Олег Фейгин - Взрыв мироздания

Этот вывод астрономы обосновывают результатами наблюдений звезд, обращающихся вокруг центра галактики. Орбиты таких звезд испытывают сильные искажения под действием колоссальной силы притяжения невидимого объекта, который должен быть исключительно компактным. Это все полностью соответствует портрету, нарисованному физиками-теоретиками для черной сверхмассивной дыры. Точное положение центра Млечного Пути показывают стрелки в переполненной звездами области размером несколько световых лет. В дальнейшем астрофизики надеются не только точно определить массу черной дыры, но и осуществить очередную проверку теории гравитации Эйнштейна.

В принципе, можно создать и искусственную черную дыру. Для этого нужно сжать любую массу до размеров, когда ее радиус станет равным гравитационному радиусу Шварцшильда, дальше она уже сама будет сжиматься, испытывая гравитационный коллапс. Правда, на этом пути лежат огромные технические трудности. Чем меньшую массу мы хотим превратить в черную дыру, тем до меньших размеров ее необходимо сжать, поскольку гравитационный радиус прямо пропорционален массе. И если гравитационный радиус Земли равен примерно одному сантиметру, то чтобы превратить в черную дыру Луну, ее пришлось бы сжать до размера крупной молекулы.

Эффект Доплера (к введению)

Цвет быстро приближающегося объекта постепенно смещается к коротковолновой ультрафиолетовой части спектра, а удаляющегося – к длинноволновой, инфракрасной. При движении источника или приемника волн (3) в направлении (2) происходит изменение воспринимаемой частоты колебаний в красную (1) или фиолетовую (4) часть спектра.

Диаграмма Герцшпрунга -Рассела – «температура – светимость» (к главе 8)

Красные гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу диаграммы ГР – это доживающие свой век звезды с до предела раздувшейся внешней оболочкой (через 6,5 млрд лет такая участь постигнет и наше Солнце – его внешняя оболочка выйдет за пределы орбиты Венеры). Они излучают в пространство примерно то же количество энергии, что и звезды основного ряда, но поскольку площадь поверхности, через которую излучается эта энергия, превосходит площадь поверхности молодой звезды на несколько порядков, сама поверхность гиганта остается относительно холодной.

Перетекание вещества с красного гиганта на белый карлик (к главе 9)

В этой гипотетической двойной звездной системе, состоящей из красного и белого карликов, видны струи газа, перетекающего с одной звезды на другую. Когда масса белого карлика превысит полторы массы Солнца, он свернется, превратившись в нейтронную звезду, и засияет на краткий миг, как целая галактика. Это можно было бы увидеть с космического исследовательского корабля землян на расстоянии в несколько миллиардов километров.

Модель для двойной звездной системы с вращающимся коллапсаром (к главе 10)

Здесь изображена экзотическая система, в которой вещество с нормальной звезды под действием гравитационных и центростремительных сил падает на черную дыру. Кроме того, от черной дыры дует высокоскоростной ветер излучения, закручиваемый внешними магнитными силами. Внутренние же магнитные силы движут вещество во вращающемся диске в направлении к самой черной дыре. Черная дыра притягивает обращенную к ней сторону близко пролетающей звезды гораздо сильнее, чем противоположную. Такая мощная приливная сила растягивает звезду и вызывает падение газа из звезды на черную дыру. Другая часть остатков звезды отбрасывается назад.

Последний уточненный атлас Метагалактики (космическая лаборатория ЕКА Планк) (к главе 14)

Сверхструктура Вселенной (к главе 15) На компьютерной модели представлено распределение вещества в Метагалактике. Светлые области на этой карте соответствуют уплотнениям, а темные означают пустоты. Скопление галактик на модели является одним из самых плотных в Метагалактике. Оно состоит из нескольких тысяч звездных систем с миллиардами обитателей, как и в нашей Галактике Млечный Путь. Даже от этого ближайшего по космическим масштабам звездного архипелага свет идет к Солнечной системе несколько сотен миллионов лет, а от одного его края до другого световой луч путешествует уже миллиарды лет!

