Александр Петров - Гравитация От хрустальных сфер до кротовых нор

О жизни Альберта Эйнштейна написано очень много. Мы ограничимся лишь некоторыми эпизодами и случаями из его жизни.

Интересной является история присуждения Нобелевской премии. Здесь нужно напомнить о работах Эйнштейна, которые были опубликованы в 1905 году.

«К электродинамике движущихся тел» — статья, которая вместе с работами Пуанкаре, стала основой СТО.

«Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» — статья, объяснявшая явление фотоэффекта и ставшая фундаментом квантовой теории. Именно за этот результат была присуждена Нобелевская премия за 1921 год.

«О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно–кинетической теорией теплоты» — работа по броуновскому движению, существенно продвинувшая статистическую физику.

Эти работы не только показали его силу теоретика, но и изменили лицо всей физики. А уже в 1915 году Эйнштейну удалось завершить построение ОТО. Основания для номинации на Нобелевскую премию были весомые. Однако, несмотря на очевидную значимость достижений, Эйнштейн не очень подходил для кандидата. Поскольку он был теоретиком, то зримая польза от полученных результатов была неочевидной. Мало того, его гражданская позиция пацифиста с левым уклоном была не в его пользу. Не последнюю роль играли и еврейские корни... И, наконец, только очень узкому кругу учёных достижения Эйнштейна были понятны, они в то время были совсем «непубличными».

Но в ноябре 1919 года результаты наблюдений солнечного затмения подтвердили предсказания ОТО. Вся мировая пресса взорвалась сенсационными сообщениями. Эйнштейн стал знаменитостью. Его приглашали с лекциями в университеты всего мира, от США до Японии. Тем не менее, на Нобелевский комитет это действовало мало, и премию за 1920 год ему не присудили.

Как сейчас известно, основным противником присуждения премии Эйнштейну был влиятельный член Нобелевского комитета, офтальмолог Альвар Гульстранд (1862–1930). Он был талантливым физиком–самоучкой, занимался преломлением света в сложных оптических системах, включая глаз, и получил Нобелевскую премию за 1911 год по физиологии и медицине. С 1911 по 1929 годы он был членом Нобелевского комитета по физике (с 1922 — председателем). Как знаток классической геометрической оптики, Гульстранд имел своё мнение по поводу как СТО, так и ОТО, и изо всех сил противился: «Эйнштейн не должен получить Нобелевскую премию, даже если этого требует весь мир!»

Возможно, Эйнштейн и не получил бы премию, если бы не другой шведский физик — Карл Вильгельм Озеен (1879–1944). Он сам был специалистом в очень узкой области, но как профессор одного из университетов Швеции мог принять участие в номинации кандидатов. Озеен собирался номинировать на премию Нильса Бора (1885- 1962), но тот также был теоретиком и имел мало шансов в Нобелевском комитете. Однако при объединении эйнштейновского объяснения фотоэффекта и борове кой модели атома водорода получался результат, противопоставить которому было нечего. Это была теория о строении вещества, прочно стоящая на экспериментальном фундаменте.

10 ноября 1922 года было объявлено, что премия за 1921 год присуждается Эйнштейну «за его заслуги в области теоретической физики, и в особенности, за объяснение фотоэлектрического эффекта ». В отдельном письме от Шведской Академии наук были слова: «...не учитывая при этом Ваши работы по теории относительности и теории гравитации, которые будут оценены после их подтверждения в будущем». Одновременно (!) премия за 1922 год была присуждена Нильсу Бору «за его заслуги в исследовании строения атомов и излучения, испускаемого ими». Эйнштейн не присутствовал на церемонии вручения — он направлялся в Японию читать лекции о теории относительности. Его нобелевская лекция, которую зачитал представитель Германии, тоже была о теории относительности.

Закончим рассказ несколькими штрихами. В домашнем кабинете Эйнштейна стоял небольшой телескоп. Когда его спрашивали: зачем? Он обычно отвечал:

Нет, это не для звёзд. Телескоп принадлежал бакалейщику, ранее жившему здесь. Приятная вещь. Я его берегу как игрушку.

Всем известна фотография «с языком», сделанная 14 марта 1951 года в 72–й день рождения Эйнштейна. После празднования в Принстонском университете вместе с друзьями супругами Эйде лот он сел в автомобиль. Машину окружили репортёры и просили Эйнштейна улыбнуться. Но вместо этого он, очень уставший, высунул язык.

Впоследствии эта фотография понравилась и самому Эйнштейну.

Альберт Эйнштейн брал 1 доллар за простой автограф и 5 — за подпись на памятной вещи. Он был звездой своего времени, в этом не приходится сомневаться, и иногда зарабатывал до 1000 долларов за день. Все эти деньги шли на благотворительность.

Всю жизнь Эйнштейн выступал как активный противник насилия, противник войн. Его образ в конце жизни похож на образ мудреца, познавшего мир, и почти святого. В определённом смысле это так и было. Однако его близким было не совсем легко с ним. Вот как он сам определяет своё место в мире и обществе:

Я никогда по–настоящему не принадлежал ни к какой общности, будь то страна, государство, круг моих друзей и даже моя семья. Я всегда воспринимал эти связи как нечто не вполне моё, как постороннее, и моё желание уйти в себя с возрастом все усиливается. В такой самоизоляции есть привкус горечи, но я не жалею о том, что лишён понимания и сочувствия со стороны других людей. Конечно, из‑за этого я что‑то теряю, но обретаю куда больше, а именно: независимость от общепринятых привычек, мнений и предрассудков. Я свободен от соблазна воздвигнуть здание своего душевного спокойствия на столь шатком фундаменте.

Альберт Эйнштейн умер в Принстоне 18 апреля 1955 года от аневризмы. Он отказался от операции, не желая менять естественный ход вещей.

Для того чтобы обсудить многие эффекты ОТО, необходимо познакомиться с одним из самых важных решений (а возможно, и самым важным) уравнений ОТО — решением немецкого астронома Карла Шварцшильда (1873–1916). Оно получено в 1916 году, всего лишь через несколько месяцев после публикации Эйнштейном своих уравнений гравитационного поля. Это решение соответствует статическому сферически симметричному вакуумному пространству–времени. (О вакуумных решениях уравнений Эйнштейна см. Дополнение 4.) Слова, выделенные курсивом — это условия (ограничения), при которых искалось решение. Эти же условия определяют, чему в реальности должно соответствовать найденное решение — это пространство–время вокруг изолированного сферически симметричного тела. «Изолированного» — это в идеале, а в реальности — вокруг тела, достаточно удалённого от всех остальных тел. Таким образом, в очень хорошем приближении это решение описывает и гравитационное поле вокруг Солнца и каждой из планет Солнечной си стемы, шаровых звёздных скоплений. Поэтому с использованием именно этого решения были проверены первые эффекты ОТО.