Чудовища доктора Эйнштейна. О чёрных дырах, больших и малых

К 1936 г. Эйнштейн собрался с духом. Всякий раз, когда он пытался написать формулу плоской волны, как в нашей аналогии с экраном компьютера, он сталкивался с сингулярностью, где уравнения выходили из-под контроля, а значения становились бесконечными. Вместе с Натаном Розеном, своим студентом в Принстоне, он написал статью под названием «Существуют ли гравитационные волны?», в которой ответил на поставленный вопрос эмоциональным «Нет!». Он подал статью в престижный журнал Physical Review и был ошеломлен, когда анонимный рецензент отверг ее и указал на несколько ошибок. Прежде Эйнштейн никогда не сталкивался с рецензированием со стороны коллег, в Германии его статьи публиковались без вопросов. Он написал редактору гневное письмо: «Мы (мистер Розен и я) послали вам свою рукопись для публикации и не уполномочивали вас показывать ее специалистам до того, как она будет напечатана. Я не вижу причин, по которым я должен реагировать на комментарии вашего анонимного эксперта – в любом случае они ошибочны»[324]

.

Однако Эйнштейн заблуждался, и другой его молодой коллега указал на ошибку – по иронии судьбы, за день до выступления ученого в Принстоне с лекцией «Невозможность существования гравитационных волн». Когда Эйнштейн и Розен напечатали исправленную статью в другом журнале, физики разделились на два лагеря[325]. Многие считали гравитационные волны математическим конструктом, не имеющим отношения к физике, однако после первоначальных сомнений сам Эйнштейн уверился в том, что они реальны. Его теория была успешной, и он постепенно начал доверять собственным предсказаниям.

Эксцентричный миллионер и инженер-одиночка

Рябь пространственно-временного континуума так трудно обнаружить, что физика игнорировала ее. В течение 20 лет после публикации статьи Эйнштейна и Розена идея была задвинута в дальние ящики физической эзотерики, но потом ей заинтересовался эксцентричный американский миллионер Роджер У. Бабсон. Если вы никогда не думали, что физика может сделать вас богатым, обратите внимание на эту историю.

Интерес Бабсона к гравитации начался с семейной трагедии. Его старшая сестра утонула в младенчестве, и он впоследствии заметил, что это случилось потому, что она не смогла справиться с гравитацией. Он строил карьеру, применяя собственную версию законов Ньютона к торгам на бирже. «Все, что поднимается, обязательно упадет, – говорил он, добавляя: – А каждое действие вызывает реакцию»[326]

. Он предугадал биржевой крах 1929 г. и всегда ухитрялся покупать дешевые акции в момент роста и продавать их до падения цены[327]. По словам Бабсона, своими миллионами он обязан гравитации.

В 1949 г. Бабсон основал Фонд изучения гравитации и проспонсировал популярный конкурс работ о способах противодействия или нейтрализации гравитации. Разумеется, победителями стали не самые выдающиеся научные труды. В рекламных материалах фонда победа над гравитацией рассматривалась в контексте хождения Иисуса по воде[328]

. Уважаемые физики в нем не участвовали, а популяризатор науки Мартин Гарднер назвал фонд «пожалуй, самым бесполезным проектом XX в.»[329].

Пытаясь восстановить доверие физического сообщества, Бабсон создал организацию, единственной задачей которой было финансирование фундаментального исследования гравитации. Он попросил физика из Принстона Джона Уилера, автора понятия «черная дыра», убедить своего коллегу Брайса Девитта возглавить новое учреждение. В начале 1957 г. Девитт организовал в университете Северной Каролины эпохальную конференцию по вопросам гравитации и общей теории относительности.

Конференция вдохновила молодое поколение физиков-теоретиков, занимавшихся проблемами гравитации[330]. Дискуссия о гравитационных волнах сосредоточилась на вопросе о том, переносят ли они энергию. Доказательство Ричарда Фейнмана с «липкими шариками» убедило большинство присутствующих. Он предложил представить два отдельных кольца из шариков, плотно охватывающих металлический стержень. Когда через стержень проходит гравитационная волна, она заставляет кольца немного сдвигаться назад и вперед. Трение колец о стержень вызывает его нагрев. Следовательно, энергия волны передается стержню. Среди слушателей был молодой инженер Джозеф Вебер, внимательно следивший за обсуждением.