Хайно Фальке, Йорг Рёмер
Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы
© 2020 Klett-Cotta – J.G. Cotta'sche Buchhandlung Nachfolger GmbH, Stuttgart
Russian edition published by arrangement with Michael Gaeb Literary Agency
© И. Каганова, Т. Лисовская, перевод на русский язык, 2024
© А. Бондаренко, Д. Черногаев, художественное оформление серии 2024
© ООО “Издательство АСТ”, 2024
Издательство CORPUS ®
Предисловие
Публикация в апреле 2019 года изображения огромной черной дыры в центре далекой галактики по праву привлекла огромное внимание и вызвала всеобщий интерес. В книге рассказывается история появления этого изображения. Сначала собралась группа ученых-астрономов, к которой присоединились специалисты по радиотелескопам, приемникам радиоизлучения и обработке данных. Затем они убедили распределителей ресурсов (денег, радиотелескопов, вычислительной техники) выделить на этот проект достаточное их количество. И, наконец, провели наблюдения, проанализировали данные и получили изображение. Эта история написана одним из главных участников проекта, который очень долго был в него вовлечен и занимался им изо дня в день в течение примерно двадцати лет.
Я сама участвовала в нескольких международных проектах и считаю известное высказывание о том, что сложность проекта возрастает пропорционально кубу числа участников, довольно точным. Разные подходы к отчетности, разный опыт, разные языки, разные взгляды и разные цели – все это гарантирует неопытному руководителю большие проблемы! Итогом данного проекта стала статья за подписью 348 авторов. Наблюдения и анализ данных проводились в восьми обсерваториях, расположенных на четырех континентах. Осуществление проекта такого масштаба с участием многочисленных общепризнанных “звезд” – само по себе потрясающее достижение!
Те из нас, кто работал в области рентгеновской астрономии в 1970‐е и 1980‐е годы, довольно быстро признали существование черных дыр. Но это были черные дыры звездной массы – крошечной по сравнению с массой черных дыр, находящихся в центрах галактик. Допустить существование этих черных дыр-гигантов, допустить, что связанная с ними физика верна, оказалось непросто – это был крупный шаг вперед. Прожив около 50 лет с этими “зверями”, я не очень поняла, почему возник такой ажиотаж вокруг получения изображения черной дыры в центре галактики М87. Но я была восхищена тем, что оказалось возможным собрать и организовать совместную работу такой большой группы ученых и специалистов в смежных областях для получения этого изображения!
Странности черных дыр (даже если они еще так не назывались) завораживали нас уже давно. Вспомним, например, книгу К. С. Льюиса “Лев, колдунья и платяной шкаф”. Платяной шкаф – это то, что мы сейчас назвали бы пространственно-временным мостом, по которому дети переходят в другой мир и оказываются в другом времени года и в другом времени суток. Пространственно-временные мосты могли бы образоваться, если бы черная дыра (которая все поглощает) оказалась связанной с белой дырой (которая только излучает). Такая связь была названа Джоном Уилером “кротовой норой”. В книге Алана Гарнера “Земля костей” (Boneland, 2012), действие которой происходит недалеко от радиотелескопа обсерватории Джодрелл-Бэнк, также описываются удивительные искажения пространства и времени, хотя явно там черные дыры и не упоминаются. Вообще книг, объясняющих свойства черных дыр, было написано множество.
Будучи астрофизиком, нельзя не задавать себе глобальные вопросы, такие как: почему и каким образом была создана Вселенная, существуют ли другие вселенные и что будет после смерти нашей Вселенной? Зияющая пасть черной дыры напоминает нам, что Вселенная – не слишком уютное место и в ней таятся экзистенциальные угрозы. Однако сиюминутные проблемы, обязательства и другие вполне земные дела отвлекают нас от размышлений над этими вопросами. У нас много хлопот, и потому эти абстрактные проблемы не задерживаются в наших головах надолго.
Похоже, Вселенная старается помешать точному ее описанию и полному пониманию; такое впечатление, что на вопросы типа “откуда мы взялись?” или “почему все это все‐таки возникло?” вообще нет научного ответа. Кто‐то из нас верит в Бога, кто‐то нет. Некоторые из нас христиане, кто‐то принадлежит к другим конфессиям, а кое‐кто вообще не верит во Всевышнего. Тем не менее мне кажется, что и в своем понимании устройства мира, и в системе убеждений, и в теологических теориях мы в конечном итоге подходим к той черте, когда нам придется сказать: “Мы этого не знаем или не понимаем”. Мы продолжаем жить и работать, потому что должны это делать, – причем стараемся делать это как можно лучше. Кому‐то из нас комфортнее существовать в условиях неопределенности, неполноты и некоторого хаоса, другие же ощущают от этого дискомфорт.
Фальке излагает свой взгляд на подобные экзистенциальные проблемы в IV части своей книги, и меня восхищает то, что он посчитал необходимым заговорить об этом. Причем, вероятно, сделал он это не столько для нас, сколько для себя самого! Система убеждений до некоторой степени поддается “настройке”, и мы можем подстраивать ее (и делаем это) под себя и свои конкретные задачи.
Эта книга легко читается, она очень лирична – чувствуется, что автор влюблен в нашу дивную, непостижимую Вселенную.
Джоселин Белл Бёрнелл
Введение
А ведь мы действительно можем их увидеть
В большом пресс-центре Европейской комиссии со штаб-квартирой в Брюсселе гаснет свет. Момент, которого мы так долго ждали, ради которого все мы до изнеможения работали много лет, наконец наступил. Была суббота 10 апреля 2019 года, 15 часов 6 минут и 20 секунд. Еще 40 секунд – и жителей Земли изумит и восхитит вид первого изображения гигантской черной дыры. Она расположена на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли, в центре галактики Мессье 87 (или сокращенно М87). Долгое время считалось, что абсолютно темные черные дыры останутся полностью и навечно спрятанными от наших глаз, но сегодня они впервые выйдут из тьмы и мы увидим их в ярком дневном свете.
Пресс-конференция началась, но мы до сих пор не имели ни малейшего представления о том, куда это все нас приведет. Тысячелетний путь человечества к открытиям, исследования, проводимые на самых границах неизведанного, революционные теории пространства-времени, новейшие технологии, работа новых поколений радиоастрономов и вся моя жизнь как ученого… Сегодня все это должно соединиться воедино и воплотиться в уникальном изображении черной дыры. Астрономы, ученые, журналисты и политики завороженно ожидали, что же именно мы здесь – в Брюсселе и других мировых столицах – собираемся открыть. Только позже я узнаю, что миллионы людей во всем мире в эту минуту прильнули к своим экранам и что в
