Загадка «чёрных дыр» космоса
«Звёздный странник» плыл в бесконечной космической мгле, покидая родную Солнечную систему и постепенно выходя на расчётную траекторию для гиперскачка в пространстве.
Десятки глаз астронавтов всматривались в пучину космоса, с болью и сожалением прощаясь с Землёй, своим родным домом, ставшим колыбелью человеческой цивилизации.
– Который раз уже в экспедиции, а всегда одно и то же, – заметил Иван Петрович, видя нечаянные слезы на глазах у Эллы Штольц и Натали Сьюме.
– Девчонки, всё будет хорошо! – подбадривал унылых красавиц психолог Эндрю Прауд, – Подумаешь, расстаёмся с Землёй и летим в мрачный холодный космос. Главное не попасть в цепкие лапы «чёрной дыры».
– Тьфу на тебя, Эндрю, – бросил недовольное замечание Ирман Фантози, – ещё беду накличешь на нас такими словами!
– Брось напрасные предрассудки, – парировал психолог замечание старшего пилота, – сейчас уже Вселенная больше изучена, по-моему, чем сама Земля. Космические трассы проложены разведчиками с высокой точностью и нарваться на «чёрную дыру» исключено!
– Никогда не торопитесь с выводами, молодой человек, – отозвался неприметный высокий интеллигентного вида человек с лысеющим затылком, которым оказался выдающийся физик Павлов, – «чёрные дыры» не достаточно хорошо изучены, чтобы можно было с высокой долей вероятности заявлять, что они не смогут появиться неожиданно там, где их до того никогда не было.
– Интересно, что нам наука скажет по этому поводу, – раскручивал на откровение Павлова неугомонный Эндрю Прауд.
Все с удивлением и интересом наблюдали за дуэлью профессора физико-химических наук Сергея Геннадьевича Павлова и зануды-психолога Эндрю Прауда, который любил пошутить над оппонентом бахвалясь собственной эрудицией.
– Вы, Эндрю, исходите из ошибочного постулата «не может быть, потому что не может быть никогда». Но должен Вам заметить, это далеко не так. История развития науки на Земле во многом тому подтверждение. Например, что такое масса тела по-вашему, уважаемый Эндрю? – обескуражил оппонента профессор физики неожиданным вопросом.
– Это то, что показывает стрелка весов при взвешивании моего бренного любимого тела, – отшучивался весельчак Прауд.
– Угу! – хмыкнул довольный профессор, как будто бы он и не ожидал другого ответа от скромного обывателя, – К общей радости, физика придерживается несколько иной точки зрения.
– Хотелось бы послушать! – подбадривающе озирался Эндрю на заинтересованных слушателей, сгрудившихся около мирно беседующих спорщиков.
– В науке массу определяют по косвенным признакам! – начинал развивать увлекательную лекцию Павлов, – Например, по инерции, как сопротивлению, которое оказывает тело попыткам его разогнать до определённой скорости за заданное время.
– А что такое инерция? – продолжал дурачиться Прауд, – А то я заканчивал медицинский университет и пропустил парочку лекций по физике. Наверное, как раз по инерции.
– Сошлёмся на первый закон Ньютона, – невозмутимо продолжал Сергей Геннадьевич, – все тела движутся прямолинейно и равномерно, пока на них не действуют внешние силы. Но можно ли проверить этот закон? Чего же проще – отправляйтесь туда, где нет внешних сил! Туда, где нет вещества и, стало быть, нет тяготения.
– Но Вселенная наполнена веществом, – вмешалась в спор двух мужчин Элла Штольц, поправляя от волнения короткие белые волосы, – и нет в ней места, где можно было бы проверить первый закон Ньютона. А закон, который нельзя проверить, трудно считать научным законом. Это можно назвать теорией, гипотезой или просто предположением.
– Правильно, – подхватил Сергей Геннадиевич мысли очаровательной немки, – мы вынуждены связывать инерцию со строением Вселенной как целого. Иными словами закон всемирного тяготения и первый закон Ньютона оказываются взаимосвязанными. Они отражают зависимость между гравитационными и инертными свойствами вещества. Если Вселенная подвержена эволюции, то структура и расположение отдельных источников тяготения будут с течением времени изменяться. Тогда мы столкнёмся с изменением постоянной тяготения по мере течения времени. Это изменение обусловлено тем, что инерционные свойства, определяемые расположением отдалённых источников во Вселенной, также начнут изменяться.