Строение метагалактических сот (к главе 15)

Яркие галактики образуют на небе полосу. Это явление вызвано существованием колоссальной материальной системы, гораздо большей, чем любое из облаков галактик. Она, по подсчетам французского астронома Ж. Вокулёра, имеет диаметр около 100 млн световых лет

Звезда по имени Солнце – газовый шар, не имеющий четкой границы, плотность его убывает постепенно (к главе 18)

Схематический разрез Солнца показывает его внешние особенности вместе с гипотетическим внутренним строением (к главе 18)

Глава 11. Полет по червоточине

Из всех измышлений человеческого ума, от единорогов и химер до водородной бомбы, наверное, самое фантастическое – это образ черный дыры, отделенной от остального пространства определенной границей, через которую из этой дыры ничто не может выйти; дыры, обладающей настолько сильным гравитационным полем, что даже свет задерживается его мертвой хваткой; дыры, искривляющей пространство и тормозящей время. Черная дыра кажется более уместной в фантастических романах или в мифах древности, чем в реальной Вселенной. И тем не менее законы современной физики фактически требуют, чтобы черные дыры существовали. Возможно, только наша Галактика содержит миллионы их.

Тема гравитационного коллапса является одной из наиболее плодотворно разрабатываемых в мировой литературе и кинематографии. Достаточно вспомнить многочисленные произведения, описывающие путешествия вне времени и пространства с помощью коллапсионных порталов или двигателей на основе микроколлапсаров. С образом замерзших звезд связывают различные гипотетические схемы путешествия по кротовым норам в пространстве – времени. Вращающиеся черные дыры могут послужить энергетическими генераторами в далеком будущем.

Примером может служить научно-фантастический блокбастер «Меж звездный», который вызвал большой интерес не только у кинозрителей, но и в ученом мире. Сюжет фильма включает полеты через гиперпространство, падения в черные дыры и путешествия во времени. Тем более, что научным консультантом фильма является сам Кип Торн. Впрочем, это уже вторая попытка физика-теоретика придать физико-математический реализм продукции Голливуда. А все началось с экранизации романа Карла Сагана «Контакт»…

Как-то раз, тридцать лет назад, знаменитый астроном и популяризатор науки Карл Саган решил написать роман, при этом не погружаться в беспочвенные фантазии, а создать «по науке» транспортное устройство для межзвездных путешествий. Для этого Саган обратился к своему другу, видному физику-теоретику Кипу Торну.

Торн загорелся идеей Сагана и принялся за расчеты. Ему было известно, что еще в 1916 году австрийский физик Людвиг Фламм получил решение для «прокола пространства» в теории гравитации Эйнштейна. В 1930-х годах к подобному результату пришел и сам Альберт Эйнштейн со своим коллегой Натаном Розеном. Так возник образ «внепространственных переходов», названных «мостиками Эйнштейна – Розена». Долгое время это считалось сугубой абстракцией, однако Торн математически показал, что если объединить «проколы пространства» и черные дыры, то может получиться «ход в иномирье». Правда, для этого еще нужен антигравитационный материал. Может быть, когда-нибудь «антигравитационные частицы» найдут в загадочной темной материи, заполняющей Вселенную….

Созданный таким образом тоннель мог бы решить не только проблему межзвездных, но и межгалактических перелетов. Одновременно мы получили бы и своеобразную машину времени.

Сотрудничество Сагана и Торна привело к появлению научно-фантастического бестселлера «Контакт», вскоре положенного в основу очень зрелищного одноименного фильма. Ну, а соответствующие исследования коллектива физиков-теоретиков под руководством Торна породили многочисленные публикации, вызвавшие большой научный резонанс. Работы Торна заставили вспомнить не только о мостиках Эйнштейна – Розена, но и о «кротовых норах», «червоточинах» и «червячных ходах» известного физика Джона Уилера. Уилер ввел эти термины вместе с «черной дырой», совсем не ожидая, что они войдут в лексикон и ученых, и литераторов.