Оппенгеймер. Триумф и трагедия Американского Прометея

Физики едины во мнении, что наиболее поразительную и оригинальную работу о нейтронных звездах Оппенгеймер выполнил в конце 1930-х годов; само явление астрономы смогут наблюдать только в 1967 году. Интерес к астрофизике пробудила дружба с Ричардом Толменом, познакомившим Роберта с астрономами, работавшими в обсерватории Маунт-Уилсон в Пасадене. В 1938 году Оппенгеймер вместе с Робертом Сербером написал работу «Устойчивость ядер нейтронных звезд», исследующую характеристики некоторых крайне плотных звезд под названием «белые карлики». Через несколько месяцев он принял участие в подготовке с еще одним студентом, Джорджем Волковым, новой работы – «О ядрах массивных нейтронных звезд». Сделав тщательные расчеты на логарифмической линейке, Оппенгеймер и Волков предположили существование верхнего предела массы нейтронных звезд, получившего название «предела Оппенгеймера – Волкова». В случае превышения предела звезды теряли устойчивость.

Прошло еще девять месяцев, и 1 сентября 1939 года Оппенгеймер и еще один студент, Хартланд Снайдер, опубликовали статью под названием «О непрерывном гравитационном сжатии». В историю эта дата, разумеется, вошла как день нападения Гитлера на Польшу и начало Второй мировой войны. Однако эта публикация тоже стала выдающимся событием. Физик и историк науки Джереми Бернштейн назвал ее «одной из величайших научных работ XX века в области физики». В свое время она не привлекла много внимания. И лишь значительно позже физики поймут, что в 1939 году Оппенгеймер и Снайдер открыли дверь в физику XXI века.

Они начали работу с вопроса – что произойдет, если массивная звезда выгорит, истощив все топливо. Их расчеты показали, что вместо коллапса и превращения в «белого карлика» звезда с ядром массой выше определенного предела – предположительно в два-три раза превышающей массу Солнца – будет бесконечно сжиматься под воздействием собственной гравитации. Основываясь на общей теории относительности Эйнштейна, они утверждали, что подобная «сингулярность» сожмет звезду до такой степени, что даже световые волны не смогут преодолеть притяжения ее всепоглощающей гравитации. Если смотреть на нее издали, такая звезда попросту исчезнет, скроется на фоне вселенной. «Сохранится лишь ее гравитационное поле», – писали Оппенгеймер и Снайдер. Таким образом она превратится в черную дыру, хотя в статье этот термин не использовался. Идея звучала интригующе, но слишком уж экстравагантно. Поэтому научную работу проигнорировали, а расчеты приняли за очередной математический курьез.

И только начиная с 1970-х годов, когда технология астрономических наблюдений догнала теорию, астрономы обнаружили множество таких черных дыр. В это время компьютеры и технический прогресс радиотелескопов сделали теорию черных дыр центральным элементом астрофизики. «Работа Оппенгеймера и Снайдера, если оглянуться назад, представляла собой на удивление полное и точное математическое описание коллапса черной дыры, – заметил Кип Торн, физик-теоретик из Калтеха. – Людям той эпохи было трудно понять их статью, потому что вещи, выявленные с помощью математики, сильно отличались от умственных представлений о том, как должны себя вести объекты вселенной».

Как всегда, Оппенгеймер не удосужился разработать стройную теорию явления, оставив эту задачу тем, кто придет ему на смену через несколько десятилетий. Возникает вопрос: почему? Очевидно, важную роль сыграли личность и темперамент. Роберт мгновенно замечал изъяны в каждой приходившей ему в голову идее. В то время как некоторые физики – на ум сразу же приходит Эдвард Теллер – смело и оптимистично распространяли все свои новые идеи, невзирая на их дефекты, безжалостно критичный ум Оппенгеймера настраивал своего обладателя на скептический лад. «Оппи всегда любую идею воспринимал с сомнением», – вспоминал Сербер. Блестящий интеллект, обращенный против себя самого, не оставлял места для упрямой убежденности в собственной правоте, которая подчас нужна для продолжения и развития первоначального теоретического вывода. Вместо этого скептицизм толкал его к следующей задаче[9]. Совершив начальный творческий прорыв – на этот раз в теории черных дыр, – Оппенгеймер быстро занялся очередной новой темой – теорией мезонов.