– Погодите, но движение Земли вокруг Солнца подчиняется как закону всемирного тяготения, так и первому закону Ньютона, – втягивался в интригующую беседу Андерс Ганлоу.
– Вот, теперь-то мы и добрались, наконец, до причины того повышенного интереса, который питают физики и астрономы к понятию времени. В процессе познания человеческая мысль пришла к удивительному пространству-времени Эйнштейна и ещё более удивительным, но пока ещё очень слабо познанным пространствам-временам микромира элементарных частиц и мегамира недр звёзд, находящихся в совершенно необычном, сколлапсированном состоянии. И всегда на этом пути реальность подтверждала выводы теории, а теория подталкивала на поиски новых реальностей.
– Сергей Геннадиевич, миленький, – защебетала восторженно Сьюзи Блейк, присоединяясь к дискуссии после вывода звездолёта в режим автоматического пилотирования, – вы так увлекательно рассказываете. Но приведите хотя бы один пример из истории в подтверждение Вами сказанного.
– Из фактов истории, пожалуй, я могу подтвердить слова профессора Павлова. – вмешался философ и историк Томми Ло, подвигаясь ближе к тесной компании, – Ещё в древности было подмечено, что в спокойно плывущем по глади реки корабле путешественник не может сказать, движется он или стоит на месте, если не видит берега. Галилей распространил эти наблюдения и на физические опыты. Он писал, что столь же безразличным к движению окажется и камень, падающий с высоты корабельной мачты. Этот камень всегда окончит своё роковое падение, ударив в одно и то же место, как в том случае, когда корабль неподвижен, так и в том, когда он идет быстрым ходом. Следовательно, никакими опытами нельзя установить, движемся мы или нет, если движение происходит без ускорения. В этом и заключается суть принципа относительности Галилея.
– Спасибо Томми за классический пример, – похвалил Павлов коллегу-историка, – Ньютон был вполне согласен с этим принципом. И всё-таки ему казалось, что должно быть нечто незыблемое, некая основа, опираясь на которую, наблюдатель может ощутить движение без ускорения. Абсолютное пространство и было для Ньютона неподвижной системой отсчёта. В то время Ньютон уже знал о работе другого учённого Ремера, которому удалось приблизительно вычислить скорость света, равную около 280 тысяч километров в секунду. Ньютон понимал, что конечная величина скорости неизбежно влечёт за собой некую среду, передающую движение. Пространство, следовательно, связано с предметами, в нём находящимися? Это противоречие Ньютон разрешить не мог. Гипотезу выдвинул Гюйгенс. Он предположил, что пространство наполнено неким веществом – эфиром, и построил, опираясь на эфир, волновую теорию света. Эта гипотеза объяснила множество разных оптических явлений и даже предсказала такие, которые потом были открыты. Все было великолепно за одним исключением: эфир пришлось снабдить столь противоречивыми свойствами, что разум отказывался верить. С одной стороны, совершенная бесплотность, чтобы не мешать движению планет, а с другой стороны – упругость, в тысячи раз превышающая упругость самой лучшей стали, иначе не будет распространяться с нужной скоростью свет.
– Но это же утверждение противоречит здравому смыслу, – возмутился Эндрю Прауд, позабыв о дурачествах и серьёзно воспринимая слова Павлова.
– Согласен! Противоречит! И до поры до времени на эти противоречия учённые закрывали глаза. В конце концов, разве природа обязана быть непременно такой, какой нам хочется с точки зрения здравого смысла? Мало ли открытий, ему противоречащих, начиная с шарообразности Земли, было сделано наукой? Стоит ли пугаться даже таких взаимоисключающих свойств? Джеймс Клерк Максвелл на основе эфирной гипотезы создал теорию электромагнитного поля, столь фундаментальную, что ей подчиняются тысячи ранее непонятных явлений, – так почему бы не предположить, что эфир всё-таки существует? Почему бы не предположить, что эфир и есть ньютоновское абсолютное пространство и оттого так странен.
