«Знак вопроса» 5/91
Как устроена машина времени?
ЗИГУНЕНКО Станислав Николаевич
Эти
странные престранные миры
Вселенная
Стивена Хокинга
Описанные
выше путешествия могли бы привести не только к перемещениям в пространстве,
но и, что для нас в данном случае наиболее интересно, к перемещениям во
времени. Так во всяком случае считают Стивен Хокинг и его последователи.
Но
прежде чем мы углубимся в устройство подобных "туннелей времени",
надо, наверное, сказать несколько слов и о самом Хокинге. Уж больно
неординарная это фигура даже для нашего времени, которое, кажется, уже
отучило нас удивляться.
...Недавно
в Кембридже состоялось, не совсем обычное торжество. Профессора и студенты
знаменитого Трйнити-колледжа — того самого, где профессором был когда-то сам
сэр Исаак Ньютон, — пением и аплодисментами приветствовали человека,
неподвижно сидевшего в инвалидной коляске.
Человек
в коляске был нем и недвижим. Тем не менее именно он сегодня занимает ту
кафедру, которую когда-то занимал Ньютон, читает лекции студентам, создает
новые книги и научные гипотезы, в том числе наиболее "безумные", а
значит, и чрезвычайно интересные.
Беда
постигла Стивена Хокинга в юности, когда он учился на первом курсе колледжа.
Неизлечимая болезнь практически обездвижила все тело, а неудачная операция
привела вдобавок еще и к тому, что Хокинг онеменел. И тем не менее он не
сдался.
В какой-то
мере Хокингу помогает современная техника. Коляска с электроприводом
позволяет ему передвигаться самостоятельно, а расположенный под сиденьем
кресла компьютер с синтезатором речи дает ему возможность говорить.
Стивен
Хокинг сумел не только закончить колледж, но и стать профессором, написать
несколько книг. Одна из последних называется "От Большого взрыва до
черных дыр". На ней мы и остановимся более подробно.
Она
представляет собой относительно небольшую (200 страниц) научно-популярную
работу, в которой описаны все космологические теории и гипотезы последнего
времени.
—
Издатель сказал мне, что каждая новая формула будет сокращать число читателей
вдвое, — сказал Хокинг. Поэтому в книге всего одна формула — это знаменитое
эйнштейновское уравнение. Все остальное я постарался изложить как можно более
доступным языком...
И надо
сказать, что попытка популяризации Хокингу вполне удалась. В своей книге он
рассказывает о гипотезе Большого Взрыва, хо-гласно которой вся наша Вселенная
когда-то образовалась из одной-единственной сингулярной точки.
По
неведомой пока нам причине в один прекрасный миг . эта точка взорвалась, и с
той поры ее вещество все время расширяется, преобразуясь по дороге. Затем,
как полагают многие ученые, большой маятник Вселенной качнется в обратную
сторону — расширение может смениться сжатием до новой сингулярной точки.
Таким образом, наша Вселенная должна иметь начало и конец.
Однако
Хокинг с такой точкой зрения не согласен. Он полагает, что она чересчур
пессимистична, поэтому ввел в науку новое понятие — воображаемое время.
Используя это понятие, Хокинг, создал модель такой Вселенной, у которой нет
ни начала ни конца.
"Представьте
себе движение по воображаемому шару, — пишет Хокинг. — Вы начали движение по
нему с северного полюса и постепенно движетесь к югу, все время меняя широту
места..."
Говоря
иначе, Хокинг своими словами пересказывает ту притчу о плоскостном мире, с
которой мы уже познакомились. Но рассматривает он ее применительно к нашему
трехмерному (или, если угодно, четырехмерному) миру и приходит в конце концов
к неожиданному выводу.
"По
мере движения, — продолжает он свой рассказ, — широта места, т. е. длина
окружности, будет возрастать, а потом, когда вы перевалите экватор, начнет
сокращаться, .пока не превратится в нуль. Что это — точка сингулярности?..
Нет, ведь если вы продолжите движение, то широта снова станет
возрастать..."
Конечно,
все сказанное выглядит весьма схематично.
На самом деле мир устроен,
наверное, значительно сложнее. Однако
в том и есть один из талантов
Хокинга — говорить о сложных вещах или
емкими, точными формулами,
или просто наглядными образами.
Он ввел
понятие воображаемого времени, которое не имеет никакой связи с настоящим
физическим временем, однако оказалось весьма удобным для описания многих
процессов космологии.
Теория
воображаемого времени — продолжение работы Хокинга над теорией "черных
дыр". Когда он впервые познакомился с феноменом "черных дыр",
введенным в обиход профессором Роджером Пенроузом, то был весьма поражен, что
"черная дыра" — это такое место во Вселенной, откуда из-за
чрезвычайно сильного тяготения, а значит, и искривления пространства не
вырывается ничто: ни элементарная частица, ни луч света... "Получается,
что "черная дыра" ничего не излучает в пространство, а посему может
быть- совершенно незаметна, — сказал сам себе Хокинг. — Но разве так
бывает?.."
И
он-таки нашел возможность доказать, что "черная дыра" может
посылать в пространство некое излучение, радиацию, которую теперь так и
называют — радиация Хокинга.
"Представьте
себе, что поверхность шара, по которому мы'только что двигались, вибрирует, —
продолжает свои рассуждения Стивен Хокинг. -г- Эта вибрация едва заметна, ее
величина 10~23 см, то есть в 10~20 меньше, чем диаметр протона. Но тем не
менее этой величины вполне достаточно, чтобы поверхность шара претерпевала
изменения, а значит, от него в пространстве распространялись некие волны
излучения..."
Говоря иначе,
Хокинг с другой стороны подошел к теории замкнутой или почти замкнутой
Вселенной. Он попытался объединить два понятия, существовавших до того
раздельно,.— фридмоны и "черные дыры". Это объединение повлекло за
собой далеко идущие последствия, к рассказу которых мы сейчас и перейдем.
Оглавление:
К читателю
Спираль или прямая?
Истины древних
Время Галилея и Ньютона
Абсолют времени и пространства
Все в мире относительно
Парадокс близнецов
Большие маятники Вселенной
Мировая линия
Прошлое и будущее меняются местами
Вселенная в атоме?
Фантазия Фридмана
Пространство вне времени?
Время Вселенной
Эти странные престранные миры.
Уникальные фридмоны
Быть может, эти электроны…
Вселенная Стивена Хокинга
Теория "червячных дыр"
Путешествия по "червоточине"
Парадоксы наших дней
Волчок в реке Времени
Почему светятся звезды
Стрела времени
Фотон... Гравитон... Хронотон?
|