материя или любой другой вид энергии. Это – его понимание Эйнштейном.
Продолжая накапливать энергию (независимо от ее формы) в заданном объеме, как и в случае с резиновым листом, вы просто обязаны в конечном итоге столкнуться с проблемой. За пределами определенного порогового значения ничто не сможет остановить все большее искривление пространства-времени, даже если в него больше ничего не падает.
По мере продолжения искривления то, что началось с изгиба, постепенно сдавливается, вследствие чего плотность внутри повышается, образуя порочный круг, неумолимо ведущий к коллапсу пространства-времени, коллапсу, усугубленному бесконечностями, с которыми общая теория относительности не может справиться. Такие бесконечности называются сингулярностями. Они не то же самое, что виденные вами ранее квантовые бесконечности. Они не имеют ничего общего с квантовыми процессами. Они возникают, когда в слишком малом объеме скапливается слишком много массы или энергии. Они локализованы. И возможность их существования возвещает крах теории гравитации Эйнштейна.
В конце 60-х и начале 70-х годов прошлого века, когда практически все сходили с ума, слушая психоделическую музыку либо выискивая новые фундаментальные частицы, английские физики-математики Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг доказали посредством набора получивших известность теорем, что такие коллапсы обязательно происходят во вселенной, управляемой в больших масштабах общей теорией относительности. С помощью своих теорем они показали, что общая теория относительности Эйнштейна имела весьма скромные характеристики предсказания собственной гибели.
Подобно тому как Ньютону требовалась более полная теория для объяснения движения Меркурия, стало ясно, что теорию Эйнштейна необходимо расширить хотя бы для того, чтобы объяснить эти коллапсы.
Где они происходят? – задаетесь вы вопросом. Можно ли найти их в природе или они – чисто теоретические фантазии?
Они реальны, и я уверен, что вы знаете, где их найти.
Одна такая сингулярность, мать всех остальных, лежит в прошлом Вселенной, когда вся ее энергия заключалась в катастрофически малом объеме.
В некотором смысле наша Вселенная родилась из такой сингулярности, и с тех пор пространство и время стали тем, чем являются сегодня.
Еще одна сингулярность лежит глубоко внутри всех черных дыр, усеивающих Вселенную.
Вопреки тому, что думают многие, черные дыры являются противоположностью пустых отверстий: они рождаются тогда, когда из-за какой-то катастрофы слишком много материи оказывается вдавленной в слишком малый объем. Как вы услышите позже, такой процесс может вызвать смерть гигантской звезды.
Вопрос, одновременно мучающий и будоражащий множество блестящих умов с момента появления теоремы Пенроуза – Хокинга, заключается в следующем: раз сингулярности, вероятно, случаются в природе, каким образом можно хотя бы представить себе, что происходит внутри них? Как можно даже подумать о местах, где пространство и время больше не имеют смысла? Какая теория может быть использована для исследования таких катастрофических коллапсов?
Теория, включающая в себя мега– и микромир.
Раз и черные дыры, и источник происхождения Вселенной состоят из огромного количества материи и энергии, ограниченного весьма малым объемом, ответ должен включать в себя теорию, смешивающую гравитационные и квантовые процессы.
Независимо от выбранной нами для понимания Вселенной теории, лучшей, чем у Эйнштейна, она должна включать в себя квантовые аспекты гравитации, то есть пространство-время.
Пенроуз и Хокинг доказали, что теория гравитации Эйнштейна имеет ограничения, что она не может объяснить всю Вселенную ни в прошлом, ни в настоящем: она терпит крах еще до достижения рождения пространства-времени, еще до того, как кто-то займется исследованиями того, что находится на дне современных черных дыр.
С учетом вышесказанного можно было бы подумать, что вся вина за трудность нахождения квантовой теории гравитации лежит на гравитации, детище Эйнштейна. Но вы видели, что это не так. Есть также и проблемы, связанные с квантовым видением мира.
Тем не менее, какой бы трудной ни казалась задача, но сейчас вы попытаетесь смешать обе теории, ибо настало время нырнуть в черную дыру.
Глава 7Серый – это новый черный
Учитывая ситуацию, вы чувствуете себя необычайно хорошо.
Вы не эфирное тело, вы не можете посмотреть сквозь себя, и ваши руки, ноги и все остальное положительно реагирует на приказы двигаться. Вы – плоть, кости и кровь, и ваше сердце бьется как обычно. Небольшая боль в шее подтверждает: вы чувствуете то же, что на Земле. Но находитесь в космическом пространстве. Ваш гид-робот вместе с жестяным желтым корпусом и трубой для выброса частиц летит рядом, такой же материальный и реальный, как и вы.
Вы оглядываетесь вокруг.
Футуристический аэропорт исчез. Вы ничего не узнаете, но догадываетесь, что должны находиться внутри какой-то галактики, недалеко от ее центра. Миллиарды и миллиарды звезд сияют как обычно. Везде. За исключением участка прямо перед вашими глазами, темного пятна пространства-времени, лишенного звезд.