– Странности – странностями, – перебил физика Максимилиан Шмателли, – но как вся эта ваша дискуссия относится к «чёрным дырам» космоса? Ведь Вы, профессор начали объяснять именно специфику «чёрных дыр», если мне память не изменяет.
– Точнее, о том, что «чёрная дыра» может возникнуть там, где её никто не мог ожидать, – поправил Сергей Геннадиевич переводчика, – но, как истинный учённый, я не могу голословно это заявить, я должен объяснить всем доходчиво, чтобы прослеживалась логика и была понятна моя точка зрения. А для этого приходится подводить стройное теоретическое обоснование.
– Сдаюсь профессор! – извинялся Максимилиан, виновато поднимая руки вверх, – Больше не перебиваю Вашу лекцию.
– На чём это я остановился? – на секунду задумался Павлов, – Ах, да! Лоренц тем временем развивал дальше свою любимую теорию электрона, и обнаружил интереснейшие свойства этой единственной тогда известной физикам элементарной частицы. Масса её оказалась переменной, связанной со скоростью, и выражалась той же формулой, что и теоретическое сокращение размеров. Совпадение или нечто большее? Эту проблему было суждено решить Эйнштейну. В 1905 г. он опубликовал свою первую работу по теории относительности. Все странные факты, накопившиеся к тому времени в физике, от удивительного постоянства скорости света до не менее удивительного изменения массы электрона получили простое и изящное объяснение. Прежде всего, скорость света объявлялась неизменной величиной, не зависящей от того, движется наблюдатель или находится в покое. В любом случае, даже если лаборатория в ракете будет лететь со скоростью света, прибор Майкельсона неизбежно покажет одну и ту же величину – 300000 километров секунду. Кстати, ЭММА, – обратился Павлов к гиперкомпу, – проиллюстрируй мои слова высказываниями Эйнштейна из Великой Энциклопедии Знаний.
Секундная заминка киберледи не была замечена экипажем. Между тем из динамиков послышался незнакомый мужской голос: «Догоняя свет со скоростью превышающей световую в вакууме, я должен был бы наблюдать этот луч как неподвижное электромагнитное поле, лишь колеблющееся в пространстве», – звучали слова Эйнштейна, – «Но, по-видимому, такой картины не бывает. Интуитивно мне с самого начала казалось ясным, что с точки зрения летящего наблюдателя всё должно было бы происходить по тем же законам, что и для наблюдателя, покоящегося относительно Земли. Из этого вытекает, что в мире всё взаимосвязано: пространство и время. Поэтому мы и говорим теперь о пространстве-времени, массе, энергии, движении. Понятия абсолютных пространств, времени и движения полностью ликвидировались. Все движущиеся тела становятся равноправными с точки зрения находящихся на них наблюдателей. Абсолютно никакими опытами, проведенными внутри равномерно и прямолинейно движущейся системы, нельзя доказать, движется она или находится в покое. Любой экспериментатор может в этом случае считать себя покоящимся, а всех остальных – движущимися. Результаты решений уравнений, описывающих любые процессы, от этого не изменяются».
Динамики замолкли, предоставив Сергею Геннадиевичу возможность продолжить свои увлекательные рассуждения.
– Благодарю, ЭММА, за помощь! Но так ли всё выглядит на самом деле, как утверждает теория великого Эйнштейна? – обвёл присутствующих взглядом пронизывающих серых глаз Павлов, – Физики покажут недоверчивым скептикам колоссальные ускорители элементарных частиц: размеры и огромная мощность, которых нужна, чтобы привести их в действие. Вот следствия, прямо вытекающие из теории относительности. Чем быстрее летит частица, тем она становится массивнее, а чтобы изменить массу, приходится расходовать соответствующую энергию. Точно также и время относительно. Формулы Эйнштейна говорят, что сторонний наблюдатель увидит, как время, в котором живёт быстро движущаяся частица или экипаж ракетного корабля, протекает медленнее, чем в лаборатории, откуда ведётся наблюдение. Этот вывод для многих кажется ещё более фантастическим, нежели изменение массы. Но опыты упрямо говорят своё: да, время может изменяться. Для теории относительности нет ничего странного и в том, что космонавт, улетевший в ракете, развивающей почти световую скорость, вернётся по часам ракеты через несколько лет, а по часам Земли – через десятилетия.
