Игорь Новиков - Черные дыры и вселенная

Если мы будем достаточно благоразумны, чтобы сберечь жизнь на Земле в нашу эпоху бурных социальных потрясений (а мы в Советском Союзе верим, что так будет, и боремся за это), то трудно вообразить, какого научного могущества мы достигнем через сто, тысячу, миллион, а тем более миллиарды лет. Человек (опять же в широком смысле слова) научится использовать для своего блага все законы эволюции Вселенной, научится управлять ими. Было бы наивно полагать, что Вселенная приготовила на все времена для человечества благодатные «тепличные» условия для существования. «Мы не должны ждать милости от природы. Взять их у нее — наша задача». Эти слова известного естествоиспытателя, — гордые слова, достойные человечества. Конечно, при осуществлении подобных задач в масштабах Вселенной совершенно по-новому обернутся проблемы охраны природы и другие. Но несомненно то, что будущее общество найдет способы их решить.

Подходя к концу нашего повествования, хотим еще раз напомнить, что, конечно же, серьезные изменения во Вселенной (по сравнению с нынешним ее состоянием) во всех случаях могут начаться очень не скоро не только в житейских, но и астрономических масштабах, как минимум через десятки, а может быть, тысячи миллиардов лет. Это во много раз больше нынешнего возраста видимой нами Вселенной, которой никак не больше 10–20 миллиардов лет от начала расширения.

Не может быть заключения в рассказе о предмете, о котором мы вели речь. Рассказ о вечно эволюционирующей, вечно молодой Вселенной не терпит итогов. Но что все же хочется специально подчеркнуть, так это особенно бурное развитие науки о Вселенной — космологии, приносящей новые удивительные открытия и новые фундаментальные знания. В эту науку сейчас приходит новое молодое поколение ученых, берущихся за решение еще недавно «неразрешимых проблем». Хочется, чтобы они были вооружены не только знанием, но и вдохновением, настоящей влюбленностью в свое дело.

Введение … 3

Часть I. Черные дыры

Глава 1. Что это такое?

Невидимые миру звезды … 7

Гравитационный радиус … 12

Предсказание … 20

Глава 2. Вокруг черной дыры

Дыра во времени … 24

Небесная механика черных дыр … 27

Черные дыры и свет … 34

«Черные дыры не имеют волос» … 34

Гравитационный вихрь вокруг черной дыры … 38

Глава 3. Энергия из гравитационной бездны

Бездонные черные дыры … 43

Гравитационная бомба … 45

За краем гравитационной бездны … 47

Нет ничего проще и сложнее, чем черные дыры … 54

Глава 4. Поиски черных дыр

Они должны существовать … 56

Как искать черные дыры? … 60

Черные дыры открыты? … 66

Гигантские черные дыры … 70

Глава 5. Черные дыры и кванты

Пустая ли пустота? … 73

Открытие Хоукинга … 76

Черные дыры взрываются! … 78

Часть II. К границам бесконечности

Глава 1. Вселенная после взрыва

Мир, в котором мы живем … 83

«Мерные масштабы» и другие инструменты астрономов … 87

Вселенная должна эволюционировать … 93

Открытие расширения Вселенной … 96

Расширяется ли Вселенная? … 105

Вселенная в прошлом … 108

Гравитация пустоты … 109

Будущее расширяющейся Вселенной … 116

Проблема скрытой массы … 118

Кривое пространство … 121

Горизонт … 126

Глава 3. Горячая Вселенная

Физика начала расширения … 128

Холодное или горячее начало? … 130

Как было открыто реликтовое излучение … 133

Почему реликтовое излучение не открыли раньше? … 136

Путешествие в далекое прошлое … 142

Первые пять минут … 148

Сколько гелия в природе? … 151

Триста тысяч лет эры фотонной плазмы и наша эра … 152

Глава 4. Нейтринная Вселенная

Нейтрино … 155

Свойства Вселенной … 157

Нерешенные проблемы … 158

Нейтрино во Вселенной … 159

Нейтринный эксперимент … 161

Нейтринная Вселенная … 162

Происхождение галактик … 163

Реальность и фантастика … 167

Глава 5. У границ известного

Почему Вселенная такая? … 170

На крыльях времени … 179

Заключение … 188

В институте космических исследований АН СССР профессор, доктор физико-математических наук И. Новиков занимается многими проблемами Вселенной. Им проведены важные теоретические исследования черных дыр. Кроме того, он указал на события, протекающие во Вселенной, которые помогли астрофизикам открыть эти черные дыры. И. Новиков — автор многих научно-популярных брошюр и книг, которые неоднократно отмечались на всесоюзных конкурсах на лучшую популярную книгу о науке и переводились на многие иностранные языки. «Черные дыры и Вселенная» — его первая книга в серии «Эврика».