Interested Article - Чёрные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

Чёрные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна ( англ. Black Holes & Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy ) — научно-популярная книга физика Кипа Торна . В ней представлен иллюстрированный обзор истории и развития теории чёрной дыры от её корней в механике Ньютона до начала 1990-х годов .

Обзор

Свыше четырнадцати глав Торн движется примерно в хронологическом порядке, прослеживая сначала кризис в ньютоновской физике, вызванный экспериментом Майкельсона — Морли , и последующее развитие специальной теории относительности Эйнштейна (с учётом математической строгости в форме пространства Минковского ), а затем включение Эйнштейном гравитации в рамки общей теории относительности . Чёрные дыры были быстро признаны возможным решением уравнений Эйнштейна , но большинство физиков отвергли их как физически неправдоподобные. Работа Субраманьяна Чандрасекара показала, что коллапс звёзд сверх определённой массы не может поддерживаться давлением вырожденного газа , но этот результат был оспорен Артуром Стэнли Эддингтоном и не был полностью принят в течение нескольких десятилетий. Когда реальность объектов, обладающих горизонтом событий , наконец получила широкое признание, была подготовлена почва для тщательного исследования свойств таких объектов, что привело к удивительному результату: « у чёрных дыр нет волос », то есть их свойства полностью определяются их массой, скоростью вращения и электрическим зарядом .

Исходя отдельно от теоретических исследований теории относительности и с усовершенствованием радиоастрономии , астрофизика начала производить необычные наблюдения чрезвычайно интенсивных радиоисточников, которые, по-видимому, находились за пределами Млечного Пути . После консультаций с физиками-теоретиками стало очевидно, что единственное разумное объяснение этих источников — это чрезвычайно большие чёрные дыры, находящиеся в ядрах галактик, производящие интенсивное излучение, а в случае квазаров — испускающие невероятно мощные струи вещества в противоположных направлениях, нагревая окружающий галактический газ до тех пор, пока он не засветится в радиочастотах .

Торн описывает недавние поиски гравитационных волн , которые, по прогнозам, возникают в результате столкновений сверхновых звёзд и чёрных дыр, но которые ещё не наблюдались в 1993 году (и, действительно, непосредственно не наблюдались до 2015 года , до открытия, которое привело к получению Торном Нобелевской премии по физике 2017 года) .

В 1970-х годах Стивен Хокинг сделал поразительное предсказание испарения чёрной дыры, основанное на квантовых флуктуациях вблизи горизонта событий .

Ближе к концу текста Торн рассматривает гораздо более умозрительный вопрос о природе ядра чёрной дыры; так называемая гравитационная сингулярность , предсказываемая уравнениями Эйнштейна. Приписывая квантовое поведение искривлённому пространству-времени , несколько физиков предположили, что чёрные дыры не обладают истинной математической сингулярностью, а скорее являются областью хаотического пространства, в которой время не существует. Поведение этого пространства и материи, которая приближается к нему, ещё недостаточно изучены, и полного союза теории относительности и квантовой физики ещё предстоит достичь. В последней главе Торн углубляется в ещё более спекулятивные вопросы, касающиеся физики чёрных дыр, включая существование и природу кротовых нор и машин времени .

В книге есть предисловие Стивена Хокинга и введение Фредерика Зейтца . В дополнение к основному тексту в книге представлены краткие биографические данные основных учёных, включённых в текст, хронология ключевых событий в истории физики чёрных дыр, глоссарий технических терминов, двадцать три страницы примечаний, библиография и алфавитные указатели предметов и людей, упомянутых в тексте.

Реакция

По поводу книги The New York Times написала, что «подробные и порой сложные рассуждения, которые она воплощает, облегчены ловким анекдотическим подходом, а также причудливыми рисунками и диаграммами автора» . Kirkus Reviews полагает, что «читателю приходится преодолевать многие-многие страницы теории и диаграмм — очевидных для эксперта, но слишком сложных для непрофессионального читателя. Фактически, Торн лучше всех подходит для начинающего читателя, когда он описывает историю физического сообщества» .

См. также

Примечания

↑ Kip S. Thorne. : [ англ. ] . — W.W. Norton, 1994. — P. . — «Polchinski's paradox.». — ISBN 978-0-393-31276-8 .
(англ.) . The Royal Swedish Academy of Sciences. 2017-10-03. из оригинала 13 августа 2018 . Дата обращения: 7 ноября 2017 .
Browne, Malcolm W. (1994-03-20). . The New York Times (англ.) . из оригинала 3 ноября 2021 . Дата обращения: 23 февраля 2016 .
. Kirkus Reviews (англ.) . 1994-02-01. из оригинала 3 ноября 2021 . Дата обращения: 23 февраля 2016 .