Артур Миллер - Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры

• Название: Империя звезд, или Белые карлики и черные дыры
• Автор: Артур Миллер
• Издательство: КоЛибри
• Жанр: Науки о космосе
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-389-02245-4

Артур Миллер, известный американский историк науки (сейчас живет в Лондоне), повествует о выдающихся открытиях астрофизиков XX века. В центре рассказа — судьба индийского физика, лауреата Нобелевской премии Субрахманьяна Чандрасекара, чьи теории во многом сформировали наши сегодняшние представления о Вселенной. Книга Миллера — об эволюции звезд, о белых карликах, красных гигантах, нейтронных звездах и о самых таинственных космических объектах — черных дырах, жадно пожирающих материю и энергию.

---

В начале 1935 года он опубликовал ряд работ с критикой теории Чандры. Это была мешанина из странных претензий и плохо обоснованных утверждений. Эддингтон писал, что теории Чандры абсурдны и что релятивистские вырождения могут быть следствием лишь математических упражнений Чандры, но никакого отношения к реальности не имеют. Главной причиной ошибок Чандры он считал использование «неправильной» теории относительности — то есть не версию Эддингтона, в которую вошли его собственные математические формулировки теории Дирака.

Но использование «правильной» теории Эддингтона означало для Чандры отказ от идеи Фаулера, в соответствии с которой белые карлики даже после исчерпания всего топлива остаются стабильными. Эддингтон надеялся, что расчеты Чандры полностью опровергнут «эту вычурную идею Фаулера».

Но что Эддингтон собирался предпринять и что за цель он перед собой поставил? Это чрезвычайно волновало Чандру. Неужели он что-то не понял или не уловил смысл каких-то аргументов Эддингтона? В какой-то момент в правильности своей теории засомневался даже сам Фаулер, но его сомнения быстро прошли, и он сказал Чандре: «Не волнуйтесь. Я уверен, Эддингтон не прав. — И дружелюбно посоветовал: — Будьте оптимистичней!» Однако перед самим Эддингтоном интересы Чандры он никогда не отстаивал, и Чандра продолжал донимать Розенфельда: «Скажите честно, действительно есть что-либо стоящее в статьях Эддингтона?» На что Розенфельд отвечал: «Могу смело сказать, что, даже дважды прочитав эти статьи, я не нашел ничего, что могло бы изменить мое мнение, — это дичайшая чушь!»

Подлинной причиной такого поведения Эддингтона было то, что работы Чандры полностью опровергали его фундаментальную теорию, которую он в течение уже семи лет так напряженно разрабатывал. С помощью специально созданного им математического аппарата Эддингтон хотел объединить общую и специальную теории относительности с квантовой механикой и получить в результате точное значение постоянной тонкой структуры. Разработка этой фундаментальной теории затруднялась отсутствием в природе систем, описывая которые можно было бы пренебречь взаимодействием между частицами. Именно поэтому электроны нельзя было рассматривать отдельно от других частиц. А Чандра предлагал весьма перспективную теорию идеализированного квантового газа невзаимодействующих электронов, которую можно было проверить на практике. Если бы подтвердилась теория Чандры, то представления Эддингтона и весь его математический аппарат Е-чисел оказались бы совершенно бессмысленными. Вместо создания уникального метода математического описания физических явлений он лишь доказал бы, что математика — это отвлеченная игра ума, наподобие его собственной работы по вычислению общего количества электронов и протонов. Но с другой стороны, в результате была получена правильная величина скорости расширения Вселенной.

Пытаясь любым путем спасти свою теорию, Эддингтон решил учитывать данные о белых карликах. Он принялся вносить совершенно фантастические изменения в теорию относительности, и все это только для того, чтобы подогнать выводы Фаулера об эволюции звезд к результатам своих вычислений. И в то же время Эддингтон считал работы Чандры лишь формальными математическими ухищрениями, не имеющими никакого отношения к Вселенной! Как и многие другие ученые, Чандра прекрасно знал о стремлении Эддингтона создать свою фундаментальную теорию. Вскоре он понял, что нестыковки с этой теорией и были главной причиной его разногласий с Эддингтоном. Хотя Розенфельд и сказал, что две статьи Эддингтона 1935 года полная чушь, Чандра отзывался о них не так резко. Авторитет Эддингтона и его сверхъестественное умение получать корректные результаты из сомнительных допущений не позволяли большинству астрофизиков признать его аргументы неверными. А теория Чандры и вовсе была выше их понимания.

Существование предельной массы у белых карликов ранее уже было постулировано Стонером, но он не довел свою теорию до логического завершения. Как ни странно, критикуя Чандру, Эддингтон поддерживал Стонера, хотя и осуществлял жесткий контроль его работы. Он настойчиво советовал Стонеру заниматься лишь сомнительными положениями теории Фаулера и не вторгаться в области, исследование которых могло угрожать его собственным результатам.

