Белые карлики. Будущее Вселенной

Чандрасекар продолжал заниматься белыми карликами и в 1930-е гг. Так, в 1934 г. он рассчитал первые модели белых карликов произвольной массы. В 1937 г. он перебрался в Чикагский университет, где спустя два года опубликовал монографию «Введение в изучение структуры звезд»[21], содержащую развернутую теорию белых карликов (кстати, в этой книге он отдал дань уважения и теории Лейна, которого считал одним из своих предшественников). Его книга была написана до объяснения природы звездного тепла в терминах термоядерных реакций и создания теории рождения элементов тяжелее гелия в звездных недрах (теории звездного нуклеосинтеза). Однако Чандрасекар добился, пожалуй, максимально глубокого понимания условий структурной стабильности звезд, возможного в дотермоядерную эпоху. Сейчас эту книгу вполне заслуженно почитают высокой классикой астрофизики XX в. Работы по теории звездных структур в 1983 г. принесли Чандрасекару Нобелевскую премию по физике. По занятному совпадению вторым лауреатом в номинации «физика» стал Фаулер — но не Ральф, а Уильям — один из основоположников теории звездного нуклеосинтеза.

В заключение необходимо сказать, что в решении загадки белых карликов отметились и двое советских физиков-теоретиков. Да еще каких! Это были основатели двух физических школ мирового класса, Яков Ильич Френкель и Лев Давидович Ландау. К сожалению, история распорядилась так, что их работы практически не повлияли на прогресс астрофизики.

Итак, Френкель. Весной 1928 г. он опубликовал в очень престижном немецком журнале Zeitschrift für Physik

статью, озаглавленную несколько туманно: «Применение теории электронного газа Паули — Ферми к вопросу о силах сцепления»[22]. Ее последний раздел назывался «Сверхплотные звезды». Белые карлики как таковые там не упоминались, но Френкель фактически имел в виду именно их. Он вывел уравнения состояния вырожденного электронного газа в нерелятивистской и релятивистской версиях и даже рассчитал поправки для сил кулоновского взаимодействия. Френкель пришел также к совершенно правильному заключению, что масса «сверхплотных звезд» с релятивистским электронным газом должна в среднем превышать массу звезд с нерелятивистскими электронами и по порядку величины может достигнуть солнечной массы. Правда, он не сделал вывода о существовании верхнего предела массы «сверхплотных звезд», однако полученные им формулы в принципе предоставляли такую возможность. К сожалению, и астрономы, и астрофизики обратили внимание на замечательную статью Френкеля с большим запозданием, и она уже не могла оказать влияние на прогресс их науки. Возможно, все было бы иначе, если бы Френкель непосредственно упомянул белые карлики, и лучше всего в названии статьи.

То же самое произошло и с работой Ландау «К теории звезд», которую он отправил 7 января 1932 г. в Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion — первый советский физический журнал на иностранных языках (номер с его статьей вышел в свет 29 февраля). В отличие от Френкеля, Ландау вывел очень изящную точную формулу для предельной массы белого карлика, выражавшую ее через три мировые константы (скорость света, постоянную Планка и гравитационную постоянную) и массу вещества карлика, приходящуюся на один электрон. Конечно, можно сказать, что Ландау доказал уже доказанное, но сделал он это куда проще и элегантней, чем его предшественники Андерсон, Стоунер и Чандрасекар. Однако и эта работа как-то проскочила мимо тогдашних астрофизиков.

Коль скоро зашел разговор об иронии, нельзя не вспомнить историю из разряда «нарочно не придумаешь». В 1968 г. исполнительный комитет Международного астрономического союза попросил Виллема Люйтена организовать симпозиум по белым карликам. Зная, что деньги никогда не бывают лишними, Люйтен запросил у Национального научного фонда США грант для финансирования этой встречи. Через несколько недель он получил официальный запрос от генерального хирурга США, который хотел узнать, будут ли там обсуждаться или демонстрироваться эксперименты на людях. В письме также особо сообщалось, что закон запрещает выделять деньги из федеральной казны на организацию расово сегрегированных конференций. Впору процитировать Ильфа и Петрова: «Все рассказанное — не выдумки. Выдумать можно было бы и посмешнее». В общем, бюрократия есть бюрократия.

Впрочем, вмешательство известного педиатра и эпидемиолога Уильяма Стюарта, который занимал тогда пост генерального хирурга, ничему не повредило. Симпозиум состоялся в шотландском Сент-Эндрюсском университете 11–13 августа 1970 г. Он собрал элитный состав участников, и прочитанные там доклады были опубликованы[23]. Но эта забавная история осталась в анналах астрономии.

13. Как светят звезды?