– Почему же тогда мы на «Звёздном Страннике» и на других звездолётах ничего подобного не замечаем, – недоумевал Прауд, моргая широко раскрытыми от изумления глазами, – мы что летаем ниже световой скорости?
– Нет, Эндрю, – взял инициативу в свои руки командор, широко улыбаясь наивности вопроса, – просто современные звездолёты летают на большие расстояния не в самом космическом пространстве, а преломляют его, используя последние технические достижения и разработки земных учённых и новые теории последователей великого Альберта Эйнштейна.
– Спасибо, Иван, за поддержку, – поблагодарил физик капитана и продолжил, – очень многие свойства пространства-времени открыты чисто практически, стали привычными и вполне естественными. Но, то обстоятельство, что им нет теоретического обоснования, делает изучение их чрезвычайно трудным. Более того, наука лишь в самые последние годы обратила внимание на эти свойства, которые раньше были лишь предметом умственных экспериментов философов. Одно из таких свойств – стрела времени, его направленность только в одну сторону. Пространство, как мы хорошо знаем, допускает движение и вперёд и назад, а во времени такой эксперимент не удаётся, хотя в фантастической литературе путешественников во времени, начиная с героя Уэллса, было предостаточно. Изменяющийся мир, больше напоминает магический ковёр, развёртывающийся прямо под ногами и свёртывающийся сразу же позади.
– Но почему магический ковёр никогда не развёртывается обратно? – вопрошала Элла Штольц, одновременно потягивая коктейль, приготовленный Джимом Ли, – Каков физический базис этой странной непреодолимой асимметрии времени?
– Хм! – Павлов задумался надолго над вопросом биолога, заставив слушателей окунуться в мягкую тишину, нарушаемую лишь еле слышным ворчанием пилота Колли Блу, единственную, пожалуй, не увлечённую дискуссией, – По этому поводу среди физиков имеется так же мало согласия, как и среди философов. В результате недавних экспериментов, замешательство стало ещё больше, чем прежде. Все фундаментальные теории физики, в том числе квантовая механика и теория относительности, допускают в формулах подстановку времени как со знаком плюс так и со знаком минус. Результаты от такой перестановки не меняются, законы описывают то, что может происходить в природе. Может, но не происходит. В нашем макромире стрела времени упрямо летит только в одну сторону.
– Но почему, Сергей Геннадьевич, так происходит? – не унималась Элла Штольц, наседая на почтенного профессора.
– Надо сказать, что в физике действуют два рода законов. Одни – динамические, чётко подчиняющиеся формулам. В них отношения между причиной и следствием вполне определены, однозначны. Другие – статистические, их формулы описывают единство и борьбу двух начал: необходимости и случайности. Иными словами, статистические законы описывают события, исход которых можно предвидеть лишь с некоторой долей вероятности, события, которые есть результат, взаимодействия большого числа независимых атомов, молекул, животных или людей.
– Понятно теперь, почему у Вас у физиков больше вопросов, чем ответов, – скептически заявил Прауд на слова профессора.
– А теперь вернемся к стреле времени, – не обращал внимания Павлов на слова психолога, – можно вообразить такую картину. Снаряд взорвался, а потом все молекулы его разлетевшегося вдребезги корпуса вдруг меняют своё движение на обратное и собираются снова в точке взрыва, до мелочей воссоздав первоначальный облик снаряда.
– Так не бывает и никогда не будет! – сухо и небрежно бросил полковник Грейс нелепое замечание.
– Верно. Но почему? Разве при этом будут нарушены законы механики? Нет. Ничто не запрещает молекулам собраться вместе. Ничто, кроме статистических законов. Вероятность того, что все молекулы, независимые в своём движении, вдруг станут возвращаться по пройденным путям, столь ничтожна, что мы заранее принимаем её равной нулю и оказываемся правы. Стрела времени направлена в сторону возможно большего беспорядка. Это единственное различие между прошлым и будущим, известное физике. Живые организмы, тем и отличаются от неживой природы, что противятся беспорядку. Рост и изменение организма – пример всё более развивающейся во времени, всё более высокой упорядоченности. Но неизбежно наступает момент, когда человек умирает, машина отправляется в переплавку, а стела, повествующая о деяниях фараонов, трескается. Есть и еще одно, по-видимому, более важное свойство нашего мира, определяющее прямой полёт времени: различие между атомами и антиатомами.
