Кип Торн - Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна

• Название: Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна
• Автор: Кип Торн
• Издательство: Издательство физико-математической литературы
• Жанр: Науки о космосе
• Год: 2007
• ISBN: 9875-94052-144-4

Предлагаемая монография является популярным изложением новейших достижений в области астрофизики и гравитации, которые тесно связаны с фундаментальными предсказаниями А. Эйнштейна. Читатель найдет в книге много интересного о вкладе ученых разных стран в эту область науки, а также в близких к ней областях.

Эта книга переведена с английского на французский, немецкий, японский, китайский, польский, греческий языки. Несколько глав ее были ранее переведены на русский и опубликованы в журнале «Природа».

Книга рассчитана на широкий круг читателей, включая школьников старших классов.

---

Прайс, Ричард (р. 1943) — американский физик-теоретик и астрофизик, ученик Торна. Привел убедительное доказательство того, что черная дыра избавляется от своих «волос» путем излучения и что все, что в принципе может излучаться, будет полностью излучено (глава 7); выдвинул гипотезу о пульсации черных дыр, но не осознал до конца значения этого предположения (глава 7); совместно с другими учеными развивал понятие о мембране в приложении к черным дырам (глава 11); очень скептически относился к идее машины времени, выдвинутой Торном (глава 14).

Пресс, Вильям (р. 1948) — американский физик-теоретик и астрофизик, ученик Торна. Вместе с Тьюкольски доказал, что черные дыры устойчивы по отношению к малым возмущениям (главы 7 и 12); выдвинул гипотезу о том, что черные дыры могут пульсировать (глава 7); настаивал на том, что эпоха интенсивного исследования черных дыр подошла к концу (глава 7).

Рис, Мартин (р. 1942) — британский астрофизик, ученик Сиамы. Создал модели двойных звездных систем с аккрецией газа на черную дыру от звезды-компаньона (глава 8); предложил гипотезу, что гигантские «радиоуши» у радиогалактик подпитываются потоками энергии из галактических ядер, и совместно с Блэндфордом рассчитал детальные модели для этих потоков (глава 9); совместно с Блэндфордом и другими коллегами создал модели радиогалактик, квазаров и активных галактических ядер, содержащих сверхмассивную черную дыру (глава 9).

Сахаров, Андрей Дмитриевич (1921–1989) — советский физик-теоретик, «отец» водородной бомбы (глава 6), ближайший друг, соратник и соперник Зельдовича (главы 6 и 7), впоследствии стал диссидентом, реабилитирован в период гласности.

Сиама, Деннис (р. 1926) — британский астрофизик, руководитель исследований по черным дырам в Британии (главы 7 и 13).

Торн, Кип С. (р. 1940) — американский физик-теоретик, ученик Уилера. Сформулировал условия образования черной дыры из звезды при ее взрыве (глава 7); сделал оценки для гравитационных волн, которые могут излучаться астрофизическими источниками, и развивал идеи и планы обнаружения этих волн (глава 10); совместно с другими учеными разрабатывал концепцию мембраны в приложении к черным дырам (глава 11); развивал идеи статистического происхождения энтропии черной дыры (глава 12); занимался апробацией законов физики путем мысленных экспериментов с червоточинами и машинами времени (глава 14).

Тьюкольски, Саул А. (р. 1947) — американский физик-теоретик, уроженец Южной Африки, ученик Торна. Предложил метод анализа возмущений вращающихся черных дыр и совместно с Прессом показал в рамках этого метода, что черные дыры устойчивы по отношению к малым возмущениям (главы 7 и 12); совместно с Шапиро показал, что законы физики не запрещают, в принципе, образование «голых» сингулярностей в нашей Вселенной (глава 13).

Уилер, Джон Арчибальд (р. 1911) — американский физик-теоретик, руководитель американских исследований по черным дырам и другим аспектам общей теории относительности (глава 7). Вместе с Гаррисоном и Вакано нашел уравнение состояния для холодной материи и составил каталог холодных «мертвых» звезд, послуживший аргументом в пользу образования черных дыр из массивных звезд (глава 5); совместно с Нильсом Бором разрабатывал теорию деления атомного ядра (глава 6); возглавлял группу по разработке первых американских водородных бомб (глава 6); в споре с Оппенгеймером первоначально отрицал существование черных дыр, но затем сменил свою точку зрения и стал их защитником (глава 6); считается автором выражений «черная дыра» и «у черной дыры нет волос» (глава 7); доказывал, что «результат конечной стадии» звезды, взрывающейся под действием ее собственного гравитационного поля, является ключевым моментом для объединения общей теории относительности и квантовой механики; благодаря его работам были созданы предпосылки для открытия Хокингом испарения черных дыр (главы 6 и 13); заложил основы для создания законов квантовой гравитации и, самое главное, ввел понятие «квантовой пены», которая предположительно входит в состав сингулярности (глава 13); ввел константы «длина Планка — Уилера» и «площадь Планка-Уилера» (главы 12–14).

