Мы еще увидим Стива Хокинга!

Памяти Стивена Хокинга.

О Стивене Уильяме Хокинге большинство советских детей узнало из статьи в Юном Технике. Спустя почти 30 лет, в память о великом ученом, я бы хотел напомнить читателям, как всё начиналось.

Новый маршрут путешествия во времени.

Зовут нашего «путешественника» — Стивен Хокинг. Живет он в Англии и занимает кафедру физики в том самом Тринити-колледже, где преподавал некогда сам Исаак Ньютон. Великий англичанин немало бы подивился мужеству и стойкости своего преемника. После тяжелой болезни, перенесенной в юности, Стивен Хокинг лишился речи и практически полностью был парализован. Не сдался — успешно работает, читает лекции, пишет интереснейшие книги.

Помогает ему современная техника. Инвалидная коляска с электроприводом позволяет передвигаться, а расположенный под креслом компьютер — говорить. На экране дисплея быстро бегут слова и наиболее ходовые фразы. Нажав кнопки — пальцы одной руки все-таки действуют,— Хокинг формирует предложение, и электронный синтезатор произносит его вслух.

Книги профессор С. Хокинг тоже пишет с помощью компьютера. И о самых сложных вещах старается рассуждать как можно проще и образней.

— Мой издатель заметил однажды,— вспоминает ученый,— что каждая формула сокращает число возможных читателей вдвое. Вот я и стараюсь обойтись без уравнений.

Одна из последних книг С. Хокинга называется «Короткая история времени». В ней и описан новый маршрут путешествия, о котором мы хотим рассказать.

Ловушки для времени

Как вы думаете, куда проще отправиться: в будущее или в прошлое? Оказывается, в будущее. В одном случае, чтобы попасть туда, никакой машины не надо — доживи, и все! В другом...

Писатель В. Войнович, например, отправил своего героя в Москву грядущего века, воспользовавшись рецептом А. Эйнштейна. Посадил героя в сверхскоростной космический корабль, а когда тот вернулся из путешествия, на Земле уже минуло шестьдесят лет. Если вы не знакомы с «парадоксом близнецов» — одним из следствий теории относительности, послушайте несколько слов пояснения.

Предположим, один из братьев-близнецов остается на Земле, а другой отправляется в путешествие на корабле, развивающем околосветовую скорость. Вернувшись через два года обратно, космонавт обнаруживает, что родной брат-одногодок теперь стал его старше... на 48 лет!

А так должно случиться потому, что согласно теории, при очень больших скоростях время замедляет свой бег. Этот факт подтвержден экспериментально.

Замедляет бег время и у тел со значительной массой. Сегодня известно, что на Солнце оно течет значительно медленнее, чем на Земле — ведь там тяготение намного больше. И уж, наверное, время должно вовсе замереть в «черных дырах» — загадочных объектах Вселенной, которые, как полагают ученые, обладают необычайно сильным тяготением. Таким, что из объятий не может вырваться даже луч света. Отсюда и название.

Изогнутое пространство.

Когда Стивен Хокинг впервые познакомился с теорией «черных дыр», то был весьма поражен. Как может существовать тело, ничего не излучающее в пространство — невидимое?! «Так не бывает,— рассудил он.— Если даже представить в воображении человека-невидимку, то видимым его сделает дождь или снегопад...» В конце концов он нашел доказательства, что и «черная дыра» при определенных условиях как бы вибрирует, посылая в пространство некое излучение, которое теперь так и называют — радиация Хокинга.

Так вот, отыскав по излучению такой объект во Вселенной, можно отправляться... в будущее. Найти способ «залезть» в «черную дыру» и, выбравшись из нее через некоторое время, обнаружить, что в окружающем мире время ушло далеко вперед. Весь вопрос, конечно, в том, как выбраться? Ведь мы помним, даже луч света не может «черную дыру» покинуть. Но, быть может, есть ответ и на этот вопрос? «Черные дыры», считает С. Хокинг, образуются во Вселенной не в одиночку, а парами и соединены между собой своеобразным туннелем. Чтобы понять, какие принципиальные возможности при этом открываются, давайте снова вернемся к истории.

Суть гравитации, открытой И. Ньютоном в 1687 году, заключается в том, что два тела, обладающие некими массами, испытывают взаимное притяжение. Сила его, согласно закону всемирного тяготения, зависит от расстояния между телами и распространяется мгновенно — быстрее даже, чем луч света! А ведь мы помним, что Эйнштейн в основу своей теории положил аксиому: быстрее света в природе ничего нет! Противоречие?

Эйнштейну понадобилось около 10 лет, чтобы его преодолеть. В конце концов, он предположил, что пространство вокруг нас не обычное, трехмерное, как молчаливо предполагалось ранее, а более сложно изогнутое — деформированное под воздействием содержащихся в нем массы и энергии. Представьте себе, что плоский, двухмерный лист бумаги вы начали скручивать, и он на глазах стал обретать еще одно, третье измерение.

Заметьте теперь: чтобы попасть из одной точки бумажного листа в другую — вовсе не обязательно двигаться по его поверхности. Можно выбрать путь более короткий — проткнуть лист и оказаться сразу на другой его стороне.

Или вот другой пример, более близкий к сути нашего разговора. Два червяка решили посоревноваться, кто быстрее окажется на другой стороне яблока. Один изо всех сил пополз по его поверхности. А другой, более смекалистый, прогрыз мякоть и по образовавшемуся туннелю (вспомним «черные дыры») отправился к месту финиша.

— Подобные «червячные дыры» могут существовать и в окружающем нас пространстве,— полагают современные физики.— Воспользовавшись ими, мы можем не только совершать практически мгновенные перемещения в пространстве, но и путешествовать во времени...