– Что это такое, если не секрет, антиатомы? – вторя полковнику, спросил Сержио Монтана.
– Антиатомы? – удивился вопросу Павлов, – Как бы Вам понятнее объяснить? Это точно такие же атомы, но их заряды изменены на противоположные. Атом водорода похож на маленькую планетную систему из положительного солнца-протона и отрицательной планеты-электрона. Это очень неточное, приблизительное сравнение, но для нашего разговора вполне достаточное. У антиводорода центр системы займёт отрицательный антипротон, а вращаться вокруг него станет положительный электрон – позитрон. Физические и химические свойства таких зеркальных атомов остаются теми же. Единственное, чего нельзя делать, так это допускать их соприкосновения. Произойдёт то, что физики называют аннигиляцией, взрыв, в котором сгорят оба атома, породив поток излучения. Физики установили, что измениться на противоположный может не только заряд, но и чётность.
– А это что за чётность такая? И зачем она нужна для понятия «чёрных дыр»? – закидывал сержант вопросами профессора.
– Грубо говоря, это значит, что позитрон станет вращаться вокруг антипротона не по часовой стрелке, как электрон вокруг протона, а против, т.е. станет ещё и зеркальным отображением атома. Таким образом, можно представить себе галактику из антиматерии, да к тому же ещё и являющуюся зеркальным отображением другой галактики. И наконец, были открыты такие взаимодействия между элементарными частицами, которые заставили предположить, что изменяется при этом знак не только заряда и чётности, но и времени. Вполне может случиться, что во Вселенной нет галактик из антиматерии. Но физики любят уравновешивать всё на свете, и если во Вселенной имеется столько же антиматерии, сколько материи, то могут существовать и такие области космоса, в которых все три симметрии меняют знак.
– Как это так? – не понял сержант Монтана, хмуря лоб.
– События в нашем мире, однозначные относительно заряда, чётности и времени, будут все идти противоположным путем в обращенной галактике. Материя такой галактики должна быть зеркально отраженной, противоположной по заряду двигающейся назад во времени. Свой рассказ хочу дополнить фактами из области физики микромира, где, как ни странно, обратное время способно кое-что объяснить.
– Интересно будет послушать! – согласилась с Павловым Натали, заинтригованная интересным рассказом профессора.
– При определённых условиях гамма-квант, то есть частица, соответствующая гамма-лучам, может распасться на электрон и его античастицу – позитрон. Однако позитрон мгновенно сталкивается с другим электроном, аннигилирует, и снова восстанавливается гамма-квант. Учённые предположили, что позитрон – это просто электрон, летящий вспять во времени и, более того, физики сотворили на ускорителе элементарных частиц антиатомы гелия.
– Сергей Геннадиевич, я удивляюсь и горжусь достижениями наших учённых, – искренне признавалась лейтенант Нина Павленко, изумлённо моргая пушистыми бархатными ресничками больших очаровательных карих глаз, – для меня создание антивещества так же непостижимо, как и возможность представить бесконечность окружающего нас пространства.
– Ты права, Нина, – соглашался профессор физики, – бесконечность попортила немало крови многим учённым. Она получается при решении некоторых уравнений, относящихся к атому и элементарным частицам. Но опыты противоречили и возражали. Какая же бесконечность? Вполне измеримая, вполне конечная величина! С опытами нужно соглашаться. Поэтому уравнение стали искусственным образом преобразовывать так, чтобы бесконечность исчезала. Мы замели мусор под буфет, – уныло произнёс Сергей Геннадиевич, тяжело вздыхая, – в мире, где мы живём, предыдущие события являются причиной последующих. Время идёт только в одну сторону. Чтобы пуля попала в цель, необходимо, чтобы в одной и той же точке пространства и в одно и то же время оказались пуля и предмет. Переходя на язык математики, скажем, что необходимо приравнять нулю интервалы между положениями тела и пули в пространстве и во времени. Заметьте, оба эти интервала должны быть равны именно нулю, потому что в ином случае встречи не произойдёт. Интервал времени существует сам по себе, а интервал пространства сам по себе, если решение задачи происходит в мире Евклида. В мире Эйнштейна интервал между событиями не так прост. Кроме пространства в него входит время, умноженное на скорость света, причём со знаком минус. Тем самым отражаются два обстоятельства: во-первых, пространство и время взаимосвязаны, а во-вторых, и это делает знак минус, в этом мире предыдущие события определяют ход последующих. Самое же главное, что в мире Эйнштейна интервал может быть равен нулю, когда время нулю не равно.
