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

Копенгаген стал для Чандры глотком свежего воздуха. Здесь все было пропитано насыщенной интеллектуальной жизнью. Нильс Бор считался одним из гениев физики, вторым после Эйнштейна. В 1922 году он получил Нобелевскую премию за открытие первой теории строения атома. В молодости Бор был замечательным спортсменом, футболистом мирового класса, лыжником, велосипедистом, пловцом и потрясающим игроком в пинг-понг. Но Чандра увидел уже грузного человека в возрасте далеко за сорок, с черными, гладко зачесанными назад волосами и высоким куполообразным лбом, с крупными чертами лица и большими руками, в одной из которых он обычно держал свою фирменную курительную трубку. Бор говорил вообще довольно тихо, а на английском языке с сильным акцентом. Чтобы его услышать, приходилось напрягаться. Его нерешительная речь отражала неустанное желание как можно глубже проникнуть в суть квантовой механики. Бор любил цитировать слова немецкого философа и поэта XVIII века Фридриха Шиллера: «Лишь полнота, что к ясности ведет, укажет в пропасть путь…»

Эйнштейн однажды сказал о Боре, что он как «чрезвычайно чувствительный ребенок, который постоянно пребывает в состоянии транса». «В Мюнхене и Гёттингене вас научат считать, а в Копенгагене — думать», — говорили молодые физики, часто приезжавшие к Бору [35] Институт Зоммерфельда находится в Мюнхене, институт Борна — в Гёттингене. Мюнхен, Гёттинген и Копенгаген считались тремя главными центрами исследований в области атомной физики. . Идеи в датской столице били ключом, и чем более странной казалась идея, тем интересней было ее развивать. На семинарах все доклады подвергались беспощадной критике. Никто не отмалчивался, как на конференциях в английских университетах, каждый мог поспорить с любым из присутствующих. Отчаянней всех спорили немцы, но после дебатов ни у кого не возникало неприязни друг к другу, как это нередко происходило в Оксфорде и Кембридже. Спорили все — студенты, аспиранты, случайные посетители и известные ученые. Новые теории возникали, рассматривались с различных точек зрения, критиковались, ежедневно обсуждались с одной-единственной целью — раскрыть тайны строения атома. Недаром фраза Бора: «Это безумная идея. Но достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной?» — стала столь знаменитой. По сравнению с семинарами в Копенгагене дискуссии в Кембридже казались ужасно скучными. Но Чандру беспокоило, что Бор и его коллеги совсем не интересовались астрофизикой. Физики и астрофизики были невероятно далеки друг от друга. Первые пытались выяснить механизм свечения звезд, в то время как вторые занимались построением моделей звездных структур. В своих астрофизических исследованиях Эддингтон преуменьшал значение математики и говорил, что она нужна лишь, чтобы проанализировать данные (хотя, по иронии судьбы, его исследования в области общей теории относительности и фундаментальной теории усыпаны трудными для понимания уравнениями). А физики вовсю пользовались математикой — они использовали математический аппарат нового типа для построения своеобразных теорий, часто противоречащих здравому смыслу. Чандра нередко вспоминал физика Ханса Бете, который первым выяснил причину свечения звезд, — он говорил, что «отношение физиков к астрономам граничит с презрением». Эддингтон был «единственным исключением», из-за его «огромного авторитета».

«В Копенгагене, как и в Кембридже, я не стал членом научного сообщества, — вспоминал Чандра. — И я помню, что каждую пятницу в доме Бора все обычно пили чай, а затем Бор и другие ученые шли работать. Обычно я оставался и играл с маленькими сыновьями Бора. Но атмосфера в Копенгагене была лучше, чем в Кембридже, и у меня появилось много новых друзей!» Иногда ему удавалось расслабиться в шумной компании молодых ученых и заняться невинным наблюдением за девушками — вскоре Чандра даже разработал систему классификации по их внешности: альфа, бета и гамма!

Ободренный дискуссиями в Копенгагене, Чандра в сентябре смело представил в «Zeitschrift für Astrophysik» статью, где показал, что звезда с давлением излучения более 10 % от общего давления не может образовать твердое ядро и в конце концов сжимается в точку. Этот вывод противоречил утверждениям Милна. Чандра попытался игнорировать мнение кембриджских ученых, поскольку редакция журнала находилась в Потсдаме. Но вот ирония судьбы — когда статья Чандры поступила в редакцию, там, как назло, случайно оказался Милн. Редактор Финлей-Фрейндлих попросил Милна просмотреть статью. Ответ был предсказуем. «Милн написал мне длинное письмо на двенадцати страницах, утверждая, что мое заключение ошибочно и что я нанесу вред моей „растущей“ научной репутации, если опубликую статью, — вспоминал Чандра. — Но я настоял на своем. Признаться, мне очень помогла поддержка Леона Розенфельда. В конечном итоге статья была опубликована. Уже тогда, в 1932 году, я стал сомневаться в объективности Милна».

Чандра с горечью вспоминал, что ему пришлось несколько изменить статью, чтобы немного успокоить Милна, добавив оговорку: «Невозможно избежать вывода о коллапсе звезды, используя только статистику Ферми — Дирака» (статистика Ферми — Дирака — это квантовая статистика электронов). Ключевым словом здесь является «только» — Чандра тут допускал, что существуют некоторые другие, еще неоткрытые свойства вещества, предотвращающие, казалось бы, неизбежный коллапс звезд.

Безнадежно пытаясь спасти теории Милна, Чандра предположил, что на каком-то этапе в звезде может возникнуть несжимаемое ядро. И все же Милну приходилось признать, что его теория обречена. Последнее открытие Чандры неопровержимо доказало, что в некоторых случаях звезды не имеют твердого ядра и при определенных условиях остаются идеальным газом — как это и постулируется в стандартной модели заклятого врага Милна Эддингтона. Статья Чандры нанесла сокрушительный удар по теории Милна. «Моя работа не изменяет модель [Милна]: она ее полностью отвергает!» — писал он.

Тем временем столь благожелательная копенгагенская атмосфера рассеивалась. «Бора трудно вызвать на разговор. У меня были возможности поговорить с ним по разным поводам, — написал Чандра отцу, — но он мне не отвечал». Отношения испортились из-за одной задачи по статистике электронов и фотонов, которую Чандре предложил Дирак. Чандра решил задачу, написал статью и отдал ее Бору для представления к докладу на заседании Королевского общества. Дираку он статью не показал, но поблагодарил его в соответствующем разделе статьи. Редакция отправила статью Дираку для отзыва, и тот написал Бору: «Мне кажется, полученный результат неверен». Чандра использовал математические обобщения, проигнорировав сами физические явления, а на такой же ошибке Гейзенберг поймал его двумя годами ранее. Чандра применил теорию групп и «просто из математических соображений» показал, что существуют и другие типы статистик, описывающих электроны и фотоны. Дирак добавил, что при публикации этой работы ему пришлось бы дополнить ее примечаниями с опровержением выводов Чандры.