В свою очередь и Милн оспаривал выводы Чандры, выдвигая гипотезу, в соответствии с которой звезды содержат абсолютно несжимаемое ядро из какого-то неизвестного вещества и потому не могут полностью коллапсировать. Эддингтон же выбрал более прямой и элегантный способ — он попросту игнорировал результаты Чандры. Эддингтон продолжал создавать свой совершенный математический аппарат, который заставит всех согласиться с универсальностью результатов Фаулера. Сам Фаулер в этом никакого участия не принимал, в частных беседах всегда поддерживал Чандру, но никогда не делал этого публично. А Эддингтон дополнил свои вычисления еще и данными теории Дирака, но перестроенной на основе Е-чисел. К 1935 году Эддингтон полностью завершил построение фундаментальной теории, из которой следовало, что выводы Чандры абсолютно неверны. Эддингтон очень многое поставил на свою фундаментальную теорию — она должна была стать истиной в последней инстанции и кульминационным финалом всех его исследований.

Розенфельд с пониманием отнесся к затруднительному положению Чандры и по согласованию с Бором написал ему: «Мы понимаем ваши трудности и весьма вам сочувствуем». Более того — Розенфельд предложил переслать статьи Эддингтона и письма Чандры Вольфгангу Паули, который был тогда одним из самых авторитетных физиков в мире. И Паули ответил, что Эддингтон абсолютно не прав и совершенно очевидно, что он старается подогнать реальность под свою теорию. Но тут он остановился и не стал делать публичные заявления в поддержку Чандры. Чандра также продолжал переписываться со своим другом Мак-Кри по этому поводу. Но даже через пять дней после рокового дня тот все еще не принял никакого решения. Он предложил «вежливо прокомментировать каждый из пассажей Эддингтона» и переслать ему, но так и не сделал этого, поскольку: «Возражает ли Эддингтон мне или нет, он всегда мне интересен». Но это вряд ли утешило Чандру.

Итак, расстановка сил была ясна. Главные фигуры — Бор, Фаулер, Дирак, Розенфельд, Паули и Мак-Кри сочувствовали Чандре. Некоторые говорили ему: «Я, старина, тебя понимаю. Жаль, что так все складывается», — но при этом не собирались принимать участие в конфликте. Чандра помог Фаулеру подготовить второе издание той самой монографии по статистической механике, которую он читал в Индии еще подростком, и отметил, что Фаулер никак не прокомментировал замечание Эддингтона в предисловии к этой книге, что релятивистская формула вырождения неправильна.

А 13 января 1935 года Милн отослал письмо редакторам «The Observatory». Он повторил свои вычисления и с учетом замечания Эддингтона проигнорировал релятивистское вырождение, иронично добавив: «Существует ли оно в действительности?» В завершение он написал: «Исследования сэра Артура Эддингтона подтверждают теперь наши выводы». Чандре показалось, что мир перевернулся, — Милн согласился с Эддингтоном!

Милну же все происходящее было на руку. С тех пор как Чандра впервые показал ему свою статью, Милн делал все возможное, чтобы она не появилась в печати, и неоднократно убеждал Чандру не публиковать и свои более ранние работы. Рассерженный Чандра заявил, что «перестал верить в объективность Милна». Он отлично понимал, что его выводы опровергали теорию Милна. Несмотря на давний антагонизм с Эддингтоном и дружбу с Чандрой, Милн встал на сторону врага.

Чандра не мог полностью игнорировать Эддингтона и продолжать свои исследования согласно собственным представлениям. Хотя лучшие в мире физики были на его стороне, они все-таки не решились выступить против ведущих астрофизиков того времени — во всяком случае, публично. Такая конфронтация была для них слишком серьезной, и Чандре предстояло самому постоять за свои убеждения. Он жаловался отцу: «Моя последняя статья по структуре звезд натолкнулась на отчаянное сопротивление оппонентов — Эддингтона, Милна и Джинса. Я стараюсь быть чрезвычайно уважительным при общении с ними. К счастью, Фаулер и Бор на моей стороне. Мне трудно описать в письме суть проблемы. По существу, это продолжение дискуссии о результатах Милна, полученных им за последние три года. Пока серьезного обострения отношений не произошло. Все происходит более-менее мирно, если не считать обсуждения ужасного ляпсуса Эддингтона. Он считает, что принцип Паули не верен! Не понимаю, что он хочет этим сказать. Я сейчас нахожусь как бы в центре треугольника с вершинами Эддингтон — Джинс — Милн и отказываюсь принять чью-либо сторону. Но в результате все они выступают против моей работы!! Лишь Фаулер с самого начала поддерживает меня!»