Уолд, Роберт М. (р. 1947) — американский физик-теоретик, ученик Уилера. Предложил дальнейшую разработку метода Тьюкольски, посвященного анализу возмущений черной дыры и вытекающим следствиям (глава 7); совместно с другими учеными рассматривал картину поведения электрических полей вне черной дыры — картину, которая легла в основу мембранной концепции (глава 11); внес вклад в теорию испарения черных дыр и рассмотрел ее значение для происхождения энтропии у черной дыры (глава 12); совместно с Герохом привел первые аргументы в пользу разрушения машины времени в самый момент ее возникновения (глава 14).

Хартл, Джеймс Б. (р. 1939) — ученик Уилера. Совместно с Бекенштейном показал, что по внешним проявлениям черной дыры невозможно определить, из каких частиц она состоит (глава 7); совместно с Хокингом открыл законы эволюции горизонта событий черной дыры (глава 12) и продолжает искать законы квантовой гравитации (глава 13).

Хокинг, Стивен У. (р. 1942) — британский физик-теоретик, ученик Сиамы. Привел основное доказательство того, что у черной дыры нет «волос» (глава 7); совместно с Бардином и Картером открыл четыре закона механики черных дыр (законы эволюции черных дыр) (глава 12); доказал, что без учета законов квантовой механики поверхностная площадь черной дыры возрастает, а испарение и сжатие черной дыры возможно только в рамках квантовой механики (глава 12); показал, что крошечные черные дыры могли образоваться при Большом взрыве; совместно с Пейджем рассчитал наблюдательные пределы для этих первичных черных дыр на основе того, что астрономы не видят гамма-излучения в процессе их испарения (глава 12); разработал глобальные (топологические) методы анализа черных дыр (глава 13); совместно с Пенроузом доказал, что Большой взрыв содержал сингулярность (глава 13); сформулировал гипотезу о «защите хронологии», которая должна действовать в присутствии флуктуаций вакуума, разрушающих любую машину времени в момент ее возникновения (глава 14); держал пари с Кипом Торном относительно того, является ли Лебедь Х-1 черной дырой (глава 8) и может ли в нашей Вселенной образоваться «голая сингулярность» (глава 13).

Цвикки, Фриц (1898–1974) — американский физик-теоретик, уроженец Швейцарии, астрофизик и астроном-оптик. Совместно с Бааде занимался исследованиями Сверхновых звезд и высказал предположение, что в результате взрыва Сверхновой нормальная звезда превращается в нейтронную звезду (глава 5).

Чандрасекар, Субраманьян (р. 1910) — американский астрофизик, индиец по происхождению, лауреат Нобелевской премии. Вывел предел массы белых карликов и отстаивал точность своего предсказания в споре с Эддингтоном (глава 4); участвовал в разработке теории малых возмущений черных дыр (глава 7).

Шварцшильд, Карл (1876–1916) — немецкий астрофизик. Предложил решение для уравнения поля Эйнштейна, описывающее геометрию пространства-времени вблизи обычной невращающейся звезды, как статичной, так и в процессе взрыва, а также вблизи невращающейся черной дыры (глава 3); нашел решение уравнения Эйнштейна для центральной части звезды с постоянной плотностью, на основании которого Эйнштейн отрицал существование черных дыр (глава 3).

Эддингтон, Артур Стэнли (1882–1944) — британский астрофизик, сторонник общей теории относительности Эйнштейна с самых первых дней ее появления (глава 3), противник концепции черных дыр и предела массы белых карликов Чандрасекара (главы 3 и 4).

Эйнштейн, Альберт (1879–1955) — родившийся в Германии швейцарско-американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии. Сформулировал законы специальной (глава 1) и общей теории относительности (глава 2); показал, что свет одновременно является частицей и волной (глава 4); не признавал черные дыры (глава 3).

ХРОНОЛОГИЯ

Хронология событий, озарений, открытий

1687 Ньютон публикует свои «Принципы натуральной философии», где сформулированы понятия абсолютного пространства и времени, а также законы движения и законы гравитации. [Гл.1]

1783 и 1795 Митчелл и Лаплас формулируют понятие «черной дыры» на основе ньютоновских законов движения и гравитации. [Гл. З]

1864 Максвелл формулирует единые законы электромагнетизма. [Гл.1]

1887 Майкельсон и Морли экспериментально показывают, что скорость света не зависит от скорости движения Земли в пространстве. [Гл.1]

1905 Эйнштейн показывает, что пространство и время не абсолютны, а относительны, и формулирует законы теории относительности. [Гл.1] Эйнштейн показывает, что в определенных условиях электромагнитные волны ведут себя как частицы, т. е. фактически вводит понятие корпускулярно-волнового дуализма, лежащее в основе квантовой механики. [Гл.4]