Куда течет река времени
Шрифт:
Конечно, при сравнительно скромной массе и реальных размерах астероида сообщаемое его полем ускорение будет невелико. Невелика может быть и приобретенная дырой скорость. Так, астероид размером в сто раз меньше Земли может разогнать черную дыру до скорости около ста метров в секунду.
Можно, однако, усовершенствовать этот способ. Надо заставить двигатели ракет, установленных на астероиде, работать так, чтобы придать ему ускорение в сторону «убегания» от черной дыры и равное по величине
Подобным же образом можно и тормозить черную дыру, подводя к ней астероид с противоположной стороны, а также изменять направление ее движения. Если она выведена на орбиту вокруг Земли, то, подводя к ней с той или иной стороны массивные тела, можно корректировать ее орбиту полем тяготения этих тел.
Похожий на предложенный выше способ транспортировки черных дыр является и такой. Подведем к дыре массивный астероид и так организуем его маневр, чтобы он, подлетев к ней, уменьшил свою скорость и тем самым заставил дыру выйти на круговую орбиту вокруг него (рисунок 7а). После этого астероид можно медленно разгонять с помощью установленных на нем реактивных двигателей Если разгон достаточно плавный, то черная дыра будет следовать за астероидом, обращаясь вокруг него по орбите. Для осуществления этого процесса необходимо, чтобы ускорение астероида было заметно меньше, чем ускорение свободного падения на астероид черной дыры.
рис.7
Рассмотренные нами способы требовали использования достаточно массивных тел. Можно ли обойтись без этого?
Оказывается, можно. Один из таких способов показан на рисунке 7б. Ракета с работающими двигателями удерживается от падения в черную дыру. Поток выброшенных газов с большой скоростью проходит мимо нее, и лишь очень малая их часть попадает в нее. В результате вся система «ракета плюс черная дыра» приобретает скорость в сторону носа ракеты и все больше ускоряется. Чем ближе ракета расположена к дыре, тем с большей мощностью должны работать двигатели ракеты, чтобы удержать ее от падения. Значит, тем быстрее будет разгоняться вся система.
На рисунке 8 представлен еще один способ придания скорости черной дыре, на сей раз без поля тяготения и действия ракет.
рис.8
Можно дыру облучать направленным потоком излучения так, что оно будет поглощаться дырой и вместе с нею приобретать содержащийся в потоке импульс и придет в движение. Образно говоря, черная дыра здесь приходит в движение под действием давления излучения. Не правда ли, удивительная ситуация, когда давление излучения действует на пустоту, точнее, на сгусток тяготения, каким является черная дыра.
Давайте остановимся здесь в наших фантазиях (пока — фантазиях!). Основной целью этой главы было показать, что дыры в пространстве и времени не вечны. Излучение Хоукинга медленно их «испаряет».
Пока не совсем ясно, какое значение это имеет для теории времени. Однако понятно, что черные дыры — своего рода стоки реки времени — медленно затягиваются. Неясно, полностью ли исчезает в конце концов черная дыра в результате испарения. Так, советский физик академик М. Марков считает, что в конце должна оставаться элементарная черная дыра — частичка с массой, равной одной стотысячной доле грамма.
Эти и многие другие вопросы физики черных дыр — предмет интенсивного исследования теоретиков.
К
Итак, нами установлено, что время может течь по-разному. У реки времени бывают стоки, устья. А есть ли истоки?
После того, как стало ясно, что свойства времени зависят от физических процессов, протекающих в материи, такой вопрос уже не кажется абсурдным. Философы задумывались над этой проблемой давно. Однако поразительные успехи ньютоновской механики и, как следствие, утвердившееся в науке ньютоновское представление о вечном и неизменном времени приучили их считать, что исток реки времени находился в бесконечном прошлом.
Время представлялось однородной рекой или неизменной дорогой, тянущейся от прошлого к будущему.
Если идти по этой дороге
Любым путем из любого места,
То в любой час дня, в любое время года
Она будет одной и той же…
Т. Элиот
Но проблема начала времени во всей своей остроте вновь встала перед наукой XX века.
Это произошло после открытия факта расширения Вселенной. Об этом открытии подробно говорится в книге «Человек, открывший взрыв Вселенной», написанной А. Шаровым и мной в 1989 году. Здесь мы наметим только важнейшие вехи на пути этого открытия.
Все началось еще в конце XIX века. Богатый американец П. Ловелл построил в Аризонской пустыне частную обсерваторию. Решился он на это потому, что был увлечен наблюдениями итальянского астронома Дж. Скиапарелли за таинственными линиями на Марсе, которые тот считал каналами — искусственными сооружениями. Интересовала П. Ловелла также проблема происхождения Солнечной системы. Он был уверен, что некоторые туманности, наблюдавшиеся на небе, являются планетными системами в процессе зарождения. К ним он относил и туманность в созвездии Андромеды. Теперь-то мы знаем, что туманность Андромеды, которая имеет вид спирали, закручивающейся к центру, является одной из ближайших к нам звездных систем, подобных нашему Млечному Пути. Но во времена П. Ловелла ничего не было известно об огромных расстояниях, отделяющих туманности от нас.
П. Ловелл предложил молодому астроному В. Слайферу, незадолго до того пришедшему работать к нему в обсерваторию, заняться спектральными исследованиями туманности Андромеды. Это была трудная задача. Яркость туманности мала — она едва видна невооруженным глазом. Чувствительность фотопластинок, на которых запечатлевался спектр, была тогда невелика, да и телескоп был с современной точки зрения более чем скромным. Это был рефрактор (линзовый телескоп) с диаметром объектива 60 сантиметров. Вспомним, что наш крупнейший в мире телескоп на Северном Кавказе имеет диаметр 6 метров и собирает света в сто раз больше.
В ночь на 17 сентября 1912 года В. Слайфер после семичасовой экспозиции получил спектр туманности Андромеды, по которому впервые измерил ее скорость движения, используя эффект Доплера. Астроном не поверил сам себе. Скорость оказалась огромной — туманность приближалась к нам на 300 километров каждую секунду. Он получил еще несколько фотографий спектров, подтвердивших результат, и только после этого опубликовал статью. Скорость туманности Андромеды раз в десять превышала обычную скорость звезд. В. Слайфер понял, что натолкнулся на нечто удивительное. Он писал в своей статье: «Расширение работы на другие объекты может дать результат фундаментальной важности».