 масс Солнца дожила свой век и сколлапсировала. Взорвалась. Получилась сверхновая. Оболочки улетели в дальние дали, а остался сверхплотный остаток, преобразовавшийся в черную дыру. Ура!

Эта дыра обладает жутким гравитационным полем. Полем настолько мощным, что запросто разрывает пространство. Причем не просто так, а делая виртуальные частицы реальными.

Виртуальные частицы – не виртуальное пространство! (Нота бене!) По современным теориям, вакуум – это такая штука, где, с одной стороны, нет ничего, кроме полей (а поля – это такая штука, о которой современная физика знает все, кроме одного – что же это такое), а с другой, он кишмя кишит парами виртуальных частиц. Они же – квантовые флуктуации вакуума. Это так названо, чтобы звучало солидно и непонятно.

Короче, в вакууме постоянно появляются пары электрон – позитрон, протон – антипротон и т.д. Появляются и тут же аннигилируют. Но поскольку энергию для своего образования они как бы брали взаймы, то при аннигиляции этой энергии не выделяется. Такая вот квантовая хитрость.

А в гравитационном поле черной дыры эти самопроизвольно рождающиеся частицы так быстро растаскиваются в разные стороны, что обратно слиться не успевают. Вещество струячит прочь, а антивещество падает в черную дыру и та, таким образом, испаряется…

Непонятны детали. Если согласно теории относительности время падения чего бы то ни было до поверхности сферы Шварцшильда, а тем паче на поверхность самой черной дыры равно бесконечности, то как черная дыра может испаряться? Если она сделана из вещества, то антивещество будет падать на нее бесконечно долго. То бишь всегда. И никогда не соприкоснется с веществом черной дыры.

Тут последователи Эйнштейна начинают говорить о тоннельных эффектах и о преодолении бесконечно высокого потенциального барьера и прочих наукоёмких терминах, из которых становится ясно, что никто из них внутри черной дыры-то и не был… Если не брать в рассмотрение нашу Вселенную…

Оболочки улетели в дальние дали, а остался сверхплотный остаток, преобразовавшийся в черную дыру. Ура!

Еще одна фишка состоит в том, что на последних стадиях жизни испаряющаяся черная дыра, как рассчитали физики, тоже должна нехило долбануть. Взрыв этот должен сопровождаться совершенно особыми характеристиками порождаемого излучения. Так вот, только в нашей Галактике взрывы черных дыр, по разным прикидкам, должны происходить от раза в 10 до раза в 200–300 лет. А в других галактиках и того чаще. Но пока ни разу взрыва черной дыры не было обнаружено. Наверное, смотрели не туда.

В 2005 году Стивен Хоукинг при всем честном народе признал, что его теория черных дыр совершенно не верна. И обещал вскоре пояснить такое сенсационное заявление. Но прошло два года, и, может, конечно, я это пропустил, ни с какими такими подробностями Хоукинг больше не выступал. Он лишь переиздал свой бестселлер «Краткая история времени». Надо сказать, что Хоукинг все же оказался достаточно честен.

Дело в том, что черные дыры – воплощение сингулярности. А сингулярность – вещь очень странная. С одной стороны, именно из нее случился «биг барабум», приведший к возникновению нашей Вселенной, с другой – это, как я только что говорил, сами черные дыры, а с третьей, это область пространства (и даже времени), где не действуют законы современной физики. Ну не действуют – и все тут. А если применить другие законы – сингулярность исчезает как не было! А вместе с ней пропадают и черные дыры. Они превращаются в сверхплотные нейтронные звезды.

И именно к такой точке зрения постепенно склоняются физическая наука. Да, говорит она, черные дыры теоретически существовать могут. Как и белые дыры. (Этот зверь заслуживает совершенно отдельного рассмотрения.) Но они чрезвычайно редки в космических масштабах. Но могут быть также чрезвычайно распространены в масштабах микроскопических. А там, в вакууме между элементарными частицами, они безбедно существуют, ибо поглощать там просто нечего. (Существует даже теория, что душа человека есть такая микроскопическая черная дыра. Но это – «всякая мистика»…) Некоторые горячие головы уже записали скопища микроскопических черных дырочек в ту самую темную материю, которую никак невозможно обнаружить другим путем, кроме как гравитационным с ней взаимодействием.

Так тихой сапой Хоукинг разобрался с сингулярностями. Теперь его заботит иная проблема: антропный принцип.

Если коротко, то суть его заключается в том, что мы живем в мире, идеально приспособленном для нашего существования. Вселенная (наблюдаемая в ближайших окрестностях) подчиняется набору всего лишь нескольких фундаментальных физических констант. Если бы хотя бы одна из них была на жалкие полпроцента больше или меньше – ни вещества, ни людей из этого вещества не было бы. (Утрирую, конечно – у одних констант рамки изменений пошире, у других – уже, но суть остается).

Возникает вопрос: почему в нашей Вселенной константы именно таковы? Чтобы люди могли их изучить и описать? Странный ответ, правда?

И вот Хоукинг возвращается к когда-то высказанной им теории многомерного времени. Стивен предложил не моделировать условия «биг барабума», из которого якобы возникло все, а двигаться вспять: от нынешних условий к тем, из-за которых они возникли. Или могли возникнуть.

В принципе, ничего нового в этом нет. Еще в ведические времена мудрецы считали, что Вселенная похожа на песочные часы: у нынешнего момента может быть бесконечное количество прошлых, которые привели к «сейчас», и такое же количество будущих, проистекающих из «сейчас». Только вот как это будет описано языком физических формул?

Будем надеяться, что гений Хоукинга успеет решить или хотя бы дать наметки к решению такой глобальной задачи.