– Но как же измерять промежутки времени в этом мире, если они, как Вы говорите, могут быть любыми? – как зачарованная смотрела на профессора Натали Сьюме.
– Хм, Натали, – на секунду задумался Павлов, – на помощь приходит скорость света. Нужно послать световой сигнал в интересующую нас точку пространства и дождаться его возвращения. Половина времени, которое свет путешествовал по нашим часам, и будет разницей во времени между событиями у нас и в той точке, куда попал луч светового локатора. Когда с такими представлениями о времени физик подходит к пространству внутри элементарных частиц, оказывается, что там скорость света не есть величина постоянная.
– Что, опять очередной парадокс? – возмутился Эндрю Прауд, – Это уже слишком сложно для моего понимания!
– Можно и парадоксом назвать этот факт, – согласился учённый, – внутри нуклонов, то есть протонов и нейтронов, действуют очень мощные поля, и не исключено, что там возникает среда с совершенно особыми свойствами. Расчёты показывают, что знак при времени в формуле интервала может измениться с минуса на плюс. Иными словами, скорость распространения светового сигнала может стать мнимой. При таком странном поведении свет уже не может служить эталоном, с помощью которого устанавливают промежуток времени между событиями. Стало быть, нельзя и сказать, что было раньше, а что позже.
– И что тогда получается? Следствие определяет причину? – аккуратно высказал предположение Ганлоу.
– Нет, нет, нет, – закачал головой Павлов, усмехаясь, – возникает то, что называется комком событий, то есть совокупность реальностей, связанных между собой, но не вытекающих друг из друга. Иными словами, такие реальности не могут быть упорядочены во времени. Нет никаких оснований предполагать, что причинная связь внутри элементарных частиц или в тесных комках этих частиц будет такой же, какая характерна для событий, отделённых друг от друга расстояниями, существенно превосходящими размер элементарных частиц.
– Но что означает мнимость скорости света? – допытывался Андерс Ганлоу, увлечённый интересным рассказом собеседника.
– Ну, хотя бы то, что он может выделывать вещи совершенно невероятные с обычной точки зрения, – интригующе продолжал рассуждения Павлов, – скажем, луч загнётся, сделает несколько оборотов, а потом двинется дальше. Или пойдёт только в одну сторону, ни от чего не отражаясь. Представьте себе локатор, который посылает сигнал, а вся энергия где-то исчезает, ничего не приходит назад. Когда формулы теории относительности учённые начинают применять в микромире, расчёты приводят к бесконечностям. Как с ними оперировать? Мы не представляем себе, как выглядит пространство-время на малых расстояниях. Современная теория квантовых полей будет непротиворечива при условии, если она допускает существование сколь угодно тяжёлых частиц. Надо сказать, что вообще-то эта теория не говорит, какие частицы могут быть. Бесконечно тяжёлые частицы необходимы лишь для того, чтобы использовать без помех формулы теории относительности.
– Вместе с тем сомнительно, чтобы маленькие частицы с бесконечно большой массой действительно существовали, – заметила Элла Штольц, – иначе, что же это за частицы тогда? Это должны быть целые планеты или звёзды, или даже галактики?
– В этом и заключается противоречие. И оно говорит, что на каком-то этапе теория относительности с ее причинностью уже не отражает действительные свойства микромира. По-видимому, это произойдёт, когда атомная физика проникнет в области размером около 10—17 сантиметра.
– Это что будет наименьший квант пространства-времени? – высказала предположение королева естествознания Элла Штольц.
– Нет, конечно, – не ожидал такой заинтересованности к лекции Сергей Геннадиевич, – пространство-время там только будет вести себя по-иному. Наименьший же возможный размер – это приблизительно 10—33 сантиметра и соответственно квант времени 10—43 секунды, если, конечно, можно на таких расстояниях говорить о времени в нашем смысле. Конечно, размер 10—33 сантиметра получается из так называемых мировых констант: гравитационной постоянной, постоянной Планка и скорости света. То есть он объединяет кванты и гравитацию.