«Червоточины» Кипа Торна

У вас не пошла кругом голова от всего узнанного? У меня, признаться, закружилась, когда читал об этом в первый раз. А ведь наши аналоги характеризуют обычный трехмерный мир, мы же с вами живем в четырехмерном: трехмерное геометрическое пространство плюс четвертая координата времени.

Давайте же попробуем разобраться в его сути. Ведь иначе нам и не понять, как можно путешествовать во времени.

Попробуем представить четырехмерное пространство-время опять-таки при помощи аналогии. Вы переходите дорогу, по которой мчится автомобиль. Несмотря на то, что ваши пространственные координаты совпадают — вы переходите ту же дорогу, по которой едет машина,— переход заканчивается вполне благополучно: автомобиль промчался в том месте, где вы только что были, но... спустя несколько мгновений! Словом, вы разошлись с ним в четвертой координате.

Изменение, которое вносит время в наше понимание геометрии, носит и количественный и качественный характер. Отныне необходимо учитывать изогнутость окружающего нас пространства. А это, в частности, предполагает, что сумма углов в треугольнике не обязательно должна равняться 180°, а прямые параллельные линии в некоторых случаях могут и пересекаться. А еще у нас появляется возможность соединять две точки в пространстве совершенно различными способами, не имеющими друг с другом никакой пространственно-временной связи. Это и позволяет вселенским «червякам» прогрызать свои необыкновенные «дыры» и «туннели». И «червячная дыра» могла бы оказаться прекрасной дорогой, ступая по которой можно попасть в другое измерение, в «запредел» нашей Вселенной, намного сократив себе путь.

Возможность существования таких кратчайших путей отмечалась теоретиками еще в 1916 году. Однако в ту пору всерьез ими никто не интересовался. Было совершенно неясно, каким образом они могут образовываться. Теория не могла подсказать никакого механизма. Кроме того, из теоретических построений следовало, что даже если такая «червоточина» когда-нибудь появится, существовать она сможет весьма недолго. Туннель мгновенно захлопнется, а оба входа превратятся в две разобщенные «черные дыры».

Практический интерес к этому вопросу появился лишь несколько лет назад, когда известный американский астрофизик Кип Торн и его коллеги, проанализировав ряд теоретических построений, касающихся «червячных дыр», пришли к выводам, за которые им, вероятно, скажут «спасибо» инженеры грядущего тысячелетия. Прежде всего, Торном было показано, что «червоточину» можно сохранять достаточно долго, если укрепить стенки туннеля «экзотической материей». Материя и вправду должна быть необычной: выдерживать давления в миллиарды миллиардов атмосфер и иметь при этом... отрицательную массу!

Он же подсказал, как осуществить перемещение во времени. А конкретно — совершить путешествие в прошлое. Для этого надо один из входов туннеля разогнать (например, раскрутить) до околосветовой скорости, что приведет к замедлению времени. Теперь если экипаж космического корабля нырнув в нормальный вход, вынырнет из замедленного и вернется через час обычного полета в исходную точку, то вполне может увидеть свой собственный старт.

Игра ума и ее применение

Свои исследования К. Торн предпринял по просьбе друга, известного ученого Карла Сагана, который на сей раз решил выступить в роли автора... научно-фантастического романа. Сюжет его разворачивается в одном из таких туннелей «червоточины», и, чтобы описание получилось достоверным, Саган попросил Торна проанализировать некоторые уравнения пространства-времени.

Что же получается, вся длинная цепь наших умозаключений годится лишь для очередной фантастической выдумки? Не спешите. Все и вправду было бы лишь игрой ума, если бы в дело не вмешался уже знакомый нам С. Хокинг. Вместе с другим крупным физиком, Дж. Уилером, он пришел к выводу, что «червоточины» не есть какое-то теоретическое построение, а ими буквально кишит наша Вселенная!

Правда, по прикидкам выходило, что они должны иметь диаметр планковской длины, то есть около 10^43 см. Насколько эта величина мала, можете судить — атом в сравнении с «червоточиной» в 100 млрд, раз больше!

Но вполне возможно, когда-нибудь люди научатся расширять «червоточины». Принципиально это осуществимо. Вспомним хотя бы теорию фридмонов, согласно которой частица размером с электрон тем не менее может вмещать в себя целые миры.

И, быть может, косвенным доказательством возможности путешествий во времени являются... НЛО? Они чуть ли не хороводами кружатся над нашей планетой. Почему же не вступают с нами в контакт? Может, потому, что на их борту... наши потомки? А стало быть, для нас нечто призрачное. Кроме того, обменявшись рукопожатиями, мы могли бы навлечь на себя многие беды. Например, занести на планету такие болезнетворные микробы, против которых современная медицина бессильна.

...Вот какие истории рассказывает один из интереснейших ученых нашего времени — профессор Стивен Хокинг. «Да это все фантастика! — возможно, скажете вы.— Кто поверит, что все это сбудется!» А как, по-вашему, мог ли предположить Ньютон, что его кафедру когда-нибудь унаследует немой, парализованный человек, который? тем не менее блистательно разбирается в столь тонкой материи?

Автор Станислав ЗИГУНЕНКО Рисунки А. НАЗАРЕНКО 

Юный техник. Библиотека. 1956-2013 гг. 

Юный техник. Библиотека. 1956-1997 гг.

Юный техник. Сайт. 

Юный техник. Торрент. 1956-2012 гг.

Стивен Уильям Хокинг. Библиотека.

Стивен Хокинг. "Краткая история времени от Большого Взрыва до чёрных дыр" Аудиокнига .

Стивен Хокинг (рассказывает астрофизик Вячеслав Докучаев и др.)