Обогнав робота, вы понимаете, что участок темноты движется на фоне неподвижного фона звезд.
И он уже близко.
Висящая в пространстве пустота. Темная угроза, нависшая над всем и вся.
Вы знаете, что это такое.
Оно огромно, почти в 10 миллиардов раз больше массы Солнца. Но эта черная дыра ничем не напоминает ту, что вы видели в центре Млечного Пути. Тут нет окружающего ее пылающего кольца. Так же как поблизости нет и собирающейся упасть туда звезды. Это черная дыра уже сожрала и переварила все бывшие когда-то рядом звезды, равно как и почти весь космический мусор.
Теперь она абсолютно чиста. У нее нет никакой пищи, кроме случайно влетающих в нее метеоритов, сбившихся с курса в результате отдаленных катастроф. Некоторые из них находятся на пути в нее.
– Если там, внизу есть хотя бы намек на квантовую гравитацию, мы найдем его, – объявляет машина.
– А это опасно? – спрашиваете вы.
– Конечно. Это же черная дыра.
Вы снова смотрите в сторону черной дыры, сравнивая ее с той, что встретили в начале книги. Здесь нет струй света, вырывающихся из ее полюсов. Есть только довольно округлое, плоское черное пятно пустоты. Вы скользите по спирали вниз по созданному ей склону пространства-времени. Во время падения образы далеких звезд, проходящих вблизи ее краев, выглядят искаженными и находятся отнюдь не там, где были долей секунды раньше. Из точек света они становятся маленькими яркими полосками, покрывающими внешний край темного диска. А потом они исчезают, как будто проглоченные темной пустотой, прежде чем появиться на другой стороне – где последовательность искажения воспроизводится снова, но в обратном направлении, пока они снова не становятся похожи на далекие сверкающие точки.
Свет, похоже, искажается этой дырой, по-видимому, расширяющейся изнутри подобно темной шахте, в то время как ее края действуют как кривая линза.
Сопровождаемые роботом, вы по-прежнему падаете вниз по спирали. Вы все еще довольно далеко от того, что окажется черной дырой, но уже чувствуете обреченность, и вдруг вам хочется сбежать, пока не слишком поздно, что бы это ни означало, что бы ни показал вам робот по прибытии к цели.
– Оглянись через левое плечо, – говорит робот после минуты молчания.
Вы оборачиваетесь. Огромная глыба направляется прямо в черную дыру. Это вращающийся астероид размером с гору. Он проносится с поразительной скоростью примерно в ста километрах от вас.
Вы фокусируете свое зрение на темной серебристой поверхности астероида, единственного объекта, движущегося по направлению к черному диску черной дыры.
Истинный размер астероида сжимается по мере его отдаления. Теперь он размером с персик на расстоянии вытянутой руки. А теперь размером с небольшой, искаженный орех, а потом вдруг, когда ваше спиралевидное падение выносит вас на другую сторону от черной дыры, появляются сразу два изображения астероида. Один слева, а другой справа от вас. Искажение пространства-времени вокруг темного пятна таково, что свет, кажется, получает возможность достичь ваших глаз несколькими путями…
– Астероид скоро провалится, – говорит робот почти с сожалением.
– Провалится? – спрашиваете вы, все больше беспокоясь. – Что ты имеешь в виду под словом «провалится»? Сквозь что?
– Сквозь горизонт.
– Сквозь что?
– Сквозь горизонт событий черной дыры. Предел невозврата. Увидишь. Или не увидишь. Ни один человек или машина никогда не оказывался так близко к черной дыре, не говоря уже о нахождении внутри нее. Существует теория о том, что должно произойти там, внизу. Но она может и ошибаться. Пройдя сквозь горизонт, мы покинем границы известного.
– Может, не надо слишком приближаться к нему? – предлагаете вы.
– А может, надо, – живо отвечает робот. – Это же исследование. Нам придется согласиться с некоторыми возможными рисками.
– И где же тогда искать горизонт?
– Везде.
Направляя свою трубу то влево, то вправо, робот поочередно указывает на два противоположных места вблизи края черной дыры в направлении двух изображений астероида и между ними.
Теперь, переводя глаза от одного изображения к другому, вы ждете, что они оба продолжат падение, исчезнув за горизонтом, в дыре. Но к тому времени, как вы завершили еще один полный оборот, небольшой, размером с орех, серебристо-коричневый астероид все еще плывет над темной пустотой. Как ни странно, он, кажется, совсем не изменился с того раза, когда вы были над ним. Более того, похоже, что он больше не собирается двигаться или вращаться.
– Он не падает! – кричите вы с облегчением, так что, может быть, вам не грозит сегодня оказаться разорванным в клочья черной дырой.
– Падает, – исправляет вас робот. – Его там больше нет.