– Наверняка, это не бессмысленная длина и не просто упражнения в арифметике? – проявил интерес к дискуссии Джон Болтон, возвратившийся после дежурного осмотра звездолёта.
– Совершенно правильно, – согласился Сергей Геннадьевич Павлов, вытирая капельки пота, выступившие на лбу от волнения, – красивое с математической точки зрения уравнение рано или поздно непременно найдёт свой реальный опыт. На этих малых расстояниях как бы смыкаются микрофизика элементарных частиц и мегафизика звёзд, звёздных и галактических систем. Да что далеко ходить, даже при 10—17 сантиметра мнимость скорости света отражает тот факт, что свет будет идти, как бы падая куда-то в бесконечность, а это напоминает явления, имеющие место только в «чёрной дыре» или же на краю «чёрной дыры».
– Ну, наконец-то, профессор, мы подобрались к сути нашего вопроса, – нетерпеливо заёрзал в кресле Эндрю Прауд, ожидая скорой развязки спора, – наконец-то Вы заговорили о «чёрной дыре», с чего мы и начали наш разговор.
– Действительно, Прауд, мы напрямую подобрались к загадке «чёрных дыр». Так вот, когда запасы водорода в звезде близки к тому, чтобы исчерпаться окончательно, и термоядерные реакции, благодаря которым она излучала свет, тепло и прочие виды энергии, начинают угасать, температура газа, из которого состоит звезда, постепенно снижается. В соответствии с законами физики падает и его давление. Раньше, когда звезда была горячее, энергии газа хватало, чтобы противостоять силам гравитации, стремящимся притиснуть друг к другу его мечущиеся атомы. Теперь равновесие нарушилось. Температура сломлена, и ничто не в состоянии помешать этим силам сжать звезду. Они спешат воспользоваться своим правом. Эта печальная фаза наступает через несколько миллиардов лет после рождения светила.
– И звезда превращается в «чёрную дыру»? – победоносно констатировал Эндрю Прауд, снисходительно поглядывая на Сергея Геннадиевича Павлова.
– Не совсем, – остудил пыл неугомонного Эндрю профессор физики, – то, что случится дальше, зависит от массы светила. Если она меньше 1,2 солнечной, то звезда сожмётся в белого карлика размером с Землю. Если масса лежит между 1,2…2,0 солнечной, то Вселенная получит в подарок нейтронную звезду диаметром около 10 километров, которую наши радиотелескопы заметят в виде пульсара. А более крупные звёзды не в силах бороться с объятиями гравитации. Они с неимоверной быстротой, буквально за какие-то минуты, всё рушится, коллапсирует, и от гигантского шара диаметром в миллионы километров и массой, скажем, вдвое больше солнечной остается «чёрная дыра», поперечник которой всего лишь около 12 километров. Но в этой космической горошине вместилась звезда. Миллиарды миллиардов тонн вещества.
– Но как выглядит столь чудовищная по плотности материя, каковы будут её свойства? – нетерпеливо тараторила Элла Штольц, поправляя упавшую на глаза чёлку.
– Современные учёные отказываются даже предполагать что-либо конкретное, – разочаровал ожидание молодой девушки Павлов, – любое предположение будет беспочвенным. Но вот каким предстанет пространство-время возле такой дыры или на её границе мы знаем.
– И каким же? – продолжала допытываться до истины Сьюзи Блейк, неистово топая миниатюрной ножкой от нетерпения.
– Попробую объяснить на примере, – чесал затылок профессор, обдумывая вопрос, – со школьной скамьи Вы знаете, чтобы преодолеть земное тяготение звездолёту необходимо развить определённую скорость. Чтобы стать спутником – 8 километров в секунду, чтобы улететь на Луну, выйти из сферы притяжения Земли – 11,19 километра в секунду.
– Знаем, – поддержал физика командор, – чем больше масса небесного тела, с которой стартует ракета, тем выше должна быть вторая космическая скорость.
