Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности
Шрифт:
В 1930-е годы ученые лучше начали понимать природу атомных ядер. Эддингтон предположил, что ядра водорода могут сливаться друг с другом, формируя гелий в ядрах светящихся звезд. Это явление называется ядерным синтезом. В то же время считалось, что очень тяжелые ядра можно поделить на более мелкие, также высвобождая энергию, — в этом случае процесс называется ядерным делением. Всех занимал вопрос, как добиться эффективности этой процедуры. Можно ли небольшим количеством энергии вызвать деление в скоплении тяжелых ядер таким образом, чтобы каждый отдельный атом, распадаясь, вызывал следующий распад? Другими словами, была ли возможность спровоцировать цепную реакцию?
Работа Бора и Уиллера указывала способ деления ядер и помогала другим физикам понять, почему
Во время своего пребывания в Беркли Оппенгеймер создал потрясающую группу молодых исследователей и студентов, готовых к решению любых задач. Как организатор и руководитель, он имел грозную репутацию и был готов применять свои лидерские качества, нацеливая группу на интересующие его проблемы. Его коллеги по Беркли начали синтезировать на циклотроне в лаборатории имени Лоуренса более тяжелые нестабильные ядра. В 1941 году Гленн Сиборг открыл плутоний, показав один из путей к делению ядер. Оппенгеймера захватил вихрь событий и открытий, сопровождавших разработки в области ядерной физики во время Второй мировой войны.
При этом Оппенгеймер был вне себя. Его шокировали сообщения об отношении к евреям в Германии и огромное количество великолепных ученых, бежавших в Америку от нацистского гнета. Создав в Беркли свою группу, он начал оглядываться вокруг, пытаясь найти общий язык с поразительно интеллектуальным потоком европейских беженцев. Воздерживаясь от излишней политической активности, он стал обращать внимание на происходящее. А с наступлением войны проблема деления ядер стала одной из его главных забот.
В 1942 году Оппенгеймеру было предложено возглавить рабочую группу физиков, базирующихся в городе Лос-Аламос, штат Нью-Мексико. Ее единственной целью был запуск цепной Реакции деления ядер и управление этой реакцией. В эту группу вошли многие молодые и не очень молодые блестящие умы: от Джона фон Неймана, Ханса Бете и Эдварда Теллера до Молодого Ричарда Фейнмана. Все ресурсы Манхэттенского проекта были сосредоточены на создании первой атомной бомбы, и менее чем через три года цель была достигнута. Когда в августе 1945 года на Хиросиму и Нагасаки сбросили атомные бомбы «Малыш» и «Толстяк», погибло почти двести тысяч человек. Эти разрушительные последствия стали ужасным доказательством того, что Оппенгеймер за короткий срок научился использовать ядерные силы. После успеха атомной бомбы кванты прочно заняли центральное место в мире физики.
Так как все внимание было приковано к войне и ядерному проекту, посвященную черным дырам оригинальную статью Оппенгеймера и Снайдера положили под сукно и забыли на долгие годы. Работа, которая могла породить одну из величайших концепций общей теории относительности, была отложена на неопределенный срок. Два великих столпа этой теории, Альберт Эйнштейн и Артур Эддингтон, не пошевелили пальцем, чтобы спасти от безвестности открытие Оппенгеймера и Снайдера.
Эддингтон продолжал утверждать, что вычисления Чандры неверны и ничем не обоснованы, а конечной точкой эволюции звезд произвольной массы являются неяркие белые карлики. Непрерывный беспрепятственный коллапс звезды, пока «гравитация не станет столь сильной, чтобы удерживать излучение», был, с его точки зрения, абсурдом. Почти полвека спустя Чандра вспоминал: «Со своей стороны могу сказать, что мне сложно понять, почему для Эддингтона, который был самым первым и стойким сторонником общей теории относительности, оказалось столь неприемлемым заключение о возможности формирования черных дыр в процессе обычной звездной эволюции».
