Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности
Шрифт:
Затем, разумеется, присутствовала проблема объединения общей теории относительности с квантовой теорией. Задача была достаточно радикальной, чтобы у Уиллера не возникло соблазна ею заняться. И снова он проявил фантазию. Он предположил, что при наблюдении за пространством-временем в малом масштабе будут возникать необычные эффекты. В то время как в крупном масштабе пространство-время выглядит гладким, слегка искривляясь при наличии массивных объектов (к ним в числе прочих относятся геоны Уиллера и кротовые норы), в деталях проявляются шероховатости, о которых мы и не подозревали. Мощный микроскоп обнаружит, что пространство-время представляет собой турбулентный хаос, в котором все свалено в кучу. Собственно, квантовый принцип неопределенности
Однако несмотря на способность Уиллера к восприятию неизведанного и предлагаемые им смелые сценарии, ему не давали покоя скрывавшиеся в работах Шварцшильда, Оппенгеймера и Снайдера сингулярности, которые зажгли в нем интерес к общей теории относительности. Согласно Уиллеру, сингулярности должны быть не чем иным, как странным математическим артефактом, которому нет места в реальности. Как он позже вспоминал: «Многие годы концепция коллапса, который мы сейчас называем черной дырой, вызывала у меня неприятие. Она мне просто не нравилась».
Чтобы решить проблему, он загорелся идеей изобрести новые физические процессы, которые вступали бы в игру при огромном увеличении плотности материи в ядре звезды во время коллапса. Это была совершенно новая для него область, хотя Уиллер и являлся одним из мировых экспертов в ядерной физике. Поведение нейтронов в центре гравитационного коллапса описывала совсем другая физика. Нужно было понять, что произойдет, если упаковка нейтронов будет более плотной, чем в нейтронных звездах Ландау или Оппенгеймера или в любой из бомб, с которыми ему пришлось иметь дело во время работы для американской армии. Открывалось целое поле для догадок и применения воображения, в чем Уиллер весьма преуспел. Однако несмотря на весь его творческий потенциал, так же как и Ландау с Оппенгеймером, Уиллер со своей группой натолкнулся на факт существования некой максимальной массы, из-за чего даже их подробные гипотетические предположения о конечном состоянии материи оказались не силах конкурировать с гравитацией. Что бы они ни делали, избежать формирования сингулярности в конце гравитационного сжатия не удавалось. Но Уиллер не был бы Уиллером, если бы просто переварил эту неудачу и сдался.
Все больше и больше увлекаясь общей теорией относительности и пытаясь найти пути избавления от сингулярностей, он агитировал студентов и научных сотрудников присоединиться к его исследованиям. Многих соблазняла мощь этой теории и возможности ее применения. Год за годом группа Уиллера предлагала новые идеи, порой совершенно диковинные, порой вполне разумные, но все, без сомнения, увлекательные. Влияние Уиллера на общую теорию относительности распространилось за пределы Принстона. Одним из самых больших его вкладов стала поддержка Брайса Девитта из университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Брайс Девитт производил внушительное впечатление. У него была строгая наружность ветхозаветного пророка, и когда он входил в аудиторию, выпрямлялись все спины. Он не допускал небрежности — все следовало делать корректно, поэтому идеи, дошедшие до публикации, были, что называется, вытесаны в камне.
Еще Девитт был путешественником, «путешественником в пространстве», как он себя называл. Во время Второй мировой войны, еще юношей, он служил летчиком, а после завершения образования в Гарварде перемещался по планете, работая в Принстоне и Цюрихе, а также в институте Тата в Бомбее. Последний один из его коллег позднее описывал как «временное место пребывания, не имеющее смысла с профессиональной точки зрения, но… подходящее его душе бродяги».
Вместе со своей женой Сесиль Девитт-Моретт, французским математиком, с которой он познакомиться в Принстоне, Девитт обосновался в Калифорнии и приступил к работе в Ливерморской национальной лаборатории; эта работа
Конкурс, проводимый фондом гравитационных исследований, был детищем Роджера Бэбсона, бизнесмена, страстно увлекавшегося гравитацией. Он сделал состояние игрой на бирже, применяя к этому процессу собственные версии законов Ньютона: «То, что идет вверх, упадет вниз… Фондовый рынок падает под действием собственного веса». Не было тайной, что Бэбсоном владела навязчивая идея. Его старшая сестра утонула, когда он был еще ребенком, и он обвинил в этом силу тяжести. В его версии событий «она не смогла бороться против силы тяжести, которая пришла и схватила ее подобно дракону». Всю свою жизнь Бэбсон так или иначе вкладывал деньги в вещи, относящиеся к гравитации: например, коллекционируя предметы, связанные с Ньютоном, продвигая странные идеи и, что самое важное, учредив Фонд гравитационных исследований.
Изначально Бэбсон создавал фонд для спонсирования ежегодного конкурса эссе. Претендентам предлагалось присылать материал объемом не более двух тысяч слов на тему обуздания гравитации и достижения конечной цели Бэбсона: победы над ней. Фонд должен был привести к разработке антигравитационных устройств: хитроумных приспособлений, которые могли бы изолировать, поглощать и даже отражать гравитацию. Атом уже начал служить человеку, и Бэбсон думал, что пришло время взять под контроль и силу тяжести. Учрежденный им конкурс был призван выявить лучших в послевоенной физике.
Первый отклик на призыв Бэбсона получился более чем скромным. С 1949 по 1953 год на конкурс присылались немногочисленные посредственные предложения. Темы эссе были удивительно разнообразны, среди конкурсантов попадались как научные работники, так и выпускники вузов и обычные любители поломать голову в попытке найти нечто, подходящее под требования Бэбсона. Вместо того чтобы вдохновлять ученых, тема своей необычностью привлекала со всех сторон массу чудаков.
Конечно, поставленная Бэбсоном задача была несолидной — никто из физиков в здравом уме не верил в возможность создания антигравитационной машины, — но она перекликалась с растущим интересом к потенциалу силы тяжести. Экономика США после Второй мировой войны испытывала подъем, и оптимизм проник и в повседневную жизнь. Наступало начало новой эры, рождение нового технологичного века. Инвестирующие в науку организации и бизнесмены после открытия атомной энергии делали значительные ставки на гравитацию. В цели, которая, по сути, пришла прямо из научно-фантастических романов, было нечто воистину привлекательное и революционное. По крайней мере, это напоминало попытку открыть описанный Гербертом Уэллсом в 1901 году в романе «Первые люди на Луне» магический материал «кейворит», который мог экранировать гравитацию и дал возможность полететь на Луну.
В середине 1950-х в крупных газетах то и дело попадались ссылки на новый вид космических путешествий но кораблях, Победивших гравитацию. Статьи с заголовками «Перехитрив гравитацию, мы увидим чудесный космический корабль», «Новые самолеты, победившие гравитацию», «Самолеты будущего победят гравитацию и обеспечат транспортные перевозки в космосе» радостно встречали будущее с «гравитационными двигательными системами». Популярная пресса рассказывала о самолетах и космических кораблях, движущей силой которых вместо реактивных двигателей станет гравитация. Статья в нью-йоркской газете с заголовком «Покорение гравитации — цель ведущих американских ученых» описала взгляд на силу тяжести ведущих авиастроительных компаний Convair, Bell Aircraft и Lear; в статье утверждалось, что силу тяжести «в конце концов можно взять под контроль, как световые волны и радиоволны».