Ирина Радунская - Безумные идеи
В заключение он говорит, что все сделанные им оценки и высказывания не могут считаться достоверными, так как они основаны на совершенно недостаточных наблюдательных данных. Основная задача ближайших лет – получение более полных и точных физических характеристик сверхзвезд.
Маститых ученых сменяют два совсем молодых кандидата физико-математических наук: Н.С. Кардашев – ученик Шкловского и И.Д. Новиков – сотрудник Зельдовича.
Кардашева занимает вопрос о том, какой процесс в сверхзвездах может породить энергию, большую, чем выделяющаяся в термоядерных реакциях. И он пробует исходить из гипотезы Гинзбурга, что виновником мощного излучения звезды могут быть ее магнитные поля, которые при ее вращении нарастают и усиливаются. Когда Кардашев провел расчет, оказалось, что его результаты хорошо сочетаются с той силой излучения звезды, которое наблюдается. Это говорит в пользу гипотезы, но все явление до конца не объясняет.
Сильное впечатление на присутствующих произвело выступление Новикова. Он начал с того, что напомнил, как 10 миллиардов лет назад начало расширяться первородное вещество, находившееся в состоянии огромной плотности, начало расширяться вещество всей метагалактики, которую мы видим. Представим себе, говорит он, что не все вещество начало расширяться одновременно. Отдельные сгустки, будущие ядра галактик, могли задержаться в своем развитии. Это допустимо, не правда ли? И вот задержавшееся вещество, начавшее через некоторое время тоже расширяться, вступает во взаимодействие с окружающей средой, и возникают бурные процессы, которые мы теперь и наблюдаем. Если до расширения был период сжатия, то и в этом случае все можно объяснить. В сжимающемся мире одна часть вещества сжалась быстрее, чем другая, и это тоже могло привести к наблюдаемым нами теперь очагам мощного излучения. Эта гипотеза полностью находится в рамках теории относительности, подчеркивает Новиков. Разрыв во времени между наблюдением и свершением тоже объясним. Можно выбрать такую систему отсчета времени, в которой эти два разновременных события могут считаться одновременными.
Надо сказать, что этот пункт особенно атаковался во время последовавшей затем дискуссии. Впрочем, весь тон дискуссий на подобных академических сессиях, посвященных острым, злободневным проблемам, обычно резко отличается от докладов. Стороннему наблюдателю поначалу часто кажется, что ничего особенного не происходит, идет очередная, немного вялая конференция. Выступления академичны, аргументированы. Каждый не спеша излагает свою точку зрения. Слушатели терпеливы. Если присутствующий и не знает, что сомнения приберегаются до поры до времени, что в такой аудитории не принято перебивать докладчика, возражать, спорить, дискуссия сразу же вовлекает его в водоворот страстей.
Выступил последний докладчик, и ситуация резко меняется. Ученые тянут руки, как прилежные ученики. Получивший слово хватает мел и торопливо, боясь, что прервут, забыв о регламенте, спорит с предыдущими ораторами. Тут уж не до чинов. Аспирант не согласен с академиком. Студент проясняет запутаннейший вопрос, профессор кричит с места: «Непонятно!» Собрание очень напоминало звезду в состоянии дискуссионного коллапса.
Гинзбург: Несомненно, сверхзвезды – это неизвестное нам явление. Это перенос проблемы за пределы нам понятного. Мы пытаемся объяснить это в рамках теории относительности, а они тесны. По-моему, дело в чем-то принципиально новом. Здесь мало объяснить детали механизма, здесь явно проявляются неизвестные еще нам законы природы. Конечно, гипотезы, о которых здесь рассказывалось, интересны, но, столкнувшись с таким явлением, как сверхзвезды, мы, возможно, встретились с незнакомым нам состоянием вещества, с проявлением его свойств. Космос – это та область, где мы можем столкнуться с неизвестными нам законами природы. Будьте бдительны!
Озорной клич нравится аудитории, она встречает его одобрительным смехом.
Зельдович: Мы не будем пренебрегать деталями механизма, но с удовольствием примем и новую теорию, если таковая все объяснит.
Лебединский: По-моему, столкновение двух звезд может быть вполне подходящим процессом для объяснения яркости, подобной яркости сверхзвезд. Две звезды вполне могут столкнуться по крайней мере раз в год, и в случае перехода всей энергии в излучение может возникнуть колоссальное излучение, которое мы наблюдаем.
