Когда мы перестали понимать мир - [8]

У покойного Фрица Габера с собой было немного вещей. Среди них – письмо жене, в котором химик признается: его терзает невыносимое чувство вины. Но не за то, какую роль, прямо или косвенно, он сыграл в гибели стольких людей, а за то, что изобретенный им способ синтезирования азота из воздуха нарушил равновесие в природе. Габер опасался, что будущее отныне принадлежит не человеку, а растениям. Достаточно лишь, чтобы население Земли уменьшилось до значений, зафиксированных в XIX веке, и всего через пару десятков лет из-за избытка питательных веществ, созданных человеком, растения покроют всю планету целиком, похоронят все прочие формы жизни под всепоглощающей зеленью.

Сингулярность Шварцшильда

Двадцать четвертого декабря 1915 года Альберт Эйнштейн сидел дома в Берлине и пил чай, когда почтальон доставил ему письмо с фронта Первой мировой войны.

Конверт пересек объятый пламенем континент: он был измят и перепачкан грязью. Один угол почти полностью оторван, а имя отправителя залито кровью. Эйнштейн надел перчатки, взял нож и вскрыл конверт. Внутри он нашел письмо с последним свидетельством гениальности Карла Шварцшильда – астронома, физика, математика и лейтенанта немецкой армии.

«Как видите, война обошлась со мной довольно любезно: хотя стрельба стоит знатная, мне удалось отвлечься от всего и побродить по земле, где обитают ваши размышления» – такими словами завершалось письмо. Эйнштейн не мог поверить своим глазам, но поразило его вовсе не то, что один из самых блестящих умов Германии командует артиллерийским отрядом на русском фронте. И даже не зашифрованные дружеские предупреждения о грядущей катастрофе. Ученого потрясло другое. На обороте листа таким мелким почерком, что пришлось читать с лупой, Шварцшильд предложил первое точное решение уравнений общей теории относительности.

Эйнштейн перечитал письмо несколько раз. Как давно он опубликовал теорию? Месяц назад? Или меньше? Не мог Шварцшильд так быстро решить сложнейшие уравнения. Даже сам автор смог найти лишь приблизительные ответы. Однако ответы Шварцшильда оказались точными: он блестяще объяснил, каким образом масса звезды искажает пространство и время вокруг нее.

Эйнштейн держал решение в руках и не мог поверить своим глазам. Он знал: наработки Шварцшильда необходимы, чтобы подогреть интерес научного сообщества к его теории. Пока коллеги-ученые принимали его открытие без особого энтузиазма – теория слишком сложная. Эйнштейн уже смирился с тем, что никому не под силу найти удовлетворительное решение, во всяком случае не при его жизни. Однако Шварцшильд справился, хотя вокруг него грохотали мортиры и витали облака ядовитого газа. Разве это не чудо? Чуть успокоившись, Эйнштейн написал ответ: «Я и представить себе не мог, что истинное решение уравнения можно выразить столь легко!» Он пообещал как можно скорее представить эти изыскания в Академию наук, не зная, что пишет покойнику.

Чтобы решить уравнение, Шварцшильд применил простую хитрость. Он представил себе идеально круглую звезду, не вращающуюся и не заряженную. Затем, используя уравнения Эйнштейна, он вычислил, как масса такой звезды искажает пространство, подобно пушечному ядру, положенному на матрац.

Его метрика оказалась настолько точной, что астрономы до сих пор используют ее, когда отслеживают движение звезд и орбит планет, а также рассчитывают отклонение солнечных лучей, проходящих вблизи объектов с большой гравитацией.

Однако в выводах Шварцшильда было и кое-что очень необычное.

Его решение описывало свойства пространства и времени вокруг обычной звезды. Как и предсказывал Эйнштейн, пространство плавно изгибается, и звезда повисает в углублении, точно ребенок, свернувшийся клубочком в гамаке. Сложности возникают, когда в маленьком пространстве скапливается слишком большая масса – так бывает, если гигантская звезда истощает запас своего топлива и коллапсирует. Согласно вычислениям Шварцшильда, в этом случае пространство и время не искажаются, а разрываются. Звезда всё уменьшается и уменьшается, ее плотность стремительно растет. Сила гравитации становится настолько большой, что пространство бесконечно закручивается, замыкаясь на самом себе. В итоге в нем формируется провал, из которого невозможно выбраться, что навсегда отделяет его от остальной Вселенной.

Эту особенность времени-пространства назвали сингулярностью Шварцшильда.

Сначала даже сам Шварцшильд решил, что его выкладки – математическая ошибка. В конце концов, сколько в физике таких открытий, которые навсегда остаются на бумаге? Сколько далеких от реального мира абстракций или ошибок в расчетах? Конечно, сингулярность его метрики – всего лишь просчет, странность, метафизический бред.

Невозможно представить себе обратное. На некотором расстоянии от его идеальной звезды расчеты Эйнштейна выходили за рамки разумного: время останавливалось, пространство сворачивалось кольцами, как змея. В центре умирающей звезды вся ее масса сжималась в одну бесконечно плотную точку. Непостижимо! Разве такое возможно? Это не только противоречит здравому смыслу и ставит под вопрос верность общей относительности, но и грозит пошатнуть основы физики как науки: в сингулярности сами понятия времени и пространства теряют смысл. Карл Шварцшильд попытался найти логическое решение загадки, которую сам же открыл. Может, всему виной его собственное дарование? Неподвижных и незаряженных звезд идеально круглой формы не существует. Аномалию создали идеальные условия, которые ученый навязал миру, но воссоздать их в реальности невозможно. Сингулярность, убеждал он себя, это вымышленное чудовище, как бумажный тигр или китайский дракон.