– Спасибо, Иван Петрович! – поблагодарил капитана Павлов, – Чтобы улететь с поверхности Солнца, корабль должен был бы разогнаться до 700 километров в секунду. А если звездолёт окажется на границе «чёрной дыры», он оттуда вообще не сможет выбраться, потому что вторая космическая скорость там равна скорости света. И свет не в силах выбраться из подобной ловушки, если он туда попал, и любое другое излучение. Превратившись в «чёрную дыру», звезда, словно пылесос, затягивает в себя всё, что имело неосторожность приблизиться к ней чересчур близко. Возле дыры изменяются свойства пространства-времени. Согласно общей теории относительности время вблизи массивных тел движется медленнее. Это его свойство было практически проверено с помощью так называемого эффекта Мессбауэра прямо на Земле: оказалось, что у подножия 10-этажного здания, где сила тяжести больше, время течёт действительно на 10—13 процента медленнее, чем на его вершине. Это чуть-чуть едва уловимо, но рядом с «чёрной дырой» начинаются прямо-таки чудеса. Например, скорость превращения звезды в сверхкарлика занимает лишь считанные минуты. Но эти минуты особые. Они отсчитаны по часам наблюдателя, который сидит у звезды на поверхности и летит вместе с ней куда-то вниз, к центру тяжести. А земной астроном, глядящий на эту грандиозную катастрофу в телескоп, видит, как часы в руках звёздного путешественника идут всё медленнее и медленнее, а потом и совсем останавливаются. Для нас, «чёрная дыра» застыла в том состоянии, в котором при сжатии ее застала остановка времени. Однако «чёрная дыра» может преподнести и не такой еще сюрприз, как остановка времени. Если дыра обладает мощным электрическим зарядом, а её масса превышает в миллиард раз массу Солнца, то она не сможет стянуться в точку. Такой космический объект лишь сожмётся, а потом начнет расширяться. Теперь наблюдателю, который вместе со звездой летел куда-то вниз, к центру тяжести, будет казаться, что он возвращается в нормальный мир. Но, увы, не в наш мир! Для земного астронома он никогда не появится снова, даже через бесконечно длинный промежуток времени. Расширение и, следовательно, выброс материи, произойдут уже в другой вселенной, и там, в пространстве той вселенной, возникнет космический объект, который начнёт истекать веществом. Что-то вроде «белой дыры» или взрыва и появления новой звезды, галактики или Вселенной. Не исключено, что имеется бесконечное множество пространств, отделённых друг от друга бесконечными временами. Однако путешествие в «чёрную дыру» эквивалентно машине времени, которая позволяет преодолевать бесконечно большие расстояния за конечные промежутки времени и преодолевать бесконечно большие интервалы за малые собственные времена. Разумеется, для нашей цивилизации в настоящее время это лишь абстрактные возможности, но последние разработки учённых приводят к разгадке этой тайны. Невероятно парадоксальным и непонятным предстаёт перед нами Время, когда мы покидаем привычный для нас макромир и хотим проникнуть в микрокосмос или мегакосмос.
– Внимание экипажа, – прервала оживлённую дискуссию ЭММА, – всем занять свои места в креслах. Наш звездолёт покидает приделы Солнечной системы.
– Подготовиться к гиперпрыжку, – скомандовал капитан Сергеенко, необычно быстро перестроившись с недавней спокойной полемики на серьёзный рабочий тон.
Людей словно подменили. Недавние шутки сменились чёткой отлаженной работой экипажа, которые моментально приступили к выполнению согласованных рутинных обязанностей. Через минуту все находились в антигравитационных креслах, готовые к шагу в неизведанные дали космоса. Почему-то в эти мгновения все не сводили взгляда с экрана, на котором постепенно уменьшался и терялся маленький Плутон, оставляя за собой последний оплот родного дома под названием Солнечная система.
– Ирман, гиперскачёк по заданной траектории в Систему Окри, – отдавал указания командор, – трилонцы назначили нам предварительную встречу в этой звёздной системе.
– Так точно, капитан, – рапортовал старший пилот Ирман Фантози, выводя последние команды и задавая координаты полёта «Звёздного странника» для гиперкомпа.
– Три, два, один, – производила отсчет киберледи, – старт.
Звездолёт содрогнулся, подключая генераторы гиперполя, преломляющего пространство и ускоряясь до световой скорости.