Мечта Эйнштейна. В поисках единой теории строения

Очень скоро Оппенгеймер понял, что студенты за ним не успевают, сбавил темп и начал лучше излагать материал. Он очень любил общаться со студентами после занятий, мог часами объяснять что-то и хвалил студентов, даже если они того не заслуживали. Но на экзаменах спуску не давал, и многие его боялись. Для выпускников – у него их набиралось по крайней мере человек двенадцать – он был кумиром и примером для подражания. Оппенгеймер приглашал их в кафе, угощал новыми блюдами и винами и проводил с ними много времени. Их шутя называли «свитой Оппи». Это была элита, лучшие американские студенты, многие из которых впоследствии прославились.

То было самое плодотворное время в жизни Оппенгеймера. Он много публиковался, и работы у него были серьёзные, хотя и не настолько выдающиеся, чтобы претендовать на Нобелевскую премию. Кто-то из студентов сказал, что, несмотря на острый и проницательный ум, он никогда первым не добивался результатов, потому что не развивал своих идей.

В 40-е годы в его жизни начался новый этап. В 1938 году немецкие физики Ган и Штрассман открыли процесс деления ядра, и вскоре стало очевидно, что на основе этой реакции можно сделать мощную бомбу. США находились в состоянии войны с Германией, и, узнав, что там занимаются такими разработками, американцы последовали примеру немцев. Оппенгеймер участвовал в большинстве предварительных обсуждений. На одном из первых он представил расчёты по количеству расщепляемого материала, который требуется для создания бомбы, и в 1940 году его назначили руководителем проекта. Вначале ему пришлось искать место для секретной лаборатории. Зная горные районы Нью-Мехико, он остановил свой выбор на Лос-Аламосе. Как известно, атомная бомба была создана и применена.

Основным вкладом Оппенгеймера в астрофизику было открытие постоянно коллапсирующей звезды. Интересно, что это его единственный экскурс в данную область. Бо?льшая часть работ 1938-1939 годов, когда он опубликовал свою статью по астрофизике, посвящена квантовой теории и ядерной физике. Странный результат поразил учёного. Вот что Оппенгеймер писал коллеге в 1939 году: «Мы занимались статическими и нестатическими решениями для очень больших масс, истощивших источники ядерной энергии. Это могут быть старые звёзды, от которых в результате коллапса осталось только нейтронное ядро. Результаты получились очень странные…»

Открытая Оппенгеймером и Снайдером звезда некоторое время привлекала внимание учёных, но постепенно интерес к ней угас. Многие астрономы считали, что эти поразительные результаты для современной астрономии не имеют значения, ведь такие экзотические объекты вряд ли существуют в природе. Без сомнения, Оппенгеймер продолжил бы работу в этом направлении, но тут началась война, и он переключился на атомную бомбу. К проблеме коллапсирующих звёзд он больше не возвращался. В 50-х годах, когда ей во всём мире занималась горсточка учёных, дело продвигалось плохо. Но в начале 60-х годов положение изменилось. Были открыты странные объекты, напоминающие звёзды (теперь они называются квазарами). Оказалось, что они выделяют колоссальное количество энергии. Каков механизм этого процесса? Нет ли тут связи с чёрными дырами? Открытие вызвало некоторый интерес, но, так как нейтронные звёзды ещё не были обнаружены, чёрные дыры никто всерьёз не принял.

Затем в 1967 году, когда Джослин Белл впервые зафиксировала пульсирующий сигнал, и уже через год астрономы точно знали, что обнаружена первая нейтронная звезда. Тогда они обратили внимание на чёрные дыры: об их существовании теоретически было известно давно, но неясно было, существуют ли они в действительности. Как только учёные занялись чёрными дырами, им удалось добиться больших успехов. В Соединённых Штатах над этой проблемой работали Джон Уилер, Кип Торн, Ремо Руффини и другие, в Советском Союзе – Я. Б. Зельдович и И. Д. Новиков, в Англии – Роджер Пенроуз, Брендон Картер и Стивен Хокинг. Через несколько лет теория чёрных дыр была разработана достаточно хорошо.

Основным инструментом в изучении чёрных дыр служит общая теория относительности, хотя следует заметить, что чёрные дыры не являются её «продуктом». Если когда-то в будущем выяснится, что общая теория относительности неверна, это не будет означать, что чёрных дыр не существует. Они существуют во всех серьёзных теориях гравитации. Например, теория Дикке и Бранса, которую сейчас считают основной соперницей общей теории относительности, также предсказывает их существование.

Издали нельзя сказать, что в чёрной дыре есть что-то необычное, разве что её странный вид. Гравитационное поле у неё такое же, как было до коллапса. Если вокруг массивной звезды вращается планета, а звезда внезапно сколлапсирует и превратится в чёрную дыру, планета останется на той же орбите. Там она может вращаться ещё миллиарды лет. Правда, в конце концов под действием определённых сил планета медленно приблизится к чёрной дыре и за критической точкой будет втянута внутрь и смята.