Сам Эйнштейн тоже продолжал сопротивляться мысли о том, что крайняя форма решения Шварцшильда — черные дыры — может оказаться реальностью. Он реагировал так же, как на гипотезу Фридмана и
Леметра о расширяющейся Вселенной, — это красивая математика, но отвратительная физика. Через более чем двадцать лет отрицания наиболее странных положений решения Шварцшильда он, наконец, сел и попытался аргументированно обосновать, почему они не имеют физического значения. В 1939 году, когда Оппенгеймер и Снайдер начали работу над определением последствий гравитационного коллапса, Эйнштейн опубликовал статью, в которой излагал, каким образом поведет себя скопление частиц при гравитационном коллапсе. Он утверждал, что частицы никогда не подойдут слишком близко к критическому радиусу. Упрямо он ставил задачу таким образом, чтобы получить нужный ему ответ: никаких черных дыр. И снова он был не прав, как и Эддингтон, упустив возможность испытать полный триумф своей общей теории относительности.Практически всеобщее внимание теперь было привлечено к другой области. Все восхищались триумфом квантовой физики. Большинство талантливых молодых физиков сконцентрировали свои усилия на квантовой теории, пытаясь сделать еще более впечатляющие открытия и найти новые области ее применения. Общая теория относительности Эйнштейна со всеми ее странными предсказаниями и экзотическими результатами была сброшена со счетов и обречена на забвение.
Глава 5.
Всеобщее помешательство
В последние годы Альберт Эйнштейн вел простую жизнь. Он спал допоздна в своем обшитом белой вагонкой доме на Мерсер-стрит почти в центре города Принстона, штат Нью-Джерси, где он жил со своей сестрой Майей. (Его жена Эльза умерла в 1936 году вскоре после переезда.) Каждую неделю Эйнштейн ходил в Fuld Hall — главное здание института перспективных исследований, где работал с 1933 года. С годами он стал привычной фигурой в принстонском кампусе, но даже будучи более известным, чем когда бы то ни было раньше, оставался одиноким.
Эйнштейн стал одним из первых постоянных членов нового института, учреждения для гениальных умов, основанного семьей Бамбергер и финансируемого из частных фондов. Его окружали прославленные коллеги. Например, Джон фон Нейман, математик, работавший над атомной бомбой и один из первых изобретателей современных компьютеров. Некоторое время там трудился математик Герман Вейль, протеже Давида Гильберта, одним из первых поднявший знамя теории пространства-времени Эйнштейна. Присутствовал в этом кругу и Курт Гёдель, философ и логик, своей теоремой о неполноте посеявший хаос в философии XX века. И разумеется, не обошлось без Роберта Оппенгеймера, который в 1947 году стал директором института. В коридорах Эйнштейн мог встретить почетных посетителей, создателей квантовой физики или современной математики. Но всему он предпочитал уединение собственного кабинета.
Через несколько часов Эйнштейн отправлялся домой для обеда и сна. Затем можно было пойти в кабинет, сесть в любимое кресло, обернув ноги пледом, и заняться вычислениями, написанием работ и разбором множества писем, которые прорывались в его жизнь из внешнего мира. Письма от глав государств и высокопоставленных лиц перемежались просьбами молодых ученых и восторгами поклонников. В конце дня следовал ранний ужин, затем он слушал радио и немного читал перед тем, как отправиться спать.
Для человека, достигшего такой колоссальной известности, это была необычайно спокойная жизнь. Его не забыли. Его имя было таким же известным, как имена Чарли Чаплина и Мэрилин Монро. Он состоял членом многочисленных ученых обществ, его приглашали во многие города. Его лицо красовалось на обложке журнала Time, став одним из знаковых образов новой технологической эры. Время от времени знаменитости пускались в путь, чтобы провести несколько часов в обществе этого великого человека. Ему наносили визиты Джавахарлал Неру с дочерью Индирой Ганди и премьер-министр Израиля Давид Бен-Гурион. Джульярский струнный квартет однажды прибыл, чтобы сыграть импровизированный концерт в его гостиной.