Читать книгу "Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности - Нил Деграсс Тайсон"

Разумеется, непростительное невежество в области астрофизики простирается далеко за рамки телевидения, кино и картин в Лувре. Знаменитый потолок Центрального вокзала в Нью-Йорке словно бы парит высоко-высоко над головами бесчисленных деловитых пассажиров. Если бы архитекторы вообще не собирались делать его похожим на настоящий небосвод, я бы и ухом не повел. Но среди нескольких сотен звезд на этом холсте площадью добрый гектар содержится с десяток настоящих созвездий, прорисованных во всем их классическом великолепии, к тому же его пересекает Млечный Путь – именно там, где положено. Не говоря уже о том, что звездное небо почему-то зеленое – примерно в такой оттенок красили бытовую технику фирмы «Сирс» в пятидесятые, – небо расположено задом наперед. Да-да, задом наперед. Оказывается, в эпоху Возрождения это был обычный прием – тогда были в ходу глобусы небесных сфер. Но в таких случаях вы, зритель, стояли словно бы в каком-то воображаемом месте «снаружи» небосклона и смотрели вниз, а Земля находилась в центре глобуса Это очень ловкий и наглядный прием, если сферы диаметром меньше вас, но для потолка в сорок метров в поперечнике он совсем не годится. При том, что все звезды нарисованы наоборот, звезды в созвездии Орион по совершенно непостижимым причинам расположены традиционным, привычным для нас образом, и Бетельгейзе, и Ригель ориентированы как нужно.

Само собой, астрофизика – не единственная наука, по которой потоптались недостаточно осведомленные люди искусства. Натуралистов, должно быть, обижали даже чаще, чем меня. Прямо слышу, как они сокрушаются: «Это неправильная китовая песня, тот вид китов, который сняли в фильме, поет по-другому! В этих краях такие растения не растут! Эти горные породы никогда не встречаются на территориях с такими почвами! Подвид диких гусей, которые так кричат, вообще не водится на этих островах!» «Они думают, мы поверим, что клен даже зимой не опадает?!»

В следующей жизни я планирую открыть школу естественных наук для художников – пусть люди искусства получают дипломы, подтверждающие, что они осведомлены об устройстве мира природы. По окончании они получат право искажать действительность – но с умом, опираясь на подлинные знания, и это послужит их художественным творениям лишь на пользу.

Когда по экрану поплывут титры – режиссер, продюсер, художник-постановщик, оператор и все-все-все, кто там упомянут, с гордостью укажут, что состоят в обществе ИВИ – борцов за истину в искусстве.

Часть VII

Наука и Бог
О столкновениях на путях познания

Глава сороковая

В начале было…

[6]

Физика описывает поведение вещества, энергии, пространства и времени и их взаимодействие во Вселенной. Судя по всему, что сумели выяснить ученые, то, что делают друг с другом эти четыре главных героя космической драмы, определяет все химические и физические явления. Поэтому все фундаментальное, все знакомое нам, землянам, начинается с законов физики.

Передний фронт открытий почти во всех областях научных исследований, а особенно в физике, лежит в царстве эксперимента. При предельных состояниях вещества, например в окрестностях черной дыры, обнаруживаешь, что гравитация жестоко скручивает близлежащий пространственно-временной континуум. При предельно высоких энергиях поддерживается термоядерный синтез в недрах звезд, когда температура составляет десять миллионов градусов. И при любых мыслимых предельных состояниях обязательно получаешь те самые условия чудовищного жара и чудовищной плотности, которые преобладали во Вселенной в первые мгновения ее существования.

Мы рады сообщить, что никаких предельных физических состояний в повседневной жизни не наблюдается. Обычно по утрам, если все идет нормально, встаешь с постели, слоняешься по дому, что-то ешь, потом выбегаешь за дверь. Родные и близкие полностью рассчитывают на то, что к вечеру ты будешь выглядеть точно так же, как поутру, и вернешься домой целым и невредимым. А теперь представьте себе, что вы приходите на работу, в душный конференц-зал на важное совещание, назначенное на десять ноль-ноль, и вдруг разом теряете все свои электроны – или, хуже того, все атомы, составляющие ваш организм, разлетаются в разные стороны. Или, например, сидите вы в кабинете, стараетесь хоть что-то сделать при свете настольной лампы, и вдруг кто-то включает верхний свет, и от этого ваше тело начинает метаться по комнате, беспорядочно отражаясь от стен, пока вас не выносит в окно. Или вы после работы идете посмотреть соревнования по сумо – и видите, как два сферических господина сталкиваются, исчезают и ни с того ни с сего превращаются в два луча света!

Если бы подобные сцены разыгрывались изо дня в день, современная физика не казалась бы такой диковинной, познания о ее основах естественным образом вытекали бы из нашего жизненного опыта, а наши родные и близкие ни за что не выпускали бы нас из дома на работу. А когда-то, в первые мгновения существования Вселенной, такое происходило сплошь и рядом. Чтобы представить себе и понять, как это было, есть лишь один способ – завести себе здравый смысл иного порядка, выработать иное интуитивное понимание того, как должны действовать законы физики при экстремальных температурах, плотностях и давлении.

Добро пожаловать в мир E = mc².

Версию своей знаменитой формулы Эйнштейн опубликовал в 1905 году в своей эпохальной статье под названием «К электродинамике движущихся тел». Понятия, выдвинутые в этой статье, известны как специальная теория относительности, и они навсегда изменили наши представления о пространстве и времени. Эйнштейну было тогда всего 26 лет. Подробнее он рассказал о своем аккуратненьком уравнении в отдельной и, что примечательно, совсем короткой заметке, которая вышла в свет в том же году – «Зависит ли инерция тела от содержащейся в нем энергии?» Чтобы избавить вас от штудирования этой статьи, организации эксперимента и проверки теории, поясню, что ответ – «Да».

Как писал Эйнштейн:

Если тело отдает энергию L в виде излучения, то его масса уменьшается на L/V² (Здесь L – энергия, V – скорость излучения, то есть, скорость света, поэтому это выражение соответствует более привычной записи E/c². – Прим. перев.) … Масса тела есть мера содержащейся в нем энергии; если энергия изменяется на величину L, то масса меняется соответственно…

(Здесь и далее пер. под ред. И. Тамма)

Эйнштейн не был вполне уверен, что это утверждение истинно, и затем предположил:

Не исключена возможность того, что теорию удастся проверить для веществ, энергия которых меняется в большей степени (например, для солей радия).

Итак, перед вами алгебраический рецепт на все случаи жизни, когда вам захочется преобразовать вещество в энергию или энергию в вещество. Этими простыми словами Эйнштейн невольно подарил астрофизикам вычислительный инструмент E = mc², который позволяет им заглянуть из Вселенной в том виде, в каком она пребывает сейчас, глубоко в прошлое, в самое начало, когда с момента ее рождения миновали ничтожные доли секунды.