Пикельнер: Когда мы говорим о сверхзвездах, мы имеем в виду их колоссальную массу, равную чуть ли не 100 миллионам солнечных масс. И строим все расчеты, опираясь на эту массу. Но кто поручится, что масса именно такова и наши расчеты правильны? Это, по-моему, слабое место в наших рассуждениях. Кроме того, гипотеза Новикова меня смущает тем, что не объясняет изменения яркости сверхзвезд.
Амбарцумян: Мне кажется очень важным то, что сказал Гинзбург. Действительно, все ли возможности мы используем для объяснения явления. Возможно, что и все, но из всех известных сейчас источников энергии для «питания» сверхзвезд может хватить только гравитационной энергии. Остальные источники, в том числе и ядерная энергия, недостаточны. А в рамках гравитационных процессов есть лишь две возможности – коллапс или антиколлапс, сжатие или расширение. Итак, коллапс или антиколлапс? Сжатие или расширение? Я говорил о расширении ядра галактики, о его взрыве. Насколько это подтверждается наблюдениями? Во всяком случае, они не разрешают дискуссию. Ведь наблюдения тоже в какой-то степени направлены, подготовлены тем, что мы от них ожидаем.
Шкловский: Идея Новикова очень изящна и привлекательна. Но я с ней не согласен. Вот вопрос: можно ли дать такую систему отсчета времени, в которой наши сегодняшние будни будут одновременными с началом мира?
Новиков: Может ли сегодняшнее время совпадать с гипотетическим взрывом первоматерии? Это хочет знать Шкловский? Да, можно написать такую систему отсчета времени.
Шкловский: Я этого не понимаю.
Новиков: Но это тем не менее возможно в рамках теории относительности. Я имею в виду, что можно выбрать такую систему отсчета времени, в которой то вещество, из которого произошли мы и наша аудитория, и вещество, задержавшееся, с нашей точки зрения, в своем развитии, расширяются в одно и то же время.
Зельдович: Гинзбург ставит вопрос об отходе от теории относительности, от современной физики. Я не согласен. Теория относительности – это сбалансированная система, совершенная, красивая. А если о красоте говорит физик, он имеет к тому основания. В теории относительности все гармонично. Работа Новикова хороша тем, что она выдержана в рамках теории. Она ее не отвергает. Конечно, вселенная в целом расширяется. Но было ли это один раз или больше? Конечно, это расширение идет из облака первородной материи, но откуда появилось это исходное вещество? Масса вопросов без ответов. Проблема сверхзвезд перерастает в большую космологическую проблему.
Как ни обескураживает некоторых ученых такая ситуация, но теория относительности пока не в состоянии распутать клубок сомнений, решить вопрос о сверхзвездах. Может быть, такое положение вещей временное и не сегодня-завтра теория выручит ученых, подскажется верное решение. А может быть, настал момент новых фундаментальных открытий, новых великих безумств. Будьте бдительны! Может быть, приближается день, когда теория относительности, мощная в сфере своего применения, будет дополнена вновь открытыми законами природы.
Это не значит, что теория относительности будет заменена какой-то иной системой знаний. Так же как классическая физика не была отменена с появлением теории относительности и квантовой теории, а их создание лишь расширило границы познания, так и будущие теории, не отменяя теории относительности и квантовой механики в границах их применимости, еще шире раздвинут возможности науки.
На пороге нового «безумия» (вместо заключения)
Каждый успех наших
знаний ставит больше
проблем, чем решает.
Луи де БРОЙЛЬ
Современная алхимия
Двадцатипятилетие, последовавшее за Брюссельским конгрессом 1927 года, было почти непрерывным триумфом квантовой физики. Трудности проникновения в молекулы и атомы сводились преимущественно к все возраставшей громоздкости вычислений.
Драмы разыгрывались главным образом в сокровенных глубинах атомного ядра и в связи с рождением (не всегда законным) новых частиц.
Прологом к ним послужили работы Резерфорда, который в 1919 году сумел разрушить атомное ядро, открытое им в 1911 году.
Впервые это произошло во время обычных опытов по изучению строения атома азота. Как всегда, исследуемые атомы подвергались бомбардировке альфачастицами (ядрами атомов гелия). По отклонению путей альфа-частиц, соударяющихся с исследуемыми атомами, можно было судить о строении этих атомов, в частности, о размерах их ядер. Но неожиданно Резерфорд обнаружил, что часть атомов азота, вместо того чтобы, подобно бильярдным шарам, отлетать после удара альфа-частиц, превращалась в атомы кислорода, а альфа-частицы при этом исчезали совсем и вместо них появлялись быстрые протоны. Это было поразительное открытие, заложившее основы новой алхимии. Сбылась мечта средневековья о трансмутации – превращении одних элементов в другие.