Техника - молодёжи 1989-08, страница 26

ректности основных, фундаментальных принципов теории тяготения — принципов эквивалентности, геометризации, относительности. «Усомнившиеся в основах» предлагают модификацию или кардинальное изменение этих принципов. А пересмотр основ привел сегодня к убеждению, что теория гравитации не может развиваться дальше в отрыве от изучения остальных трех типов взаимодействий — слабого, сильного и электромагнитного. Взаимосвязь гравитационного и других типов взаимодействий и стала лейтмотивом многих исследований последних лет.

Вот и на конференции в ряде докладов указывалось на то, что в рамках существующих теорий многие принципиальные проблемы не решаются. Самая старая среди них — проблема гравитационного коллапса 23 февраля 1987 года была зарегистрирована вспышка сверхновой. Экспериментальные данные хотя и оказались не слишком богатыми (событие редкое и неожиданное, к нему нельзя подготовиться заранее), но позволили проследить процесс взрыва и сравнить его с тем, что предсказывала ОТО. Оказалось, что сверх-новая-87 свидетельствовала против теории необратимого гравитацион-

В результате двойной ошибки. В

1798 году П. Лаплас, исследуя распространение света в гравитационном поле, убедился, что неизлучающие, то есть абсолютно черные тела Возможны, если их поле тяготения станет столь сильным, что не выпустит световых лучей наружу. На современном языке это означает, что вторая космическая скорость от такого тела превышает скорость света. Необходимо лишь, чтобы его масса М была сосредоточена в области с радиусом, меньшим гравитационного R. Последний же равен 2GM/c², или же приблизительно 1- 5- 10'²⁸ М, где G — постоянная тяготения; масса М измеряется в граммах, a R — в сантиметрах. Для Солнца гравитационный радиус составляет примерно 3 км.

Конечно, для своего вывода Лаплас использовал классическую механику и тебрию тяготения Ньютона. Он не мог знать, что здесь не подходит ни то, ни другое: распространение света подчи

ного коллапса и показала, что вещество и энергия могут вырваться и из пределов гравитационного радиуса. Автор этих выводов доктор физико-математических наук М. Е. Герценштейн указал, что по теории необратимого коллапса вспышек сверхновых вообще не должно быть.

Другой важный вопрос — так называемая проблема «пятой силы», иного фундаментального взаимодействия, чем известные четыре. В последнее время появились сообщения, что на малых расстояниях (100—10 000 м) закон тяготения Ньютона не выполняется, а также, что гравитационный потенциал на таких расстояниях зависит от структуры вещества (от характера составляющих его частиц — барио-нов и лептонов). По этому вопросу делали доклады и экспериментаторы (В. П Фронтов, Н. И. Ко-лосницын, В. П. Митрофанов) и теоретики (В. М. Сажин, В. Н. Мельников и др.). Наконец, очень заинтересовал собравшихся доклад профессора В. Н. Руденко о проекте создания сети гравитационно-волновых обсерваторий. Это целое новое направление в гравитационном эксперименте.

Отмеченное секретарем оргкомитета мне хочется дополнить своими

няется законам релятивистской механики, а сильное поле тяготения описывается общей теорией относительности. Тем не менее, как это иногда бывает в истории науки, обе ошибки Лапласа точно скомпенсировали друг друга.

...И обрели они имя. Полтора века этот вывод не привлекал внимания ученых. О нем вспомнили только в 1938 году, когда Р. Оппенгеймер и Дж. Снай-дер рассчитали ход эволюции и конечное состояние для наиболее тяжелых звезд — с массой примерно в 3 солнечных и более. Для них гравитационное сжатие (коллапс) после выгорания ядерного топлива становится катастрофическим, неудержимым, и, когда радиус звезды сравняется с ее гравитационным радиусом, она превратится в «объект Лапласа». Такие гипотетические тела и назвали черными дырами.

Генераторы энергии) Кроме «обычных» черных дыр (ЧД), возникающих в конце эволюции звезд, законы физи

впечатлениями от трех пленарных докладов.

Профессор Н. В. Мицкевич, известный широкому кругу читателей по книге, написанной совместно с Ю. С. Владимировым и Я. Хорски, «Пространство, время, гравитация» (вышедшей в 1984 г.), сделал доклад о так называемых эффектах увлечения (влиянии вращения притягивающих тел) в ОТО. Эти эффекты второго порядка, то есть очень тонкие, сложно выявить экспериментально, но постановка таких экспериментов имеет принципиальное значение. Ведь существует надежное экспериментальное подтверждение эффектов ОТО только первого порядка (например, вращение перигелия Меркурия, искривление лучей света в гравитационном поле, гравитационное смещение частоты излучения). Эффекты же второго порядка давно ждут своей проверки.

Так вот, столь нужный эксперимент в принципе был разработан в США сравнительно давно и намечен на 1980 год, но технические и финансовые трудности не позволили его тогда провести. Теперь же, судя по всему, он вскоре состоится. Будет изучено влияние вращения Земли на процессию гироскопа, помешенного на спутнике.

ки разрешают существовать и «сверхтяжелым» ЧД с массой до 10^е солнечных. Они могут образоваться, например, при сжатии больших скоплений галактического газа. Предполагают, что именно такие объекты подпитывают энергией ядра активных галактик и квазары (наблюдения указывают, в частности, на наличие большой массы в центре галактики М-87). Однако этот вопрос еще не проработай теоретиками.

Чем легче, тем старше. Черные дыры с массой меньше трех солнечных в результате гравитационного коллапса образоваться не могут: ведь чтобы в ЧД превратилась, например. Земля, ей надо сжаться до шарика радиусом меньше 1 см. Столь чудовищное сжатие невозможно ии в каких естественных процессах в современной Вселенной.

Но в первые мгновения после Большого взрыва, когда плотность вещества Вселенной была неимоверно велика, имелись условия и для возникновения черных дыр сколь угодно малых масс (в результате коллапса случайных не-однородностей первичного вещества). Правда, наблюдательных данных о существовании подобных объектов тоже пока нет.

Черная дыра на кончике пера,

или Подробности из жизни гипотетического объект а, вычисленные разными учеными за двести лет

24